2017岩层工程师基础知识:如何识别褶皱构造?
(1)地质方法
1.只有测量或基本搞清楚一个地区的岩石层序、岩性、厚度和露头产状,才能正确分析判断是否存在褶皱。然后根据新老地层对称重复的特征判断是背斜还是向斜。然后根据轴面、两翼和铰链的产状,判断褶皱的形态(包括横切面、纵剖面和水平面)。
2.安排实地考察路线。一是采用穿越法,即垂直观察岩层走向,从而穿越所有岩层,了解新老岩层的顺序、产状、出露宽度及分布特征。二是在穿越法的基础上,采用追踪法,即沿某一标志层(即厚度相对稳定、岩性相对固定和明显、地貌反射突出的岩层)的延伸方向进行观测,以了解两翼是否平行延伸。
或者逐渐收敛,等等。这两种方法可以交替使用,或者以交叉法为主,追踪法为辅,从而获得褶皱构造在三维空间中的形态轮廓。
(2)地貌学方法
各种岩层的硬度、厚度、结构都不一样,往往在地貌上有明显的反映。例如,坚硬的地层往往形成山脉、陡峭的悬崖或山脊,松软的地层往往形成缓坡或山谷,等等。下面简单介绍几种与褶皱构造有关的地貌形态:
1.有些水平地层不是原始产状,而是大型褶皱构造的一部分,如扇形褶皱的转折端、顶部或谷部、构造盆地的底部、弯曲转折部位等。这类地层往往以平坦的地台、方山(平顶山)和构造盆地平坦的盆底为特征。
2.单斜岩大型褶皱构造的一个翼部或构造盆地的边缘部分往往由一系列单斜岩代表。这类岩层沿层理面在倾向方向被侵蚀,所以地形表面往往与岩层的坡度大致一致;而在反倾方向侵蚀时,往往沿着垂直裂缝成块剥落,形成陡坡和悬崖。因此,如果单斜地层倾角较小(如2030?),形成了一个陡坡一个缓坡的山,称为一边倒山;如果单斜地层倾角较大(如5060?),它的两边形成一座陡峭的山,叫猪背崖。
3.穹状构造、短背斜和构造盆地常形成一组或多组同心圆或椭圆形分布脊。如果岩层产状平缓,则里坡陡峭,外坡平缓。有时在这些地区会形成放射状或环状水系。在构造盆地区,往往被旧岩层组成的高山所包围,岩层在盆地底部变平,更多的新岩层出现。比如四川盆地,北部的大巴山主要由古生代和前古生代岩石组成,而盆地中心主要由中新生代岩石组成。但需要指出的是,大型构造盆地的地貌往往因次级构造而变得复杂,如四川盆地东部一系列交错褶皱形成的山地和河谷。
4.在前一个地区,水平褶皱和倾伏褶皱常常沿着两翼形成平行对称的脊和谷。
在倾伏褶皱区,常形成弧形或?什么?呈之字形分布的山脊和山谷。
5.背斜和向斜的地形有时与地质构造基本一致,即形成背斜山和向斜谷。
更多的情况是在背斜中侵蚀成谷,在向斜中发展成山,即形成背斜谷和向斜山。这种地形与构造不匹配的现象称为地形反演。为什么会这样?地层褶皱时,地层顶面受拉应力拉伸,底面受压应力缩短。在顶面和底面之间有一个既不拉伸也不缩短的面。中性面?。假设屈曲前在岩层中画出许多单位球,屈曲后形成各种应变椭球,这样就可以一目了然地了解屈曲后岩层中的内应力分布特征。