褶皱
2011-12-04 22:37:31   来源:   点击:

    原先平直的地层,经塑性变形作用而产生的弯曲现象或构造。

    地层褶皱可以单一出现或是成群发生,大小也可以有很大的差异,从显微尺度到山脉的规模都有。褶皱可以在不同温度、压力、地壳应力等地质条件下形成,因此在不同的岩石如沉积岩、变质岩,甚至火山岩都可发现褶皱。在造山带中,常有一系列大区域性的连续褶皱及逆冲断层,称之为褶皱带或褶皱逆冲带。

    褶皱变形後的岩石,其矿物颗粒排列方式经过调整,无法再完全恢复原状,是一种塑性变形。岩石变形可分为弹性变形与塑性变形二种。变形初期,岩石的变形量与作用力成正比,外力消失会恢复原状,称为弹性变形。若外力持续加强,超过弹性极限,即使作用力消失,岩石也无法恢复原状,称为塑性变形。若外力持续增强,超过岩石强度所能负荷,就会破坏碎裂。地下岩石承受的来自四面八方的压力,称为围压或岩压。浅处的岩石围压小,脆性高,发生少量变形可能就产生破裂,容易产生节理等破裂面。深处的岩石围压高,塑性范围大,受到挤压时较容易形成褶皱。

    岩层经过褶皱後,若中心部位向上拱起,两侧向外倾斜,这种褶皱称为背斜。若中心部位向下凹陷,两侧朝中心倾斜,称为向斜。褶皱的形状多样,有呈狭长形、短圆弧形、三角形或其他不规则形状,甚至有躺卧的伏卧褶皱或平卧褶皱。依据褶皱的几何形貌,在其褶曲的中央部分,称之为转枢(hinge),两侧部分称为翼(limbs)。

    台湾位於菲律宾海板块和欧亚板块交界带,板块的聚合造成地壳挤压变形及造山作用,因此岩层褶皱在台湾的山脉中到处可见。褶皱的形态和特性在麓山带和中央山脉有很大的差异。例如在台湾西部丘陵地区,岩石受到的温度低於摄氏100度,岩层常现平缓的褶皱、或呈单向倾斜;一个褶皱的幅度一般长达数百公尺至数公里。往山脉核心地区高山走,褶皱逐渐变得愈紧密;到了中央山脉的板岩及片岩区,褶皱非常紧密,一个褶皱波长从几公尺到小於几公分、甚至是显微尺度。这是因为这个地区的岩石是在地下200-500℃ 的温度受到较为剧烈的变形作用所致。

    中文关键字: 弹性 , 塑性 , 围压

    英文关键字elasticity , plasticity , confined pressure

    参考资料

    1. Davis, G. H. and Stephen J. Reynolds. 1996. “Structural Geology of Rocks and Regions.” New York: John Wiley & Sons.
    2. Donath, F.A., and R.B. Parker. 1964, “Folds and Folding.” Geological Society of America Bulletin, 75: 45-62.
    3. McKnight, T. L. and Darrel H. 2000. “Physical Geography: A Landscape Appreciation.” Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall.
    4. Ramsay, J. 1967.“Folding and Fracturing of Rocks.” New York : McGraw-Hill.
    5. 何春荪。1986。《台湾地质槪论:台湾地质图说明书》。台北: 经济部中央地质调查所。

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