褶皱类型的确定

如题所述

区域性的褶皱构造是以每一个褶皱的组合形成反映出来的。因此,对褶皱变动进行研究时,先从每一个褶皱的观测和研究入手。

(一)在野外露头上直接观测

对具体的褶皱构造,可通过很多方法确定它们的类型和特点,但其中最简单、最有效、最直接的方法莫过于野外露头观测,也就是在野外一切天然和人工露头的地方(相当于不同方向的切面)直接观察它们的形态,并测定褶皱的产状和各种要素。

对于规模较小出露完整的褶皱,有时可以从露头直接量得该褶皱的轴面和枢纽,但对于那些规模较大而出露又不完整的褶皱,或褶皱的一部分被土壤覆盖,或由于其他原因观测不全时,往往需要系统地测量岩层的产状,并用计算或极射赤平投影的方法较准确地确定轴面和枢纽的产状。

在野外露头上,还要进行记录、描述、野外素描和照相等,从而尽可能全面地搜集宝贵的第一手资料。

(二)确定地层层序追索标志层

褶皱构造是由地层的弯曲来表现的,所以根据局部资料来恢复和确定褶皱的基本类型时,首先要解决的问题是褶皱核部与翼部地层时代的新老关系。这是最关键的一项工作,若定错了地层层序,会引起褶皱形态、类型从根本的歪曲。

在大量研究区域地层层序及地层发育、分布的基础上,要确定标志层,要求所选的标志层为:①岩性、厚度稳定,横向变化小;②有易于识别的特殊标志,如岩性标志、化石标志或物性、电性特征明显等;③分布广的地层。

根据地层的新老关系和对称重复特征以及标志层在区域上的展布规律,可确定褶皱或褶皱的基本形态和类型。因此在野外观测及填绘地质图时,除了填绘新划分的地层单位的界线和其他构造界线外,还应注意追索和填绘标志层。标志层也是地层时代对比的重要依据。

在确定地层层序或追索标志层时,要注意转折端的研究。因为无论褶皱两翼岩层层序是否正常,在转折端处总是正常的,所以转折端的研究可以帮助确定地层层序。另外,由于平面转折端形态和剖面转折端形态基本一致,所以它有助于确定褶皱的形态类型。

(三)分析褶皱内部构造

(1)利用层间褶皱确定主褶皱的轴面。当一套岩层弯曲时,两个坚硬岩层间塑性岩层在上、下两层之剪切力偶作用下,发生两翼不对称的层间褶皱。层间小褶皱的轴面总是与上、下坚硬岩层面斜交,其锐夹角指示相邻岩层的相对滑动方向(纵弯褶皱作用为前提)。除了翻卷褶皱等,一般情况下可依据这种层间滑动规律来判断岩层顶、底面,从而确定地层层序的正常或倒转,以及背斜和向斜的相对位置。

(2)用错动的岩脉来判断褶皱构造。若岩层受纵弯褶皱作用之前已有节理或沿节理充填其他物质(如方解石、石英等),当岩层发生弯曲时,随着层间滑动节理或岩脉被一一错开,其错开的方向与层面上发生的剪切力的方向是一致的。在背斜两翼自下而上向远离槽部方向错动。图5-39表示根据岩脉错动关系来恢复褶皱构造的情况。

图5-39 根据岩脉错动恢复褶皱构造

(四)分析褶皱区域地质图

读地质图是了解和认识前人研究成果的一条重要的途径,也是编图的先决条件。地质图就是用规定的图例、符号和颜色,将一定地区出露的各种地质体和地质现象,按一定比例尺缩小投影到平面上的一种图件。所以,读地质图会得到很多地质构造的信息。在此着重介绍各种褶皱类型及其几何特征在地质图上的表现。

褶皱构造在地质图上的表现状态,主要取决于它们的几何形态。但是在地质图上分析和研究构造特征时,不仅要考虑其形态特征,还必须同时考虑地层的层序(新老关系)、岩层产状的变化、枢纽的起伏、轴面及轴线的分布状况以及地形条件等。

1.背斜、向斜的分析

褶皱构造在地质图上的最基本的表现特征是新老地层分布的对称性。如果岩层产状与水平面斜交,背斜在地质图上表现为老地层位于核部,新地层分布在两翼,呈对称分布;向斜则恰好相反,新地层存在于褶皱中心,而两侧对称分布着相对较老的地层。若在地质图的相应位置上标有岩层产状,则配合起来分析更容易确定背斜、向斜。图5-40表示在没有地层时代、产状及地形的地质图上可能得出的多种结论。

图5-40 在未知地层时代、产状及地形的地质图上推测的可能情况

2.褶皱两翼陡缓和倒转翼的分析

如果在地质图上标有产状符号,可直接认识两翼产状及其变化情况;若缺少产状符号,则可根据两翼岩层露头宽度的差异来定性分析两翼的相对陡缓。

在地形平坦的前提下,如果两翼岩层的厚度和倾角都相等,则两翼岩层的露头宽度亦应相等;如果两翼厚度相等而倾角不等,在地质图上表现为较陡的翼露头窄、较缓的翼露头宽。因此根据两翼地层露头的宽窄和倾斜方向,不难分析直立褶皱和斜歪褶皱(图5-41)。

