在多層巖層褶皺系統(tǒng)中,一套強(qiáng)弱巖層相間所形成的褶皺,其形態(tài)不僅與各層的能干性有關(guān),而且也取決于相鄰強(qiáng)硬巖巖層(或能干層)的互相影響程度,后者又取決于強(qiáng)硬巖層間的距離及褶皺應(yīng)變帶的寬度。
當(dāng)夾于弱基質(zhì)中的強(qiáng)硬巖層發(fā)生褶皺時(shí),與強(qiáng)硬巖層相臨的軟弱巖層受強(qiáng)硬巖層的影響一起彎曲,而遠(yuǎn)離強(qiáng)硬巖層則以均勻的加厚調(diào)節(jié)整個(gè)系統(tǒng)的順層壓縮,沒(méi)有受到強(qiáng)硬巖層褶皺彎曲的影響,強(qiáng)硬巖層周圍受該強(qiáng)硬巖層縱彎所影響的軟弱巖層的所造成的帶狀區(qū)稱接觸應(yīng)變帶。
如果兩強(qiáng)硬巖層相隔很遠(yuǎn),超過(guò)接觸應(yīng)變帶的范圍,則兩層各自彎曲而互不影響,各自形成具有與自身厚度和與基質(zhì)粘度差相關(guān)的特征波長(zhǎng)的褶皺,由此構(gòu)成不協(xié)調(diào)褶皺。如果強(qiáng)硬巖層之間的距離很近,以使各層周圍的接觸應(yīng)變帶互相重疊,則可能出現(xiàn)兩種類型的幾何影響:各強(qiáng)硬巖層厚度和之間的距離大致相近,而且強(qiáng)弱巖層的粘度差相似,則形成協(xié)調(diào)褶皺;如果各強(qiáng)硬巖層的厚度不同或強(qiáng)弱巖層韌性差明顯不同,則各個(gè)強(qiáng)硬巖層很可能使其自己的特征波長(zhǎng)影響總的褶皺形式,形成多種波長(zhǎng)的褶皺復(fù)合巖層,稱為多級(jí)協(xié)調(diào)褶皺。
3.壓扁作用及影響
巖層在發(fā)生褶皺的過(guò)程中,經(jīng)常受到垂直軸面方向的擠壓作用,即壓扁作用。壓扁作用貫穿于整個(gè)褶皺作用過(guò)程中,按褶皺發(fā)育的不同階段可分為前褶皺壓扁作用,同褶皺壓扁作用和后褶皺壓扁作用。 前褶皺壓扁作用指褶皺形成之前,即巖層受力但尚未彎曲時(shí)的壓扁作用,所產(chǎn)生的結(jié)果是,巖層均勻縮短而厚度增大。普遍認(rèn)為,巖層間的韌性差較小而平均韌性較大時(shí),前褶皺壓扁作用顯著。很顯然,在高溫高壓的環(huán)境中,前褶皺壓扁作用所產(chǎn)生的效果要大得多。
同褶皺壓扁作用指巖層彎曲褶皺的同時(shí)出現(xiàn)的壓扁作用。巖層內(nèi)部各點(diǎn)的應(yīng)變狀態(tài)也隨之發(fā)生變化,褶皺巖層內(nèi)部各點(diǎn)的應(yīng)變橢圓不斷壓扁,其長(zhǎng)軸方位也逐漸旋轉(zhuǎn)到與軸面平行的方向上。此時(shí),在近平行于褶皺軸面方向上,就可形成新的葉理,稱為軸面葉理(見(jiàn)第六節(jié))。壓扁越強(qiáng)烈,應(yīng)變橢球越扁,整個(gè)褶皺也越扁平,軸面葉理也越發(fā)育。與此同時(shí),壓扁作用的的增強(qiáng),褶皺層的厚度也相應(yīng)發(fā)生變化,翼部巖層越壓越薄,轉(zhuǎn)折端的巖層則越來(lái)越厚,從而使整個(gè)褶皺從等厚向頂厚褶皺發(fā)展。系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)同一褶皺層翼部厚度和轉(zhuǎn)折端厚度與巖層傾角的關(guān)系,可以求出壓扁作用造成的巖層縮短應(yīng)變。
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