褶皱构造是岩层在构造运动中受力形成的连续弯曲变形。它是岩层塑性变形的结果，在层状岩石中表现得最明显。

一、褶皱的基本类型

褶皱的规模差别很大，大者延伸数十千米甚至数百千米，小者则可出现在手标本上。褶皱的基本类型有两种，即背斜和向斜（见图2.4）。

图2.4 背斜和向斜

背斜在外形上是岩层向上拱的弯曲，核心部位的岩层时代较老，外侧的岩层时代依次渐新。

向斜是岩层向下拗陷的一个弯曲，核心部位的岩层时代较新，而两侧岩层依次渐老。由于后来的风化剥蚀，造成背斜在地面的特征是，从中心到两侧，岩层从老到新对称重复出露；而向斜在地面的出露正好相反，从中心到两侧，岩层从新到老对称重复出露。

二、褶曲要素

单个弯曲叫作褶曲。褶曲要素主要有核、冀、转折端、轴面和枢纽等（见图2.5）。

核是指组成褶曲中心部分的岩层。出露于地表的褶曲的核，通常为最中心的岩层。背斜的核是最老的岩层，向斜的核是最新的岩层。

翼是指核部两侧对称出露的岩层，当背斜与向斜相连时，翼是公用的。

转折端是从一翼转到另一翼的过渡弯曲部分，即两翼的汇合部分。它的形态常为圆滑的弧形，也可以是尖棱或一段直线。

轴面是大致平分褶皱两翼的假想面。轴面可能是平面，也可能是曲面。

枢纽指褶皱中同一层面与轴面的交线，也是褶皱中同一层面最大弯曲点的连线。枢纽可以是直线、也可以是曲线或折线，其空间方位由测得的倾伏向和倾伏角确定。

三、褶皱的形态分布

褶皱的形态多种多样，为了便于描述和研究，可以从不同角度进行分类。

1. 根据横剖面的形态和轴面产状分类

（1）按褶皱轴面和两翼产状分类（见图2.6）。

图2.6 按轴面产状划分褶皱类型

① 直立褶皱。轴面直立，两翼岩层倾向相反，倾角大致相等。

② 倾斜褶皱。轴面倾斜，两翼岩层倾向相反，倾角不相等。轴面与褶皱平缓，两翼倾向相同。

③ 倒转褶皱。轴面倾斜，两翼倾斜，两翼岩层倾向相同，倾角相等或不相等，一翼岩层层序正常，另一翼层序倒转。

④ 平卧褶皱。轴面水平，两翼岩层近于水平重叠，一翼层序正常，另一翼倒转。

⑤ 翻卷褶皱。为轴面弯曲的平卧褶皱。

（2）根据褶皱岩层弯曲形态分类（见图2.7）。

图2.7 按岩层变曲形态划分褶皱类型

① 圆弧褶皱。岩层呈圆弧状弯曲，一般褶皱较宽缓。

② 尖棱褶皱。两翼岩层平直相交，转折端呈尖角状，褶皱挤压紧密，故也称紧密褶皱。

③ 箱形褶皱。两翼岩层近直立，转折端平直，整体似箱形，常有一对共轭轴面。

④ 扇形褶皱。两翼岩层大致对称呈弧形弯曲，局部层位倒转，转折端平缓，整体呈扇形。

⑤ 挠曲。水平或缓倾岩层中的一段突然变为较陡的倾斜，形成台阶状。

2. 根据纵剖面上枢纽产状分类（见图2.8）

（1）水平褶皱。枢纽近于水平延伸，两翼岩层走向大致平行并对称分布。

（2）倾伏褶皱。枢纽向一端倾伏，两翼岩层走向发生弧形合围。对于背斜，合围的尖端指向枢纽的倾伏方向；对于向斜，合围的开口指向枢纽的倾伏方向。

图2.8 水平褶皱和倾伏褶皱

3. 根据平面上的形态分类(www.daowen.com)

（1）线形褶皱。褶皱向一定方向延伸很远，一般长度超过宽度10倍以上。

（2）短轴褶皱。褶皱两端延伸不远即倾伏，长度为宽度的3～l0倍。

（3）穹隆与构造盆地 褶皱的长度不超过宽度的3倍。若为背斜则叫作穹隆；若为向斜则称作构造盆地（见图2.9）。

图2.9 穹隆与构造盆地

4. 按褶皱在横剖面上的组合类型分类（见图2.10）

（1）复背斜。是一个巨大的背斜，两翼为与轴面延伸近一致的次一级褶皱所复杂化。

（2）复向斜。是一个巨大的向斜，两翼亦为与轴面延伸近一致的次一级褶皱所复杂化。

图2.10 褶皱在横断面上的形态

（a）—复背斜；（b）—复向斜

四、褶皱成因

褶皱的形成主要是由于构造应力的作用。

1. 水平侧压力作用下岩层的褶皱

施加于层理方向的作用使岩层产生弯曲，称为纵弯褶皱［见图 2.11（a）］，这是地壳上分布最广泛、最常见的褶皱类型。在区域性水平侧压力作用下造成区域性普遍挤压，褶皱构造强烈发育，背斜与向斜相间排列，平行延伸很远。

