褶皺
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褶皺(fold)是指岩石的各種面狀構造(如層面、葉理)受到力的作用而呈現彎曲形態的地質構造。褶皺的形態千姿百態，褶皺的規模差別也極大。在西部麓山帶都為波長較長的褶皺，所見到的大多數是屬於翼部的傾斜岩層，只有在少數的岩壁上偶而可見到岩層在軸部彎曲的現象。在雪山山脈與中央山脈地區的板岩帶的露頭，即可見到波長長短不一，各形各樣的褶皺，且都伴隨有軸面劈理的發育。更東邊的中央山脈變質岩帶中，褶皺的波長更短，小至顯微鏡下的薄片中都可見到褶皺構造，形態更是多采多姿，為研究褶皺構造最理想的場所。 由於岩層在形成褶皺過程中，常隨著褶皺作用的進行而伴隨產生一些其他種類的小型地質構造。這些小型構造記錄著當時的岩石力學性質與其所處的環境狀態。因此褶皺的研究，對於一個地區地質構造的形成歷史的瞭解，及對岩層分布的影響，具有重大的意義。
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褶皺幾何形態的基本類型
褶皺的形態各形各樣，在--套岩層當中，每個層面的褶皺形態可能相似，也可能有相當的差異。因此在描述一套岩層當中的褶皺形態時，必須先瞭解每一個單一層面的褶皺型態，再進而比較每一層岩層上下層面的褶皺形態的異同，以便建立起不同岩性的岩層褶皺型態。有了這些基本資料以後，才能進一步分析各個地區褶皺構造的形成機制及其與應力的關係。在描述一個褶皺形態時，為了方便起見一般都以幾何的平面與直線來加以界定。當一個褶皺面(曲面)能以一條直線的平行移動來完成時，我們稱此種褶皺為圓柱狀褶皺(cylindrical fold)(圖8.1 )，這條直線稱為此褶皺的褶皺軸(fold axis)。
若一個褶皺面不能以一條直線的平行移動來完成時，則稱此種褶皺為非圓柱狀褶皺(noncylindrical fold)。一般在進行褶皺的形態分析時，多以圓柱狀褶皺為對象。在分析非圓柱褶皺時，必須先將此褶皺分成好幾個領域(domain)，使每個領域可以圓柱狀褶皺的方式來加以處理，這就像一條曲線可將其分為幾段直線而以直線的方式來加以處理一樣。以下有關的褶皺形態的描述，皆是以圓柱狀褶皺為對象，由於褶皺構造為三維的構造現象，一般作幾何分析時，都以垂直褶皺軸的剖面(正交剖面，profile)所呈現的二維構造形態為起步，然後再沿褶皺軸的方向作不同的剖面，作第三維方向的分析。
單面褶皺的幾何形態分類
在正交剖面上描述單面褶皺的幾何形態的褶皺要素有(圖?)：
- 樞紐點(hinge point)：曲線上曲度最大的點。同一個區面上，樞紐點的連線稱為樞紐線(hinge line)。當曲面上有一部份的曲度皆相同，則稱此部份為樞紐帶(hinge zone)。
- 翼部(limb)：相鄰樞紐點之間的曲線或直線部份。
- 反曲點(inflection point):翼部的曲線彎曲方向改變的分界點。反曲點的連線稱為中間線(median line)。
- 翼間角(interlimb angle):兩翼之間的內夾角。
- 波長(wavelength):一個褶皺兩相鄰反曲點之間的距離的兩倍。
- 褶皺包絡面(enveloping surface of folds):在一連串褶皺中，連接
每個類背斜或是類向斜的樞紐線所構成的面。
- 振幅(amplitude):反曲點的連線與褶皺包絡線的直線距離。
- 伸向(vergence):一個兩翼不等長的褶皺中，由長翼的下部順著長翼轉
到短翼的水平方位。
