在多層巖層褶皺系統(tǒng)中,一套強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硬巖巖層(或能干層)的互相影響程度,后者又取決于強硬巖層間的距離及褶皺應(yīng)變帶的寬度。
當夾于弱基質(zhì)中的強硬巖層發(fā)生褶皺時,與強硬巖層相臨的軟弱巖層受強硬巖層的影響一起彎曲,而遠離強硬巖層則以均勻的加厚調(diào)節(jié)整個系統(tǒng)的順層壓縮,沒有受到強硬巖層褶皺彎曲的影響,強硬巖層周圍受該強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。
如果兩強硬巖層相隔很遠,超過接觸應(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)的特征波長的褶皺,由此構(gòu)成不協(xié)調(diào)褶皺。如果強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:各強硬巖層厚度和之間的距離大致相近,而且強弱巖層的粘度差相似,則形成協(xié)調(diào)褶皺;如果各強硬巖層的厚度不同或強弱巖層韌性差明顯不同,則各個強硬巖層很可能使其自己的特征波長影響總的褶皺形式,形成多種波長的褶皺復合巖層,稱為多級協(xié)調(diào)褶皺。
3.壓扁作用及影響
巖層在發(fā)生褶皺的過程中,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褶皺作用過程中,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。普遍認為,巖層間的韌性差較小而平均韌性較大時,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出現(xiàn)的壓扁作用。巖層內(nèi)部各點的應(yīng)變狀態(tài)也隨之發(fā)生變化,褶皺巖層內(nèi)部各點的應(yīng)變橢圓不斷壓扁,其長軸方位也逐漸旋轉(zhuǎn)到與軸面平行的方向上。此時,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(見第六節(jié))。壓扁越強烈,應(yīng)變橢球越扁,整個褶皺也越扁平,軸面葉理也越發(fā)育。與此同時,壓扁作用的的增強,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)折端的巖層則越來越厚,從而使整個褶皺從等厚向頂厚褶皺發(fā)展。系統(tǒng)統(tǒng)計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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