2褶皱成因分析
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第九章褶皱的成因分析褶皱是指物体表面或内部形成凹陷或凸起的纹理,通常是由压力或拉伸力引起的。
褶皱现象广泛存在于自然界和人造物中,例如山脉的褶皱、地壳的褶皱、纸张的褶皱等。
本章将从力学角度对褶皱的成因进行分析。
首先,介绍褶皱的基本概念。
褶皱是由内部或外部施加的力引起物体的变形而形成的,这种变形通常表现为凹陷或凸起的形态。
褶皱可以是稳定的,也可以是暂时的,取决于物体的材料性质和力的作用方式。
其次,介绍褶皱的成因。
褶皱的主要成因有以下几个方面:1.压缩力:当物体处于受到压缩力作用的状态时,会产生褶皱现象。
这是因为压缩力的作用会使物体的体积减小,而物体的表面积保持不变,从而引起物体表面的褶皱。
2.拉伸力:当物体受到拉伸力作用时,会发生褶皱。
拉伸力的作用会使物体的长度增加,而宽度保持不变,从而导致物体表面产生皱纹。
3.弯曲力:弯曲力是指物体在受到外力作用下发生弯曲。
当物体弯曲到一定程度时,其表面会发生褶皱,形成明显的皱褶纹理。
4.温度变化:温度的变化也可以引起物体的褶皱。
当物体的温度发生变化时,物体内部不同部位的热胀冷缩不同,从而导致物体表面出现褶皱。
以上是褶皱的主要成因,不同的成因会导致不同类型和形态的褶皱。
在自然界中,地壳的褶皱是由于板块运动引起的,山脉的褶皱是由于地质作用和构造活动产生的。
在人造物中,纸张的褶皱是由于机械压力和拉力引起的。
最后,总结褶皱的成因分析。
褶皱是由力的作用导致物体产生形变而形成的纹理。
压缩力、拉伸力、弯曲力和温度变化是褶皱的主要成因,不同成因会引起不同类型和形态的褶皱。
了解褶皱的成因分析对于理解物体形变和力的作用具有重要意义,同时也为后续探究褶皱的应用提供了基础。
《构造地质学》第⼆章、基础构造地质学第三节、褶皱构造与褶皱作⽤2(⼆)褶皱的组合型式 在同⼀构造运动时期和同⼀构造应⼒作⽤下,成因上有联系的⼀系列背斜和向斜往往按⼀定的⼏何规律组合在⼀起,由此形成的总体褶皱样式称为褶皱的组合型式。
褶皱的组合型式往往反映了区域性褶皱的成因、区域应变状态、⼤地构造属性及地壳运动性质等。
从⽬前的研究结果来看,主要有三种类型的褶皱组合型式:1.复背斜和复向斜 复背斜和复向斜是指褶皱内部岩层被⼀系列次级褶皱所复杂化的⼤型背斜褶皱构造和⼤型向斜构造。
次级褶皱与主褶皱常有⼀定的⼏何关系,典型的复背斜和复向斜的次级褶皱轴⾯常常向主褶皱的核部收敛。
⽽枢纽与主褶皱的枢纽平⾏。
复背斜和复向斜在平⾯上往往为线性褶皱,并且限制在狭窄的地带中,是造⼭带内的主要褶皱样式。
2.隔挡式褶皱和隔槽式褶皱 隔挡式褶皱⼜称梳状褶皱或侏罗⼭式褶皱,由⼀系列平⾏的线性背斜和线性向斜相间组成,其中背斜窄⽽紧闭,形态完整⽽清楚;背斜之间的向斜则开阔⽽平缓。
隔槽式褶皱与前者相反,向斜紧闭且完整,呈线性排列,背斜则平缓⽽开阔。
这两类组合褶皱的共同特点是背斜和向斜的变形强度不同,较紧闭的褶皱和较开阔的褶皱相间排列。
隔挡式褶皱在欧洲侏罗⼭发育完美,通称侏罗⼭式褶皱。
关于褶皱成因,⼀般认为是沉积盖层沿刚性基底上的较弱层滑脱变形或薄⽪式滑脱的结果3.⽇尔曼式褶皱 褶皱以卵圆形穹隆或拉长的短轴背斜为主,褶皱翼部倾⾓平缓,或近于⽔平,但是规模可以很⼤。