(1)以褶皺彎曲的方向所作的分類 以褶皺彎曲的方向作分類，可將褶皺分為：類向斜(synform)，即向下彎曲的褶皺；與類背斜(antiform)，即向上彎曲的褶皺。 (2)以樞紐帶的形狀的分類 以樞紐帶的形狀來分類(圖8.3)，可將褶皺分為：圓弧褶皺( rounded fold)，曲面上缺少特定的樞紐點，而使曲面呈圓弧形；尖頂褶皺(chevron fold)，兩翼平直，具有一明顯樞紐線或狹窄的樞紐帶；與箱型褶皺(box fold)：一個褶皺有兩個明顯的樞紐線，在這兩條樞紐線之間的岩層寬廣平直，兩翼平直且傾斜較陡，形如箱型、或稱風字型褶皺。 (3)以兩翼夾角為基礎的褶皺分類 以兩翼夾角為基礎(Fleuty, 1964)，可將褶皺分為：平緩褶皺( gentle fold)，兩翼夾角180º～120º；開闊褶皺(open fold)，兩翼夾角120º～70º；關閉褶皺(close fold)，兩翼夾角70º～30º；緊閉褶皺(tight fold)，兩翼夾角30º～0º；等斜褶皺(isoclinal fold)，兩翼夾角0º；腸狀褶皺(elastica)，兩翼夾角為負，即小於0º。 (4)以樞紐線的位態為基礎的褶皺分類 以樞紐線的位態為基礎，可將褶皺分為：傾伏褶皺(plunging fold)，樞紐線不為水平之褶皺；水平褶皺(non-plunging fold)，樞紐線為水平之褶皺。 (5)以兩翼的長度為基礎的褶皺分類 以兩翼的長度為基礎(圖8.4)，可將褶皺分為：對稱褶皺( symmetric fold)，兩翼等長的褶皺，又稱為Ｍ型褶皺(M-shaped fold)；與不對稱褶皺(asymmetric fold)，兩翼不等長的褶皺。在正交剖面上，視線朝褶皺軸傾伏方向時，又可將不對稱褶皺分為Ｓ型褶皺(S-shaped fold)，長翼左轉到短翼再右轉為長翼；與Ζ型褶皺(Z-shaped fold)：長翼右轉到短翼再左轉至長翼。
3.單層褶皺的幾何形態分類
由上下兩個曲面所構成的單層褶皺的組成要素(圖8.5)，包括：褶皺軸面(axial surface)，上下兩個曲面的樞紐線所構成的面；翼部，軸面兩側的部份；反曲面：上下曲面的反曲線所構成的面。單層岩層依不同的分類基礎，有下列各種不同的形態分類： (1)依岩層彎曲的方向與地層的老新為基礎的分類(圖?)
- 背斜(anticline)：岩層向上彎曲的褶皺，且岩層由軸面向翼部由老轉新。
- 向斜(syncline)：岩層向下彎曲的褶皺，且岩層由軸面向翼部由新轉老。
- 背斜型向斜(antiform syncline)：岩層向上彎曲的褶皺，由軸面到翼部的方向，岩層由新轉老。
- 向斜型背斜(syncorm anticline)：岩層向下彎曲的褶皺，由軸面到翼部的方向，岩層由老到新。
(2)根據褶皺軸面與褶皺軸(樞紐線)的位態為基礎的分類利卡德(Rickard, 1971)根據褶皺軸面與褶皺軸(樞紐線)的位態為基礎(圖8.7)，將褶皺分為：直立水平褶皺(upright horizontal fold)，直立傾伏褶皺(upright plunging fold)，傾豎褶皺( upright horizontal fold)，斜歪水平褶皺(inclined horizontal fold)，斜歪傾伏褶皺(inclined plunging fold)，斜臥褶皺( reclined fold)與偃臥褶皺(recumbent fold)等。 (3)依據等斜線(Dip Isogon)型式為基礎的分類阮賽(Ramsay, 1967)根據一個岩層外弧(outer arc)、內弧( inner arc)兩個曲面的等斜線之幾何形態，把褶皺分成三種類型(圖8.8)： 第Ⅰ類型褶皺：等斜線向內弧收斂(convergent)，內弧的曲率大於外 弧的曲率。其中有可分為下列三種：ⅠA型，褶皺層的厚度在 樞紐區比翼部薄；ⅠB型，褶皺層的厚度在樞紐區與翼部皆相 同，為典型的平行褶皺(paralle fold)；ⅠC型，褶皺層在樞 紐區的厚度與翼部的略厚。
第Ⅱ類型褶皺：等斜線互相平行，內弧與外弧的曲率相同，為典型的 相似褶皺(similar fold)。
第Ⅲ類型褶皺：等斜線向內弧發散(divergent)，外弧曲率大於內弧 曲率。
4.複層褶皺的幾何形態分類
由複層褶皺的幾何形態(圖8.9)，可將其分為：協調褶皺( harmonic folds)，各褶皺面彎曲的形態一致，其間沒有明顯不協調的突變現象；不協調褶皺(disharmonic folds)，各褶皺面的彎曲形態彼此有明顯的不同，上下不一致；複協調褶皺(polyharmonic folds)：各褶皺面的彎曲形態彼此有明顯的不同，但其間較小規模褶皺的包絡面的形態卻與較大規模褶皺的形態一致。