图5-41 直立、斜歪褶皱在地质图上的表现

倒转褶皱的倒转翼在地质图上也有一定的反映。由于倒转翼的岩层从翼部向倾伏端方向倾角由缓变陡,所以到倾伏转折端(地层为正常层序)附近总有一段产状是直立的。因此在褶皱倾伏端和倒转部分的岩层露头宽度相对较大,而直立部分宽度最窄。根据这一特点,在地质图上可以分析由翼部向转折端过渡处,岩层露头出现最窄一段的那一翼为倒转翼(图5-42)。

图5-42 倒转褶皱在平面上的表现

必须注意,以上讨论是以地形的影响不明显为前提的。若地形起伏较明显,需要结合地形的影响,而且枢纽近直立的倾竖褶皱以及平卧褶皱和斜卧褶皱都不能如此简单地进行分析。

3.褶皱枢纽产状的分析

褶皱的枢纽在空间的产状不同,褶皱两翼岩层在地质图上分布的情况也各不相同。当褶皱构造被水平面切开后,如果枢纽是水平的,两翼岩层将成平行条带状延伸(图5-43),并与轴线平行。

当褶皱的枢纽发生倾斜时,一组连续的褶皱在地质图上,岩层分布形态为“W”形状(图5-43b),其中每一“V”字形就是一个褶皱,弯转的部分就是褶皱在平面上的转折端。背斜的一翼向另外一翼过渡时,岩层均向外倾斜,故称为外倾转折端;向斜的一翼向另外一翼过渡时,岩层均向内倾斜,故称内倾转折端。它们分别指示背斜和向斜的枢纽倾没与仰起方向。

图5-43 两翼岩层的分布特点反映枢纽产状

褶皱平面转折端的形态(地质图上)分析,也有助于确定褶皱类型。如果弯曲形态为浑圆状时,褶皱的形态类型一般为圆滑褶皱;转折端的形态为方形时,一般为箱状或屉状褶皱;转折端的平面形态为折线状时,一般为尖棱褶皱。

4.褶皱的轴迹与轴面的分析

如前所述,在地形平坦的条件下,枢纽呈水平状态时,轴迹与两翼地质界线的延伸方向平行;枢纽倾伏时,若为两翼对称的直立褶皱,则轴迹在平面上成为两翼的平分线,若两翼倾角不等时,轴迹靠近陡冀一边。

图5-44 斜卧褶皱立体示意图

严格地讲,当地面近水平、轴面近直立、枢纽倾伏较缓的褶皱,在地质图上两翼岩层界线转折点的连线大体为该褶皱的轴迹,转折端的方向也大致反映枢纽的倾伏方向。对于斜歪倾伏褶皱,尤其是斜卧褶皱和形态较复杂的褶皱,或地形复杂、起伏较大的褶皱,则地质图上两翼岩层露头线转折点的连线与枢纽方向不一致。如图5-44表示一个斜卧褶皱,从地面(假设平坦)上看,岩层露头转折端点连线表现出向南倾伏,但枢纽的实际倾伏方向却是正东,两者相差90°。又如图5-45a所示的斜歪相似褶皱的平面转折端点连线,虽然与轴线平行,但不在真正轴线的位置;图5-45b所示的斜歪平行褶皱上,转折端连线既不是轴线,也不与轴线平行,两者间也没有任何确定的几何关系。

在地质图上,也可以从两翼产状大致判断轴面产状。如两翼倾向、倾角基本相同,则轴面产状与两翼产状基本一致。对于两翼产状不等或一翼倒转的褶皱,无论背斜或向斜,其轴面大致是向缓翼方向倾斜(图5-46),轴面倾角大小介于两角之间。

以上均为在地面平坦的前提下讨论的平面情况。实际上,由于风化剥蚀,地面这一天然切面必然会起伏不平,而且可以从任意方向切割和反映褶皱构造。如图5-47所示,虽是一个简单的圆柱状褶皱,但在不同方向的切面上所出露的形态就大不相同,地面可以是其中的任一面。因此可以认为,褶皱在地面上的露头形态只是褶皱在该方向面上的地形效应,是褶皱不完整,甚至是被歪曲了的形象。故在野外工作时,必须详细观测、综合分析各侧面的形态。在地质图上分析褶皱形态和产状时,必须注意地形效应的影响,地质图的比例尺越大、受地形影响也越大。如在大、中比例尺的地质图上,地形起伏较大时,地质界线的弯曲现象决不可当做褶皱的转折端来分析(图5-48)。

图5-45 斜歪相似褶皱和斜歪平行褶皱

图5-46 轴面间缓翼倾斜并靠近陡翼(桂林甲山)

图5-47 同一褶皱在不同方位切面上的出露形态示意图

图5-48 地形地质图上的单斜岩层

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
相似回答