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褶皺
褶皺
  地層岩石經擠壓變形產生波狀、盆狀、鐘形等彎曲變形者,稱褶皺或褶曲。岩層發生擠壓褶皺變形,其岩石中的礦物組成或顆粒結晶排列有可能經過重新調整分配,因而岩石一經褶曲,就永遠變形,不能再恢復原狀。所以褶皺作用代表一種已超越彈性範圍的可塑性變形,且地殼的變動有足夠的力量迫使岩層強烈彎曲而超過岩層的彈性限度。造山運動將產生褶皺作用,所形成的山脈稱為褶皺山脈,例如歐洲阿爾卑斯山脈或亞洲新造山帶之台灣中央山脈(圖1與2)、雪山山脈(圖3)。
  岩石受到外力干擾作用的變形行為,簡單的說,就仿如彈簧般,一般可分為彈性變形與塑性變形二種。在變形的初始階段,岩石的應變量與作用力成正比,也就是符合彈簧變形的應力與應變的線性關係,完全依照物理上的虎克定律。彈性變形的過程中,如果撤除作用力,岩石就如彈簧消除了壓縮或拉張的力道,外力消失彈簧將立即恢復原狀,這種變形稱為彈性變形。當外界所施加的外力不撤除而繼續增強,超過了物體所能忍受的彈性極限,這時應力所形成的應變遠比彈性行為時要大得多,而且即使這時撤除作用力,物體也無法恢復原狀,而永久的變形,這種變形稱為塑性變形。若作用力再加大,岩體將產生裂隙、破裂瓦解而破壞。岩石埋藏於地下,承受來自四面八方的壓力稱為圍壓。在地下較淺處的岩石地層,圍壓小,在彈性變形或發生少量變形以後,可能就產生破裂,表現行為彈性與塑性範圍狹窄,具有相當高的脆性,擠壓容易產生節理、斷層等不連續破裂面。愈深處的岩石,圍壓愈高,岩石在破裂之前的塑性行為或韌性範圍也大大提高。換言之,造山帶隆起山脈原位於較深處之地層,擠壓作用時,塑性領域較大、較有機會形成褶皺;而位處較淺部的岩石地層,相對的圍壓較小,塑性範圍較狹窄,岩石容易超出塑性限制而破裂,形成不連續破裂面的斷層或節理。原本於海洋沉積盆地中由泥、沙等碎屑沉積物一層又一層的平舖堆積而成之地層,由於深埋於地下,上覆沉積物之堆疊重壓,岩石圍壓大,具有相當的可塑性。地殼內橫壓力的推擠而產生波狀的彎曲褶皺,當擠壓變形超過塑性負荷時,將產生斷裂而有斷層產生(圖4) 。褶皺大小的尺幅不一,有肉眼即可觀察清楚(圖5~7)或需在顯微鏡下才能分辨清楚(圖8) ,亦有綿延達數十公里以上(圖1~3)。在台灣西部麓山帶都為尺度規模較大的褶皺,野外露頭所見的大多為某一翼的傾斜岩層,只有在少數岩壁上偶而能見到褶皺軸部彎曲的現象。在中央山脈西斜面與雪山山脈板岩或石英岩區,即可見到大小不一、各式各樣的褶皺;中央山脈東斜面的變質岩帶中,小尺度的褶皺十分發育,許多片岩或片麻岩,在顯微鏡下的薄片中都可見到多采多姿、形形色色的褶皺構造,為研究探討褶皺構造理想的教材。
  岩層經過褶皺後,有的中心部位向上拱起,兩翼岩層各自朝相反的方向傾斜,愈到褶皺中心,其地層年代愈老者稱為背斜(圖4、9與11) 。若中心部位擠壓向下凹陷,兩翼岩層朝同一中心傾斜,愈到褶皺中心,其地層愈來愈年輕者,稱為向斜(圖4與12) 。褶皺的形狀常變化多端,有呈狹長形、短圓弧形、三角形或各種不規則形狀,甚至有躺臥的伏臥褶皺或平臥褶皺(圖13)。
* 圖說:
				圖1. 玉山東峰南岩壁褶皺構造清晰可見
* 圖說: 圖1. 玉山東峰南岩壁褶皺構造清晰可見
* 圖說:
				圖2. 玉山北峰氣象站遠眺玉山東峰
* 圖說: 圖2. 玉山北峰氣象站遠眺玉山東峰
* 圖說:
				圖3. 由雪山山脈布秀蘭山遠眺巴紗拉雲山之褶皺與斷層構造。遠處看似水平地層之山峰嶺線為大壩尖-東壩一線。
* 圖說: 圖3. 由雪山山脈布秀蘭山遠眺巴紗拉雲山之褶皺與斷層構造。遠處看似水平地層之山峰嶺線為大壩尖-東壩一線。
* 圖說:
				圖4. 褶皺之命名與成因示意圖
* 圖說: 圖4. 褶皺之命名與成因示意圖
* 圖說:
				圖5. 脆性硬質砂岩與塑性軟泥質互層所成之片岩褶皺構造
* 圖說: 圖5. 脆性硬質砂岩與塑性軟泥質互層所成之片岩褶皺構造
* 圖說:
				圖6. 中部橫貫公路天祥黑色片岩中之無根的褶皺與透鏡狀岩塊
* 圖說: 圖6. 中部橫貫公路天祥黑色片岩中之無根的褶皺與透鏡狀岩塊
* 圖說:
				圖7. 花崗片麻岩之褶皺構造
* 圖說: 圖7. 花崗片麻岩之褶皺構造
* 圖說:
				圖8. 片岩中褶皺組織之顯微照相─片狀雲母之順向排列
* 圖說: 圖8. 片岩中褶皺組織之顯微照相─片狀雲母之順向排列
* 圖說:
				圖9. 苗栗虎山溫泉汶水溪上游厚層砂岩中背斜構造
* 圖說: 圖9. 苗栗虎山溫泉汶水溪上游厚層砂岩中背斜構造
* 圖說:
				圖10. 玉山風口以板岩、變質砂岩所構成,因位處造山帶強烈擠壓而成褶皺構造。
* 圖說: 圖10. 玉山風口以板岩、變質砂岩所構成,因位處造山帶強烈擠壓而成褶皺構造。
* 圖說:
				圖11. 苗栗明德水庫東坑層背斜構造
* 圖說: 圖11. 苗栗明德水庫東坑層背斜構造
* 圖說:
				圖12. 向斜:擠壓中間部位下凹,兩翼朝同一中心傾斜,愈近褶皺中心,地層愈新。
* 圖說: 圖12. 向斜:擠壓中間部位下凹,兩翼朝同一中心傾斜,愈近褶皺中心,地層愈新。
* 圖說:
				圖13. 南橫公路褶皺中心軸線或軸面近乎水平之平(伏)臥褶皺或稱偃臥褶皺
* 圖說: 圖13. 南橫公路褶皺中心軸線或軸面近乎水平之平(伏)臥褶皺或稱偃臥褶皺
 
 
 
 
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