第十讲
褶皱作用
（应变和流变学分析）
1,纵弯褶皱作用的应变特征
1.1 单层纵弯褶皱作用的基本
应变特征
? 中和面褶皱作用
? 压扁作用
? 中和面褶皱作用
存在一个不变形或没有应变的界
面，沿该界面 应变为零 。以它为界，
分 内外两部分, 外部 各处发生平行于
褶皱面的伸长应变和垂直于褶皱界面
的缩短应变； 内部 各处发生垂直于褶
皱面的伸长应变和平行于褶皱界面的
缩短应变。这种褶皱作用一般发生在
粘度比 大的成层岩系中的强硬层部位。
中和面褶皱作用
伸长应变区
无应变区 缩短应变区
? 压扁作用
当岩层的能干性相对较小,
且能干性差不大时, 软弱的岩层
在平行层面的挤压作用下发生弯
曲变形前, 总是先发生平行于岩
层界面或主压应力方向的 缩短应
变, 然后再发生弯曲变形, 且这
种缩短应变始终发生在褶皱作用
的整个过程中, 这样的应变行为
称为褶皱的压扁作用 。
压扁作用
1.2 多层纵弯褶皱作用的基本
应变特征
多层纵弯褶皱作用一般不
存在中和面即不发生应变的界
面 （ 或带 ）, 其各褶皱界面和
层的应变特点取决于各层岩石
的能干性及层间的能干性差的
大小 。
2,纵弯褶皱作用的伴生小构造发育特征
2.1 单层纵弯褶皱作用的伴生
小构造发育特征
? 能干层中的伴生小构造：破
裂, 断层和节理 。
? 不能干层中的伴生小构造：
劈理 。
2.2 多层纵弯褶皱作用的伴生
小构造发育特征
假设四层岩石的粘度分别为：
?1 ? ?2 ? ?3 ? ?4, 那么有：
? ?1 ?? ?4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,
而在软弱层中发育反扇形劈理 。
多层纵弯褶皱作用
多层纵弯褶皱作用的伴生小构造
肠状褶皱
??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。可伴生扇形
或反扇形劈理。
尖园褶皱
?2 与 ?4 之间的能干
性差居中，则形成平行褶
皱或相似褶皱。可伴生扇
形或反扇形劈理。
多层纵弯褶皱作用的伴生小构造
扇形劈理
平行褶皱
?总体上形成不协调褶皱或 S、
M,Z褶皱。
?强硬层间相对距离对褶皱
形态的影响。
S,M,Z褶皱
3,横弯褶皱作用及其应变特征
横弯褶皱作用过程中因
受到 垂直 于岩层界面的挤压
作用导致岩层发生弯曲而形
成褶皱, 所以, 褶皱岩层各
部位在褶皱过程中 一直 处于
拉伸状态 而发生 伸长应变 。
这样，褶皱层中发育的
伴生小构造将因岩层的能干
性大小及能干性差的大小而
不同。一般地，当岩石 能干
性小 或 不能干 时，可形成伴
生劈理或小褶皱；而当岩层
能干性大 或 能干 时，可形成
伴生环状或放射状破裂或断
裂构造。
4,剪切褶皱作用及其应变特征
剪切褶皱作用过程中因受到与
褶皱岩层界面相平行或斜交的剪切
力偶作用导致岩层失稳而发生弯曲
形成褶皱，所以，褶皱岩层各部位
在褶皱过程中 一直处于剪切状态 而
发生 剪应变,并在剪切力偶的派生
应力场作用下，沿派生应力场的主
挤压应力方向和拉张应力方向分别
发生缩短应变和伸长应变。
这样，褶皱岩层中发育的
伴生小构造将因岩层的能干性
大小及能干性差的大小而不同。
一般地，当岩石能干性小或不
能干时，可形成伴生的轴面劈
理或小褶皱；而当岩层能干性
大或能干时，可形成伴生的破
裂或断裂构造。
剪切褶皱与轴面劈理
剪切褶皱与轴面劈理
