褶皱作用.ppt
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1、第 十一 讲 褶皱作用(二) (褶皱的成因分析),褶皱作用的基本概念及其类型 尚存问题: ()重力在褶皱形成中的作用; ()褶皱作用延续时间,等问题 褶皱的形成方式与其受力状态、变形环境及岩层的变形行为密切相关。 从褶皱过程中岩层的变形行为来看,可把褶皱分为主动褶皱和被动褶皱两类。,当各岩层的力学性质和层理积极地控制着褶皱的发育时,这种褶皱称为主动褶皱。,主动褶皱中浅构造层次 (km ),当各层岩石间的韧性差很小,层理在褶皱变形中不再具有力学上的不均一性,而只是被动地作为变形的标志,这种褶皱称为被动褶皱。,被动褶皱下构造层次 ( km ),被动褶皱褶皱假象 并没有真正发生过一般意义的弯曲 如同
2、,褶皱过程中物质的运动方式: 流动物质的连续滑移 滑动物质沿不连续面的滑移,褶皱作用的基本类型,纵弯褶皱作用 横弯褶皱作用 剪切褶皱作用 柔流褶皱作用,纵弯褶皱作用 平行于地质界面(岩层)的挤压而引起的弯曲作用。,单层纵弯褶皱作用 单个能干层在不能干基质中的纵弯褶皱作用 岩石能干性 岩石抵抗塑性变形的能力。 韧性 岩石发生破裂前的塑性变形(应变)。,能干的(砂岩),不能干的(页岩),能干层发生褶皱作用的 主波长理论,假设:能干岩层的厚度 = h 软弱层的粘度 , 且 在褶皱作用过程中(图中P为平行层 施加的作用力,K为基质(介质)的阻力),当能干层发生弯曲褶皱时,垂直于层面发生的位移为x,并假
3、设发生褶皱的初始波长为Wi,其相应的位移为0 。,主波长理论:,1/62,褶皱主波长与力的大小无关(?) ,只与介质的力学性质有关 。 褶皱主波长与褶皱层厚度h呈正比。,主波长理论的构造物理学意义 当岩性一定时,1 / 2 比为常数,褶皱的波长Wi与层厚h成正比关系。 当层厚一定时,h为常数,褶皱的波长Wi与层和介质之间的粘度比1 / 2 非线性成正比关系.,当1 = 2 时,只有顺层均匀缩短,而不会发生褶皱。,影响岩石能干性的主要因素 物质组成 结构构造 温度 压力 流体 作用时间等,影响褶皱波长发育的主要因素 层厚h 粘度比 1 / 2 温度、应力和应变速率对粘度的影响,实验表明: 在应变
4、速率 = 10-14S-1条件下,当o / m 1,T 550时,石英岩比大理岩更能干。 当o / m 1,T 550时,大理岩比石英岩更能干。,当1 2 时 即岩石能干性差达最大,则分布在软弱基质中最能干的强硬层形成肠状褶皱。,当1 / 2 50时,形成肠状褶皱,肠状褶皱,当 3 4 时 因两者之间能干性差最小,故形成尖园褶皱或肿缩式褶皱。,尖圆褶皱,当 / 0 10时,形成肿缩式褶皱,当2 与4 之间的能干性差居中,则形成平行褶皱或相似褶皱。,多层纵弯褶皱作用,假设四层岩石的粘度分别为:1 2 3 4 ,那么有如下情况:,接触应变带,影响取决于强硬层之间的距离和接触应 变带的宽度,纵弯褶皱
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