B3 · 出版卷 8

Fold 几何与分类

Hinge、limb、axial plane、plunge、fold style

学习目标

完成本课后，学习者应能识别枢纽带、翼部、枢纽线和轴面；区分背形、向形、背斜和向斜；测量倾伏、地层朝向、辐辏和翼间角；把方向分类与松紧度分类分开；用层面极点和向上变新证据检验褶皱几何；识别单一圆柱状褶皱模型不适用的情形。

砂岩与页岩互层在地图上形成向上凸的图案。两侧层面都向外倾，但一翼的粒序层向核部变新，另一翼却向外变新。该构造是背斜、倒转向斜、斜切鞘褶皱，还是两期褶皱叠加？

向上凸的几何只支持“背形”。“背斜”还要求核部地层较老或两翼向外变新。若一翼倒转，仅凭倾向会误判；若枢纽倾伏或弯曲，地图闭合还受侵蚀面和剖面方向控制。形态、方向、松紧度、圆柱性和地层朝向必须分别分类。

褶皱枢纽是被褶皱面上曲率最大的带，枢纽线连接枢纽点；翼部位于相邻枢纽之间；轴面连接相邻层面的枢纽线，可以是曲面。褶皱轴通常是代表圆柱状褶皱枢纽方向的理想直线。

背形向上闭合，向形向下闭合；背斜核部较老，向斜核部较新。倒转地层中形态与地层新老可组合，例如向上凸但核部较新的构造是“背形向斜”。地层朝向描述沿轴面或指定参考方向向年轻地层的方向。

倾伏为枢纽线相对水平面的下倾角。辐辏描述不对称性或在声明观察框架下的运动倾向，不能直接等同于倾向。翼间角用于松紧度分类；宽缓、开阔、闭合、紧闭和等斜的界线必须采用声明方案，不能凭视觉随意命名。

轴面方向可区分直立、斜歪和平卧；翼部倾角与地层朝向共同识别倒转。剖面形态可为圆弧、尖棱、箱状或膝折。等倾斜线图案描述层厚和翼部汇聚几何，但实测厚度变化还可能由原始地层、压溶、劈理折射或剖面斜切造成。

圆柱状褶皱的枢纽线近似平行，层面极点在赤平投影上形成环带，环带的极点估计褶皱轴。非圆柱状褶皱具有弯曲枢纽、变化剖面或鞘状几何。叠加变形会旋转早期褶皱并产生干涉图案，单一最佳轴可能隐藏这种变化。

测量层理或其他被褶皱面、劈理、线理、枢纽方向、地层向上变新指标和层厚，记录测点在翼部还是枢纽，以及层理为原生、置换还是不确定。粒序层、交错层理、枕状熔岩顶部、示顶充填和地层序列都能提供朝向，但必须确认保存并交叉检验。

褶皱剖面应尽量垂直枢纽方向。斜切剖面会改变视翼间角、波长和翼厚。若枢纽方向变化，应使用多个局部剖面，而不是一个区域投影。

必须把形态与机制分开。层间滑动、弯流、切向纵向应变、屈曲、被动流动和断层相关褶皱可以产生重叠几何。需要结合厚度图案、内部应变、滑脱层位置、断层几何和区域连续性来区分。

地形与褶皱面相交时，地图迹线同时受地层产状和地表高程控制。构造等高线可以把这种关系显式化：同一层面上等高点连线后，可检验倾向、倾角和闭合是否与三维模型一致。若褶皱面发生倾伏、非圆柱弯曲或被断层切割，应按局部域建立等高线，而不能用一组平行线覆盖全区。

在垂直枢纽的剖面内，两翼相向倾斜 55°和 35°。二者锐角和为 90°，切面间翼间角为


\alpha=180^\circ-(55^\circ+35^\circ)=90^\circ.

若采用 70°至 120°为开阔褶皱的方案，该褶皱为开阔型。两翼不等倾说明不对称，但本身不定义辐辏或区域运移方向。

枢纽线倾向 110°、倾伏 25°，轴面走向 105°、向西南倾 78°。恢复倒转翼后，两翼地层均向外变新。联合证据支持倾伏、斜歪背斜；若没有朝向证据，只能命名为倾伏、斜歪背形。

42 个层面极点形成宽环带。按空间把西段和东段分开后得到相差 18°的两个褶皱轴，应报告局部轴和枢纽弯曲证据，而不能把全部数据强制拟合为一个圆柱模型。

地图闭合不一定指向倾伏方向。地形、不整合、断层、倒转层和非圆柱几何都可能反转或扭曲图案，应使用构造等高线或完整三维几何。

轴面劈理可能跨能干性界面折射，也可能属于后期事件。轴面内线理可以是交线、矿物生长线理或拉伸线理；用于代表褶皱轴前必须先命名其类型。

斜切剖面中的视层厚不是真地层厚度；劈理和压溶也能迁移物质。褶皱松紧度、方向和机制是不同分类，不能压缩成一个成因名称。

用纸张或网格构建三个褶皱面：圆柱状直立、倾伏斜歪和非圆柱状。分别用水平面和倾斜地形面切割，预测地图迹线，再测量枢纽和翼部产状。解释哪些闭合规则有效、哪些失效。

对一组层理和地层朝向数据绘制等面积赤平投影。在检验空间分组后再拟合环带；针对每个候选轴绘制垂直剖面、测量翼间角并标出不确定朝向，同时提供一个替代褶皱模型。