褶皱的等倾斜线型式分类

Ramsay(1967)根据褶皱横截面上岩层各部位厚度变化和等倾斜线型式所反映出来的褶皱层面曲率变化特征，划分褶皱类型。

如图4-21所示，在垂直褶皱枢纽方向的褶皱横截面图上或照片上，画两条分别与上下岩层面相切的平行线AB和CD，B和D分别为两条直线与褶皱上、下层面的切点，直线BD就是该褶皱的一条等倾斜线。AB、CD与轴面在剖面上的迹线EF的垂线GE相交，夹角为a，两条平行线间的垂直厚度为t_a，在平行褶皱轴面方向上的厚度为T_a，则t_a=T_a·cosa。褶皱岩层的厚度是围绕着褶皱枢纽而变化的，因此t_a和T_a是随着a角大小的变化而改变的。在褶皱枢纽部位 a 角为0°，所以t_a=T_a，此时两种厚度分别记为t₀和T₀。在褶皱两翼上的t_a和T_a的值是随着褶皱类型的不同而变化。根据t_a/t₀和T_a/T₀两种比值的变化，Ramsay(1967)将褶皱分为三类五型(图4-22)。

图4-21 褶皱横截面上t_a和T_a的测量

(据J.G.Ramsay，1967)

(1)当t_a/t₀＞1，T_a/T₀＞seca时，褶皱岩层在枢纽部位的厚度小于其在翼部的厚度，是一种顶薄褶皱，为Ⅰ_A型褶皱(图4-22A)。

(2)当t_a/t₀=1，T_a/T₀=seca时，褶皱岩层的厚度处处相等，岩层的顶底面相互平行，为Ⅰ_B型褶皱(图4-22B)。

(3)当1＞t_a/t₀＞cosa、seca＞T_a/T₀＞1时，则为平行褶皱向相似褶皱过渡的类型，为Ⅰ_C型褶皱(图4-22C)。

(4)如果褶皱岩层在平行于轴面方向所测得的厚度处处相等，即T_a/T₀=1，同时岩层的垂直厚度t_a随着a角值的变化而变化，这种褶皱称为相似褶皱，属Ⅱ型褶皱(图4-22D)。

(5)当t_a/t₀＞cosa，T_a/T₀＜1时，这种褶皱岩层在转折端处的厚度大于其在翼部的厚度，是一种顶厚褶皱，属Ⅲ型褶皱(图4-22E)。

如果以a角为横坐标，分别以t_a/t₀和T_a/T₀为纵坐标，可以画出两种厚度比值随a角变化的图像，这五种类型的褶皱在图中占据相应的位置(图4-22右侧图)。

等倾斜线：又称等倾角线，是指褶皱层上、下褶皱面倾角相等的切点的连线。在褶皱的横截面上用三角板和半圆仪作图(图4-23)，具体步骤如下：

图4-22 褶皱类型的几何特征及参数图像

(据J.G.Ramsay，1967)

(1)在根据褶皱枢纽倾伏数据所作出的褶皱横截面图上或者在垂直于褶皱枢纽的剖面或照片上，用透明纸描绘出各褶皱岩层的弯曲形态，并准确地画出轴面迹线和实地水平线。

(2)在已经绘制的褶皱横截面图上，以标出的水平线为基准，按每间隔一定角度(如以每10°为间隔，即0°，10°，20°，…)的倾角，在同一褶皱岩层上下层面上各作一系列倾角值的切线。

(3)用直线将上、下岩层面上等倾角的切点连接起来，即成为褶皱岩层内有规律分布的等倾斜线。

从图4-22左图中可以看到，Ramsay(1967)三类五型的褶皱类型划分方案中的等倾斜线特征及其变化规律。

Ⅰ类褶皱：等倾斜线向内弧呈收敛状，内弧的曲率总是大于外弧的曲率。根据等倾斜线的长度变化和收敛程度又可以进一步划分为三个亚型。

Ⅰ_A型：等倾斜线向内弧强烈收敛，在背形中呈扇形撒开，各等倾斜线长短差别极大，翼部等倾斜线长度大于其在枢纽部位的长度，内弧曲率远大于外弧曲率，为典型的顶薄褶皱。

图4-23 褶皱等倾斜线绘制方法

(据J.G.Ramsay，1967)

Ⅰ_B型：等倾斜线向内弧收敛，并与褶皱岩层面相垂直，各等倾斜线长度大致相等，褶皱岩层厚度不变，内弧曲率大于外弧曲率，为典型的平行褶皱。

Ⅰ_C型：等倾斜线向内弧呈微收敛状，枢纽部位的等倾斜线比两翼的略长，反映褶皱两翼的厚度有变薄的趋势，内弧曲率略大于外弧曲率，这是平行褶皱向Ⅱ类相似褶皱的过渡类型。

Ⅱ类褶皱：等倾斜线互相平行且等长，褶皱岩层内弧和外弧的曲率相等，相邻褶皱岩层的倾斜度基本一致，为典型的相似褶皱。

Ⅲ类褶皱：等倾斜线向外弧收敛，向内弧撒开，在背斜中呈倒扇形状，外弧曲率大于内弧曲率，为典型的顶厚褶皱。

自然界中，多数褶皱都可以归属于上述几种基本类型，但也存在较为复杂的褶皱类型，不能将其简单地归并为某一类型。另外在不同岩性层组成的褶皱中，各褶皱层常具有不同的褶皱形态，导致在褶皱在横截面上的形态出现等倾斜线的折射现象(图4-24)。

图4-24 山东五莲白垩系砂岩及页岩中的褶皱等倾斜线及其变化

(据朱志澄，2005)

用等倾斜线的方法分析褶皱的形态，能够精确地测定褶皱的几何形态，许多可能被忽视的或不可能用传统的分类方法表现的褶皱特征，用等倾斜线的方法都能够清楚地表现出来，并可预测褶皱样式从一层至另一层的变化及褶皱层内的变化，帮助分析褶皱成因机制。