Cinématique Histoire d'une jonction Salient évidement Exploré par une approche combinée des données de terrain et Sandbox Modélisation Analogique

Summary

Kinematic histories of fold-thrust belts are typically based on careful examinations of high-grade metamorphic rocks within a salient. We provide a novel method of understanding fold-thrust belts by examining salient-recess junctions. We analyze the oft-ignored upper crustal rocks using a combined approach of detailed fault analysis with experimental sandbox modeling.

Abstract

Within fold-thrust belts, the junctions between salients and recesses may hold critical clues to the overall kinematic history. The deformation history within these junctions is best preserved in areas where thrust sheets extend from a salient through an adjacent recess. We examine one such junction within the Sevier fold-thrust belt (western United States) along the Leamington transverse zone, northern Utah. Deformation within this junction took place by faulting and cataclastic flow. Here, we describe a protocol that examines these fault patterns to better understand the kinematic history of the field area. Fault data is supplemented by analog sandbox experiments. This study suggests that, in detail, deformation within the overlying thrust sheet may not directly reflect the underlying basement structure. We demonstrate that this combined field-experimental approach is easy, accessible, and may provide more details to the deformation preserved in the crust than other more expensive methods, such as computer modeling. In addition, the sandbox model may help to explain why and how these details formed. This method can be applied throughout fold-thrust belts, where upper-crustal rocks are well preserved. In addition, it can be modified to study any part of the upper crust that has been deformed via elastico-frictional mechanisms. Finally, this combined approach may provide more details as to how fold-thrust belts maintain critical-taper and serve as potential targets for natural resource exploration.

Introduction

Ceintures Fold-poussée se composent de saillies (ou segments), où les feuilles de poussée en reliefs adjacents sont découplés par des évidements ou des zones transversales ^1,2,3. La transition du saillant d'évidement peut être nettement complexe, impliquant une suite aux multiples facettes de structures, et peut détenir des indices critiques à plier poussée du développement de la ceinture. Dans cet article, nous examinons attentivement une jonction saillant-évidement, en utilisant une combinaison de données de terrain multi-échelles et un modèle de bac à sable, afin de mieux comprendre comment la déformation peut être logé à l'intérieur des courroies de pliage-poussée.

La jonction du segment Utah centrale et la zone transversale Leamington est un naturel laboratoire idéal pour étudier les jonctions saillant-évidement pour plusieurs raisons (figure 1). Tout d' abord, les roches exposées dans le segment continuent, sans interruption, dans la zone transversale ^4. Ainsi, les modèles de déformation peuvent être suivis en permanence, et comparées à travers la jonction. S euxième, les roches sont essentiellement monominérale, donc la variation des modèles de défaut ne sont pas le résultat d'hétérogénéités au sein des unités, mais reflètent le pliage global et poussée dans la zone d'étude ^4. , Les mécanismes de Elastico-frottement tiers, comme les flux de cataclastic, assistés de déformation dans toute la zone de champ, ce qui permet des comparaisons directes des modèles de défaut mésoéchelle ^4. Enfin, la direction générale de transport est restée constante sur toute la longueur du segment et de la zone transversale; Par conséquent, les variations de direction raccourcissant n'a pas influencé les modèles de déformation conservés ^4. Tous ces facteurs réduisent au minimum le nombre de variables qui peuvent avoir une incidence sur la déformation le long du segment et zone transversale. Par conséquent, nous supposons que les structures conservées constituées principalement en raison d'une modification de la géométrie du sous – sol sous – jacent ^5.

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Figure 1. Exemple de carte index. La courroie Sevier fois poussée de l' ouest de Etats – Unis, montrant reliefs majeurs, des segments, des creux et des zones transversales. Figure 2 indiqué par zone encadrée (modifié de Ismat et Toeneboehn ^7). S'il vous plaît cliquer ici pour voir une une plus grande version de ce chiffre.