它们可以独⽴出现,不伴有相间的向斜;可以成群展布,有规律地定向排列或⽆序排列。
在褶皱的平⾯排列形式上,还可表现为平⾏线列式、雁列式、弧形线带式等,并且可以产出于以上各类褶皱组合区,只是变形强度有不同的差异⽽已。
四、褶皱成因分析 褶皱的千变万化与褶皱成因的复杂性密切相关。
褶皱成因的研究是构造地质学的重要内容,主要⽬的在于了解侧应⼒、岩⽯的⼒学性质、变形环境等诸多因素在褶皱形成过程中的作⽤。
§2. 褶皱构造一、概念褶皱构造:岩层受力作用后产生变形,形成一系列连续完整的弯曲形态。
大多数是受挤压力形成的,也受垂直作用力后力偶作用下形成。
研究褶皱的产状、形态、类型、成因等特点,对查明区域构造,工程地质条件非常重要。
二、预研究褶皱产状等于研究岩层产状。
1、岩层产状:三要素:岩层走向、倾向、倾角。
走向:代表岩层水平延伸方向。
倾向:垂直于走向线,沿层倾斜,面向下所引的最大倾斜线,在水平面上所指的方向。
同一岩层:倾向-走向=90。
倾角:最大倾斜线与其在水平面上投影线的夹角,岩层面与水平面所夹的最大锐角。
2、产状记录法:用方位角表示:走向45。
倾向135。
倾角40用象限角表示:NE45。
SE45。
<40。
只记倾向倾角:SW205。
<25。
三、褶皱形态类型背斜:中间——老地层,两恻——岩层依次更新1、形态向斜:中间——新地层,两恻——岩层依次更老且两边对称。
2、褶皱要素:核、翼、轴面、轴线小、枢纽、转折端。
四、褶皱构造分类:1、据轴、两翼岩层产状对褶皱形态分类:直立褶皱倾斜褶皱平卧褶皱倒转褶皱翻卷褶皱2、据枢纽产状分类:水平褶皱倾伏褶皱穹隆构造枢纽向两端倾伏或扬起,岩层向四周倾或向中间倾构造盆地3、按褶皱的组合分类:复背斜、复向斜翼部有多个次一级的小背斜、小向斜组成。
复背斜:在一个大背斜两翼,是由若干个较小的褶皱组成。
复向斜:在一个大向斜两翼,是由若干个较小的褶皱组成。
二者是复式褶皱,是由强烈的构造运动挤压形成,规模很大。
五、褶皱构造的野外识别方法:1、垂直岩层走向观察,追索地区地层分布。
如出现地层重复出现褶皱构造。
2、分析地层新老关系变化规律判断是背斜还是向斜背斜:中间——老地层,两恻——岩层依次更新向斜:中间——新地层,两恻——岩层依次更老3、分析褶皱组成要素产状划分类型。
六、褶皱的工程性质1、核部岩层节理发育,岩层破碎,易风化剥蚀,岩石力学性质差,强度低,渗透性大,地坝基或洞室稳定不利,在选坝址、邃洞位置。
褶皱岩层在形成时,一般是水平的。
岩层在构造运动作用下,因受力而发生弯曲,一个弯曲称褶曲,如果发生的是一系列波状的弯曲变形,就叫褶皱。
褶皱是一个地质学名词,褶皱是岩石中的各种面(如层面、面理等)受力发生的弯曲而显示的变形。
[1]它是岩石中原来近于平直的面变成了曲面而表现出来的。
形成褶皱的变形面绝大多数是层理面;变质岩的劈理、片理或片麻理以及岩浆岩的原生流面等也可成为褶皱面;有时岩层和岩体中的节理面、断层面或不整合面,受力后也可能变形而形成褶皱。
因此,褶皱是地壳上一种常见的地质构造。
[1]它在层状岩石中表现得最明显。
有些褶皱的形成就像用双手从两边向中央挤一张平铺着的报纸。
