地质褶皱构造：形成、特征及分类

组成地壳的岩层，受构造变动的强烈作用，使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造，称为褶皱构造。

（一）褶曲

褶皱构造中的一个弯曲，称为褶曲。褶曲是褶皱构造的组成单位。每一个褶曲，都有核部、翼、轴面、轴及枢纽等几个部门，一般称为褶曲要素，如图2-10所示。

核部：褶曲的中心部分。通常把位于褶曲中央最内部的一个岩层称为褶曲的核。

翼：位于核部两侧，向不同方向倾斜的部分称为褶曲的翼。

轴面：从褶曲的顶平分两翼的面，称为褶曲轴面。轴面在客观上并不存在，而是为了标定褶曲方位及其产状而划定一个假想面。褶曲的轴面可以是一个简单的平面，也可以是复杂的曲面。轴面可以是直立的，倾斜的或平卧的。

轴：轴面与水平面的交线称为褶曲的轴，轴的方位，表示褶曲的方位。轴的长度，表示褶曲延伸的规模。

枢纽：轴面与褶曲同一岩层层面的交线，称为褶曲的枢纽。褶曲的枢纽有水平的，有倾斜的，也有波状起伏的。枢纽可以反映褶曲在延伸方向产状的变化情况。

（二）褶曲的类型

褶曲的基本形态是背斜和向斜，如图2-11所示。

图2-11　背斜与向斜

（a）未剥蚀；（b）经剥蚀

1.背斜褶曲

背斜褶曲是岩层向上拱起的弯曲。背斜褶曲的岩层，以褶曲轴为中心向两翼倾斜，当地面受到侵蚀而出露有不同地质年代的岩层时，较老的岩层出现在褶曲的轴部。从轴部向两翼，依次出现的是较新的岩层。

2.向斜褶曲

向斜褶曲是岩层向下凹的弯曲。在向斜褶曲中，岩层的倾向与背斜相反；两翼的岩层都向褶曲的轴部倾斜。如地面遭受侵蚀，在褶曲轴部出现的是较新的岩层，向两翼依次出露的是较老的岩层。

不论是背斜褶曲，还是向斜褶曲，如果按褶曲的轴面产状，可将褶曲分为如图2-12所示的几种形态类型。

图2-12　褶曲按轴面产状分类形态

（1）直立褶曲。轴面直立，两翼向不同方向倾斜，两翼岩层的倾角基本相同，在横剖面上对称，所以也称为对称褶曲。

（2）倾斜褶曲。轴面倾斜，两翼向不同方向倾斜，但两翼岩层的倾角不等，在横剖面上两翼不对称，所以也称为不对称褶曲。

（3）倒转褶曲。轴面倾斜程度大，两翼岩层大致向同一方向倾斜，一翼层位正常，另一翼老岩层覆盖于新岩层之上，层位发生倒转。

（4）平卧褶曲。轴面水平或近于水平，两翼岩层也近于水平，一翼层位正常。另一翼发生倒转。(www.xing528.com)

在褶曲构造中，褶曲的轴面产状和两翼的岩层的倾斜程度，常和岩层的受力性质和褶皱的强烈程度有关。在褶皱不太强烈和受力性质比较简单的地区，一般多形成两翼岩层倾角舒缓的直立或倾斜褶曲；在褶曲强烈和受力性质比较复杂的地区，一般两翼岩层的倾角较大，褶曲紧闭，并常形成倒转或平卧褶曲。

（5）水平褶曲。褶曲的枢纽水平展布，两翼岩层平行延伸，如图2-13（a）所示。

（6）倾伏褶曲。褶曲的枢纽向一端倾伏，两翼岩层在转折端闭合，如图2-13（b）所示。

图2-13　按褶曲枢纽产状分类示意图

（a）水平褶曲；（b）倾伏褶曲

（三）褶皱构造

褶皱是褶曲的组合形态，两个或两个以上褶曲构造的组合，称为褶皱构造。在褶皱比较强烈的地区，单个的褶曲比较少见，一般情况都是线形的背斜与向斜相间排列，以大体一致的走向平行延伸，有规律的组合成不同形式的褶皱构造。图2-14就是一个舒缓开阔的褶皱构造的实际例子。如果褶皱剧烈，或在早期褶皱的基础上再经褶皱变动，就会形成更为复杂褶皱构造。我国的一些山脉，如昆仑山、祁连山、秦岭等，都是这种复杂的褶皱构造山脉。

图2-14　吉林穆河至梨树沟地质剖面

J—侏罗纪煤系；K—白垩纪砾岩及砂岩

（四）褶皱构造的工程地质评价及野外观察

1.褶皱构造的工程地质评价

（1）褶曲核部岩层由于受水平挤压作用，产生许多裂隙，直接影响到岩体完整性和强度高低，在石灰岩地区还往往使岩溶较为发育，所以在核部布置各种建筑工程，如路桥、坝址、隧道等，必须注意防治岩层的坍落、漏水及涌水问题。

（2）在褶曲翼部布置建筑工程时，如果开挖边坡走向近于平行岩层走向，且边坡倾向与岩层倾向一致，边坡坡角大于岩层倾角，则容易造成顺层滑动现象。如果开挖边坡走向与岩层走向的夹角在40°以上；或者两者走向一致，但边坡倾向与岩层倾向相反；再者两者倾向相同，但岩层的倾角更大。以上这几种情况，对开挖边坡的稳定较有利。因此在褶曲翼部布置建筑工程时，重点注意岩层的倾向及倾角的大小。

（3）对于隧道等深埋地下工程，一般应布置在褶皱的翼部比较有利的。如果中间有松软岩层或软弱构造面时，则在顺倾向一侧的洞壁，有时会出现明显的偏压现象，甚至会导致支撑破坏，发生局部坍塌。

2.褶曲的野外观察

一般认为背斜为山，向斜为谷。有这种情形，但实际情况要比这复杂得多。因为背斜遭受长期剥蚀，不但可以逐渐地被夷为平地，而且往往由于背斜轴部的岩层遭受构造作用的强烈破坏，在一定的外力条件下，甚至可以发展成为谷地，所以向斜山与背斜谷的情况在野外也是比较常见的，如图2-15所示。因此，不能够完全以地形的起伏情况作为识别褶曲构造的主要要素。

图2-15　褶曲构造与地形

褶曲的规模，有比较小的，但也有很大的，小的褶曲可以在小范围内，通过几个出露在地面上的基岩露头进行观察。规模大的褶曲，一则分布的范围大，二则常受地形高低起伏的影响，很难一览无余，也不可能通过少数几个露头就能窥其全貌。对于这样大型的褶曲构造，在野外就需要采用穿越的方法和追踪的方法进行观察。

穿越法：就是沿着选定的调查路线，垂直岩层走向进行观察。用穿越的方法，便于了解岩层产状，层序及其新老关系，判断是背斜还是向斜。然后进一步分析两翼岩层产状和两翼与轴面之间的关系，这样就可以判断褶曲的形态类型。

追踪法：就是平行于岩层走向进行观察的方法。平行于岩层走向进行追踪观察，便于查明褶曲延伸方向及其构造变化的情况，当两翼岩层平面上彼此平行展布时为水平褶曲，如果两翼岩层在转折端闭合或呈S形弯曲时，则为倾伏褶曲。

穿越法和追踪法，不仅是野外观察褶曲的主要方法，同时也是野外观察和研究其他地质构造现象的一种基本方法。在实践中一般以穿越法为主，追踪法为辅，根据不同情况，穿插运用。