Pliage et fourrant dans le segment Utah centrale et de la zone transversale Leamington, a eu lieu à des profondeurs <15 km, soit, au sein du régime de elastico-friction, où la déformation est produite principalement par affleurement échelle (<1 m) défauts et cataclastic coulent ^4,6 . Parce que le transport et le pliage de la feuille de poussée ont eu lieu principalement par des mécanismes de Elastico-friction, nous prévoyons qu'une analyse détaillée des défauts peut fournir un éclairage supplémentaire sur l'histoire cinématique de la zone et e transversale Leamington e sous-jacente la géométrie du sous-sol. Afin de tester cette hypothèse, nous avons collecté et analysé les modèles de défaut conservés dans les roches dans la partie nord du segment Utah centrale et dans toute la zone transversale Leamington (Figure 2).

Figure 2. Exemple de carte topographique macroscopique. Shaded-relief carte topographique zone encadrée sur la figure 1. Les 4 régions sont séparées par des lignes blanches solides. contacts Literie entre le quartzite Protérozoïque Caddy Canyon (PCC), Protérozoïque quartzite mutuelle (GCP) et Cambrian Tintic quartzite (Ct) sont présentés. Les lignes pointillées montrent la tendance des montagnes dans cette zone. L'emplacement des sites sont présentés avec des carrés noirs numérotés. Premier ordre linéations sont représentés avec des lignes grises solides (modifiées de Ismat et Toeneboehn ^7).ftp_upload / 54318 / 54318fig2large.jpg "target =" _ blank "> S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

expériences Sandbox ont été réalisées à comparer, et de compléter les données de défaut. Un modèle de sandbox push-bloc, avec frontal et oblique rampes, a été utilisé pour aider nos analyses des structures conservées dans et autour de la zone transversale Leamington (figure 3) ^7. Les objectifs de cette approche sont quatre fois: 1) déterminer si les motifs de défaut mésoéchelle sont compatibles, 2) déterminer si le modèle de sandbox soutient et explique les données de terrain, 3) déterminer si le modèle de bac à sable fournit plus de détails sur les structures qui ne sont pas observé dans le domaine, et 4) évaluer si cette méthode de champ expérimental combiné est utile et facile à reproduire.

Figure 3. Exemple de push-bloc modèle. Photo du modèle de bac à sable vide. La rampe sud frontale (SFR), rampe oblique (OR), au nord de rampe frontale (NFR), et les quatre régions (1-4) sont étiquetés (modifiés par Ismat et Toeneboehn ^7). S'il vous plaît , cliquez ici pour afficher une version plus grande cette figure.

Protocol

1. Collecte des données de terrain Macro- Avant d' effectuer le travail de terrain, utiliser des photographies aériennes / cartes topographiques pour identifier la tendance générale des montagnes (définies par la crête crête moderne de jour), les zones transversales, les défauts et autres linéations à l'échelle macroscopique (Figure 2). Utilisez des cartes topographiques à l'échelle similaire et des photographies aériennes, de sorte que les modèles peuvent …

Representative Results

Les photographies aériennes ont été utilisées pour subdiviser la zone de champ en quatre régions (1-4), en fonction de la tendance de la crête de la montagne crête moderne (figure 2). données de défaut multi-échelle est comparée entre ces quatre régions. En supposant que ces changements de tendance reflètent la géométrie du sous-sol sous-jacent, la rampe oblique est positionnée dans les Régions 2 et 3, où la tendance des montagnes à l'oblique Sevie…

Discussion

Le segment Utah central du Sevier pli poussée ceinture, et sa limite nord, la zone transversale Leamington sert comme un laboratoire naturel idéal pour étudier les jonctions saillant-évidement (Figure 1). Le long de cette intersection, la direction de transport reste constante et les tôles de poussée sont sans interruption à travers la jonction, de sorte que la seule variable est la géométrie du sous – sol sous – jacent ^5.

Ici, nous présentons une métho…

Materials

fiberboard	Any	NA
finishing lacquer	Any	NA
epoxy	Epoxy technology	Parts A and B: 301-2 2LB	best if warmed to 80º – 125º. If warming is not possible, it will cure fine, it will just take 1 week, rather than 1 day.
ramp wood-pine	Any	NA
painters tape	Any	NA
rabbit joints	Any	NA
countersunk fasteners	Any	NA
sand paper	Any	NA
play sand	Any	NA	best if homogenous grain size, ~0.5mm
food coloring	Any	NA	best to use one color and a dark color
plastic mesh/grid	Any	NA
square cross oins	Any	NA
crank screw	Any	NA
crank handle	Any	NA
sheet metal	Any	NA
dividers bars	Any	NA