报纸会隆起,隆起得过高以后,顶部又全弯曲塌陷。
这就说明了两种力对褶皱形成的作用。
一是水平的压缩力,一是其自身的重力。
另外,褶皱也并不都是向上隆起,褶皱面向上弯曲的称为背斜;褶皱面向下弯曲的称为向斜。
一般褶皱很少由一种力量而形成,往往是多种力量造成的。
有些褶皱并不明显,有些褶皱很显著。
它们的大小也相差悬殊,大的绵延几公里甚至数百公里,小的却只有几厘米甚至只有在显微镜下才能看到。
很多大的褶皱顶部因为表面被风化侵蚀掉而露出岩石的剖面,这样就可以清晰地看到褶皱的样子。
岩石中面状构造(如层理、劈理或片理等)形成的弯曲。
单个的弯曲也称褶曲。
褶皱中心部位为较老地层,两侧为较新地层,称为背斜;褶皱中心部位为新地层,两侧为老地层,称为向斜。
在地层未发生倒转等其它特殊情况下,背斜呈背形,向斜呈向形,背斜和向斜是褶皱的两种基本形式。
褶皱的规模差别极大,小至手标本或在显微镜下的显微褶皱,大至卫星相片上的区域性褶皱。
要素褶皱要素是褶皱的基本组成部分,用以描述褶皱的形态和产状。
包括:①核(core),系值褶皱的中心部位的岩层。
背斜的核是该褶皱中最老的地层,向斜的核是该褶皱中最新的地层。
②翼(limb),泛指褶皱两侧比较平直的部位。
当背斜和向斜相连时,有一翼是两者共用的。
褶皱的形成和判读教学设计新课导入【展示】褶皱山景观图【观察】观察图中的山地剖面,其岩石有何突出特征?(岩石呈层状分布;岩层发生明显弯曲)【抛出问题】岩层为什么会发生弯曲?这样的山地是如何形成的呢?观察景观图,得出岩石特征营造轻松课堂环境,激发学习探究兴趣。
褶皱及判断【演示】褶皱的形成模拟实验【准备】书1本(尽量较厚),彩色笔3-4色。
【方法】书本侧面短边分层涂上不同的颜色用以代表水平岩层,双手挤压书本,观察岩层发生的变化及成因。
【实验记录及科学推断】双手挤压书本,(水平岩层),观察岩层发生的变化及成因,并写下实验记录。
学生动手演示,认识挤压是岩层发生弯曲的主要力量,感悟内力作用对地表形态的影响。
【概念】褶皱:在地壳运动产生的强大挤压力作用下,岩层会发生塑性变形,产生一系列波状弯曲。
【观察】不同部位,波状弯曲岩层的弯曲特征,从岩层形态上区别背斜构造和向斜构造。
【结论】岩层上拱为背斜,岩层下凹为向斜。
【观察】从水平方向(同一水平面)认识背斜和向斜处的岩石新老关系的变化。
【结论】背斜部位岩石——中心老两翼新;向斜部位岩石——中心新两翼老。
【过渡】背斜和向斜处岩层形态发生弯曲变形,对地表形态产生影响,我们能否根据地表形态判读背斜和向斜呢?观察褶皱的不同形态,从岩层弯曲形态和岩石新老关系的角度认识背斜和向斜。
观察归纳,在“做”中形成地理基本规律褶皱对地貌的影响【观察】图中的背斜和向斜在地表分别形成了什么地貌?(山地/谷地)【结论】背斜成山,向斜成谷。
【验证】运用地图软件“图新地球”,演示背斜山和向斜谷的形成和分布(川东平行岭谷)【观察】图中的背斜和向斜在地表分别形成了什么地貌?(山地/谷地)【结论】背斜成谷,向斜成山。
【提问】为何会背斜成谷、向斜成山?背斜顶部物质去哪了?【演示】倒置地形的形成原因。
【准备】潮湿的树枝(不易脆、粗细适中)【方法】挤压树枝形成背斜结构;挤压树枝形成背斜结构;分别观察树枝(弯曲部分)顶部发生的变化。