2. 垂直力作用下岩层的褶皱

岩层遭受不均衡的与层面垂直的外力作用时，岩层隆起弯曲，称为横弯褶皱［见图 2.11 （b）］。

褶皱大都是在水平侧压力作用下形成的，也有很多是水平和垂直力共同作用的结果。

图2.11 褶皱的力学成因

3. 力偶作用形成的褶皱

剖面上的水平扭力可使岩层形成特殊倾斜褶皱，称为倒转褶皱［见图 2.l1（c）］，甚至平卧褶皱，平面上的扭力可形成与扭力方向呈 45° 夹角（或更小）的斜列式褶皱。

五、褶皱构造的识别

在野外辨认褶皱时，首先判断褶皱是否存在并且区别背斜与向斜，然后确定其形态特征。在少数情况，如沿山区河谷或道路两侧，岩层的弯曲可能直接暴露，是背斜还是向斜一目了然。在多数情况下，地面岩层呈倾斜状态，无法看清岩层的弯曲全貌，应按科学的方法进行观察分析。

首先应注意，地形上的高低并不是判别背斜与向斜的标志。岩石变形之初，背斜为高地，向斜为低地。这时的地形是地质构造的直观反映。但经过较长时间的剥蚀后，由于背斜轴部裂隙发育，岩层较破碎，且地形突出，剥蚀作用进行得较快，可能使背斜变成低地或沟谷。向斜与此相反，最终导致向斜的地形较相邻背斜高，形成向斜山。

其次，垂直于岩层走向进行观察，当地层出现对称重复分布时，便可判断存在褶皱构造。如图 2.12 所示，区内岩层走向近东西，从南北方向观察，有志留系及石炭系地层两个对称中心，其两侧地层重复对称出现，所以，该地区有两个褶曲构造。接着，再分析地层新老组合关系。左半部的褶曲构造，中间是新地层 C，两侧较老地层依次为 D 和 S，故为向斜；右半部的褶曲构造，中间是老地层S，两侧对称分布的较新地层依次为D和C，故为背斜。

图2.12 褶皱构造立体图

1—石炭系；2—泥盆系；3—志留系；4—岩层产状；5—岩层界线；6—地形等高线

上述向斜两翼岩层倾向相反、倾角相近，应定为直立向斜，而背斜两翼岩层均向北倾斜，一翼层序正常，一翼倒转，应叫作倒转背斜。

六、褶皱形成时代

褶皱是地壳运动的产物。多数褶皱是在一次构造运动中形成的，也有少数褶皱是经历了多次构造运动形成的。因此，分析确定褶皱的形成时代，对于确定产生该褶皱的地壳运动发生的时代提供了依据。

确定褶皱形成时代的基本原则是，褶皱形成的相对年代介于组成该褶皱岩层中最新的地层年代与上覆未被褶皱岩层中最老地层的年代之间。在一套卷入褶皱构造的整合地层中，褶皱的形成年代晚于其中最新地层的年代。如果区内地层有不整合接触，则可利用不整合面帮助确定褶皱的形成时代，即不整合面以下的褶皱形成时代晚于卷入该褶皱的最新地层的年代，而早于不整合面之上最老的地层年代。

七、褶皱的工程评价

褶皱构造对工程建筑有以下几方面的影响。

（1）褶皱核部岩层由于受水平挤压作用，产生许多裂隙，直接影响岩体完整性和强度，在石灰岩地区还往往使岩溶较为发育，所以在核部布置各种建筑工程，如厂房、路桥、坝址、隧道等，必须注意岩层的坍塌、漏水及涌水问题。

（2）在褶皱翼部布置建筑工程时，如果开挖边坡的走向近于平行岩层走向，且边坡倾向与岩层倾向一致，边坡坡角大于岩层倾角，则容易造成顺层滑动现象。如果边坡走向与岩层走向的夹角在 40° 以上或两者走向一致，且边坡倾向与岩层倾向相反或者两者倾向相同，但岩层倾角更大，则对开挖边坡的稳定较有利。

（3）对于隧道或道路工程线路等深埋地下工程，一般应布置在褶皱翼部。因为隧道通过均一岩层有利稳定，而背斜顶部岩层受张力作用可能塌落，向斜核部则是储水较丰富的地段。