褶皱作用
（应变和流变学分析）
1,纵弯褶皱作用的应变特征
1.1 单层纵弯褶皱作用的基本
应变特征
? 中和面褶皱作用
? 压扁作用
? 中和面褶皱作用
存在一个不变形或没有应变的界
面，沿该界面 应变为零 。以它为界，
分 内外两部分, 外部 各处发生平行于
褶皱面的伸长应变和垂直于褶皱界面
的缩短应变； 内部 各处发生垂直于褶
皱面的伸长应变和平行于褶皱界面的
缩短应变。这种褶皱作用一般发生在
粘度比 大的成层岩系中的强硬层部位。
中和面褶皱作用
伸长应变区
无应变区 缩短应变区
? 压扁作用
当岩层的能干性相对较小,
且能干性差不大时, 软弱的岩层
在平行层面的挤压作用下发生弯
曲变形前, 总是先发生平行于岩
层界面或主压应力方向的 缩短应
变, 然后再发生弯曲变形, 且这
种缩短应变始终发生在褶皱作用
的整个过程中, 这样的应变行为
称为褶皱的压扁作用 。
压扁作用
1.2 多层纵弯褶皱作用的基本
应变特征
多层纵弯褶皱作用一般不
存在中和面即不发生应变的界
面 （ 或带 ）, 其各褶皱界面和
层的应变特点取决于各层岩石
的能干性及层间的能干性差的
大小 。
2,纵弯褶皱作用的伴生小构造发育特征
2.1 单层纵弯褶皱作用的伴生
小构造发育特征
? 能干层中的伴生小构造：破
裂, 断层和节理 。
? 不能干层中的伴生小构造：
劈理 。
2.2 多层纵弯褶皱作用的伴生
小构造发育特征
假设四层岩石的粘度分别为：
?1 ? ?2 ? ?3 ? ?4, 那么有：
? ?1 ?? ?4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,
而在软弱层中发育反扇形劈理 。
多层纵弯褶皱作用
多层纵弯褶皱作用的伴生小构造
肠状褶皱
??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。可伴生扇形
或反扇形劈理。
尖园褶皱
?2 与 ?4 之间的能干
性差居中，则形成平行褶
皱或相似褶皱。可伴生扇
形或反扇形劈理。
多层纵弯褶皱作用的伴生小构造
扇形劈理
平行褶皱
?总体上形成不协调褶皱或 S、
M,Z褶皱。
?强硬层间相对距离对褶皱
形态的影响。
S,M,Z褶皱
3,横弯褶皱作用及其应变特征
横弯褶皱作用过程中因
受到 垂直 于岩层界面的挤压
作用导致岩层发生弯曲而形
成褶皱, 所以, 褶皱岩层各
部位在褶皱过程中 一直 处于
拉伸状态 而发生 伸长应变 。
这样，褶皱层中发育的
伴生小构造将因岩层的能干
性大小及能干性差的大小而
不同。一般地，当岩石 能干
性小 或 不能干 时，可形成伴
生劈理或小褶皱；而当岩层
能干性大 或 能干 时，可形成
伴生环状或放射状破裂或断
裂构造。
4,剪切褶皱作用及其应变特征
剪切褶皱作用过程中因受到与
褶皱岩层界面相平行或斜交的剪切
力偶作用导致岩层失稳而发生弯曲
形成褶皱，所以，褶皱岩层各部位
在褶皱过程中 一直处于剪切状态 而
发生 剪应变,并在剪切力偶的派生
应力场作用下，沿派生应力场的主
挤压应力方向和拉张应力方向分别
发生缩短应变和伸长应变。
这样，褶皱岩层中发育的
伴生小构造将因岩层的能干性
大小及能干性差的大小而不同。
一般地，当岩石能干性小或不
能干时，可形成伴生的轴面劈
理或小褶皱；而当岩层能干性
大或能干时，可形成伴生的破
裂或断裂构造。
剪切褶皱与轴面劈理
剪切褶皱与轴面劈理
