历史地质学/褶皱
在本文中,我们将研究褶皱以及如何在地质记录中识别它们。读者在继续阅读之前,可能会发现阅读有关造山运动、斯泰诺原理和向上结构的文章很有帮助。
褶皱的外观表明它们是由地貌向侧面推挤而产生的,如关于造山运动的文章中所述,而不是从下面向上推挤或拉下。
这解释了褶皱的正常外观(在侵蚀之前),是一组平行的山脊,地貌被向上折叠(背斜),与被向下折叠的低谷(向斜)交替出现。右边的照片显示了从侧面视角看到的左边是背斜,右边是向斜。
足够的横向运动会将褶皱本身向侧面推挤,从而导致倾伏褶皱,如关于造山运动的文章中所示。
当像上面的照片一样,褶皱完好无损,我们可以从侧面看到它时,它显然是一个褶皱。
但现在考虑这样的事件序列,如右边的方框图所示:沉积物根据原始水平性原理和原始连续性原理以平坦的层状沉积下来,然后固结、折叠,最后侵蚀。
由于侵蚀,褶皱的形状将被破坏。即使那样,如果我们可以从侧面看到岩石,也不难推断出这是一个被侵蚀的褶皱。但是地质学家通常没有那么幸运,相反他们必须从顶部观察地貌。
尽管如此,也不难推断出发生了什么。观察岩石,地质学家可以看出标记为 A 的地层与 a 是同一种岩石,B 与 b 是同一种,依此类推。应用原始水平性原理和原始连续性原理,唯一的解释是岩石被折叠,然后被侵蚀。不同岩性带在整个地貌上的对称模式本身就是侵蚀褶皱的极好指示。
即使沉积物类型在沉积过程中没有变化,也会有很多其他证据。观察岩石中的单个层,我们会发现它们在背斜的一侧向上倾斜到右边,在另一侧向上倾斜到左边。同样,原始水平性原理和原始连续性原理会告诉我们,在某个时刻,这些层曾经是平坦的,并在中间相遇。
类似地,我们可以观察岩石中的向上结构:在背斜的一侧,它们会表明原始向上方向已向左倾斜,在另一侧则向右倾斜。
折叠的一个有趣的迹象是,岩石中的碎屑和化石随着岩石逐渐折叠而被拉伸和变形。有趣的是,在这一过程得到充分理解之前,早期的古生物学家会根据标本拉伸的方式将同一个物种识别为两个不同的物种:一个向一个方向拉伸的化石鱼看起来又长又瘦,而另一个原本相同的鱼向另一个方向拉伸则看起来又短又胖。
这些迹象使我们能够识别褶皱,即使它们已被侵蚀,即使我们无法从侧面看到它们。