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褶皱:地球的曲线之美
来源:中国矿业报 发布时间:2021-01-06 [打印本页] [关闭窗口]

褶皱,有着曲线之美。在一些建筑物中,或多或少都有褶皱元素的存在,如北京南站、西安咸阳机场、北京国家大剧院等,但这些均出自设计师之手,地球的褶皱则是大自然的鬼斧神工。

地层(地质体)在力的作用下可以形成褶皱,一个完整的褶皱由背斜和向斜构成,剖面形态类似于正弦曲线,背斜曲面向上凸出,向斜曲面向下凸出。在大自然中,我们可以观察到不同级别、不同形态的褶皱。

 

柴达木盆地北缘中生代红层褶皱

宏观的褶皱宽度从几十千米到几百千米,甚至绵延到几千千米,宏伟壮观。中观的褶皱可以是一个或几个小山峰,或者是一个几米到几百米的横剖面,有些需要地质学家的推断,有些可以直观看到。

我们暂且把一米以下的称作微观褶皱,它实际上是宏观褶皱、中观褶皱在局部的表现,反映了更为精细的岩层和岩石颗粒变形。

宏观、中观和微观褶皱存在这样一个关系:中观褶皱是更为普遍的存在,宏观褶皱由一系列中观褶皱组成,微观褶皱则是中观褶皱在局部的表现。

褶皱有不同的几何形态,有较规则的,也有不规则的。由于(地层)地质体的不均一性及受力的多次性,导致规则的褶皱不常见,而不规则的褶皱常见。平躺的褶皱,称为平卧褶皱;直立的褶皱,称为直立褶皱;沿一定角度向下倾伏的褶皱,称为倾伏褶皱;完全或近于水平的褶皱,称为水平褶皱。

系列褶皱组成的山系在地球表面也呈一定的几何形态,如四川盆地东部的褶皱山系,北东走向,背斜紧闭高陡,向斜开阔平缓,像一把梳子一样,称之为隔挡式褶皱。往东到湘鄂西地区,背斜宽缓,向斜紧闭,背斜形状像个箱子,称之为箱状褶皱。

 

库车山前丘里塔格构造带箱状背斜

地球的褶皱之美,美在奇山异水。我国的天山也是著名的褶皱山系,由三列平行的褶皱山脉组成,位于亚欧大陆腹地。天山天池、托木尔峰、库车大峡谷、那拉提草原、巴音布鲁克草原是著名的景点。到了深秋季节,整个天山就是一幅画,到处是美景。

地球的褶皱之美,美在富集矿藏。因为地层褶皱,可能形成一个倒过来的巨大碗状物,类似于北京国家大剧院的形状,地质学上叫背斜构造。地下生成的石油、天然气可能运移至此碗的下方,形成大规模的油藏或气藏,如大庆油田、玉门老君庙油田都是在背斜构造下方富集的油气藏。此外,还存有大量的其他油气藏,或多或少与背斜有关。由于地层的承压强度、岩性的不均一性,导致变形存在差异。在背斜的核部,通常发育较好的容矿空间,地下热液沿背斜附近的断裂运移至背斜处,并与地层发生系列化学反应,形成铁矿、铅锌矿、锑矿、金矿、铜矿等矿体。

 

柴北缘新生代地层背斜

地球的褶皱之美,美在起起伏伏。褶皱和断裂的共同作用,使得地球的表面起起伏伏。在我国有三级阶梯地貌,每一级都有从高山到丘陵再到平原或盆地等几种地形地貌。第一级阶梯高山覆盖冰川,终年不化,成为江河源头,由西向东,奔向东海,中间蕴藏了巨大的水力势能。这些水力势能可转为电能,造福人类,长江三峡、葛洲坝、龙滩、刘家峡等水利水电工程就是利用地势差、水势差进行发电、调水。起起伏伏的地形还造就了地球良好的生态和生存环境,有山、有水、有良田、有海洋,为人类源源不断提供必需的生存资料和工业发展所需的绿色能源。 (王步清)