Kinematic Geschichte einer Salient-Aussparung Junction Erforscht durch einen kombinierten Ansatz von Felddaten und Analog-Sandbox-Modellierung

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

Klappbare Schubriemen bestehen aus Ausbuchtungen (oder Segmente), wobei die Druckbögen in benachbarten Ausbuchtungen entkoppelt sind durch Ausnehmungen bzw. Querzonen ^1,2,3. Der Übergang von der ausgeprägten zu Vertiefung kann deutlich komplexer sein, eine vielfältige Reihe von Strukturen beteiligt und kritische Hinweise halten kann Gürtel Entwicklung zu falten-Schub. In dieser Arbeit untersuchen wir sorgfältig einen ausgeprägten Vertiefung Kreuzung, eine Kombination aus mehreren Maßstäben Felddaten und einer Sandbox-Modell, um besser zu verstehen, indem, wie Verformungen innerhalb Falten- und Überschiebungsbänder untergebracht werden können.

Die Verbindung des Zentral Utah Segment und dem Leamington Querzone ist eine ideale natürliche-Labor für die Untersuchung ausgeprägten Vertiefung Kreuzungen aus verschiedenen Gründen (Abbildung 1). Erstens bleiben die Steine ​​innerhalb des Segments ausgesetzt, ununterbrochene, in die Querzone ^4. So können Deformationsmuster kontinuierlich verfolgt werden, und über die Kreuzung verglichen. S econd, sind die Felsen im Wesentlichen monomineralic, so Variation Fehlermuster sind nicht das Ergebnis von Heterogenitäten in Einheiten, sondern die Gesamtfaltung reflektieren und ⁴ im Untersuchungsgebiet stoßen. Drittens elastico-Reibungsmechanismen, wie kataklastische Strömungs, Verformung im gesamten Feldbereich unterstützt wird , zum direkten Vergleich von Mesoscale – Fehlermuster ermöglicht ^4. Schließlich blieb die Gesamttransportrichtung entlang der Länge des Segments, kontinuierliche und Querzone; daher Variationen in Richtung Verkürzung nicht die erhaltenen Deformationsmuster ⁴ beeinflussen. Alle diese Faktoren, die die Anzahl von Variablen zu minimieren, dass die Verformung entlang des Segments und Querzone beeinflusst haben könnten. Als Ergebnis vermuten wir , dass die erhaltenen Strukturen aufgrund einer Änderung in ⁵ der darunterliegenden Kellergeometrie primär gebildeten.

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Abbildung 1. Beispiel Indexkarte. Der Sevier Falten- und Überschiebungsgürtel Westen der USA, wo wichtige Ausbuchtungen, Segmente, Vertiefungen und Querzonen. 2 durch eingerahmten Bereich (modifiziert nach Ismat und Toeneboehn ⁷⁾ angezeigt. Bitte hier klicken , um eine zu sehen größere Version der Figur.

Falt- und Stoßen im Mittel Utah Segment und Leamington Querzone, fand in einer Tiefe <15 km, dh innerhalb des elastico-Reibungszustand, in dem in erster Linie Verformung aufgetreten durch outcrop-Skala (<1 m) Störungen und kataklastische ^4,6 fließen . Da Transport und Faltung des Druckblatt erfolgte in erster Linie durch elastico-Reibungsmechanismen, sagen wir voraus, dass eine detaillierte Fehleranalyse einen weiteren Einblick in die kinematische Geschichte der Querzone Leamington zur Verfügung stellen kann und th e zugrunde liegenden Keller Geometrie. Um diese Hypothese zu testen, haben wir gesammelt und Fehlermuster in den Felsen im nördlichen Teil des Segments Zentral Utah erhalten analysiert und in der gesamten Leamington Querzone (Abbildung 2).

Abbildung 2. Beispiel für makroskaligen topographische Karte. Shaded-Relief topographische Karte von eingerahmten Bereich in Abbildung 1. Die vier Regionen sind durch feste , weiße Linien getrennt. Bettwäsche Kontakte zwischen dem Proterozoikum Caddy Canyon Quarzit (PCC), Proterozoikum Mutual Quarzit (PCM) und Cambrian Tintic Quarzit (Ct) gezeigt. Eine gestrichelte Linien zeigen den Trend der Berge in diesem Bereich. Standorte sind mit nummerierten schwarzen Quadrate gezeigt. Erster Ordnung Lineaturen sind mit massiven grauen Linien (modifiziert nach Ismat und Toeneboehn ⁷⁾ gezeigt.ftp_upload / 54318 / 54318fig2large.jpg "target =" _ blank "> Bitte hier klicken, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Sandbox-Experimente wurden gegen zu vergleichen durchgeführt und ergänzen, um die Fehlerdaten. Ein Push-Block – Sandbox – Modell, mit frontalen und schrägen Rampen wurde verwendet , um unsere Analysen der Strukturen erhalten in zu unterstützen, und um die Leamington Querzone (Abbildung 3) ^7. Die Ziele dieses Ansatzes sind vierfach: 1) bestimmen, ob die mesoskaliger Fehlermuster konsistent sind, 2) festzustellen, ob die Sandbox-Modell unterstützt und erklärt, die Felddaten, 3) festzustellen, ob die Sandbox-Modell weitere Details zu den Strukturen bereitstellt, die es nicht sind in dem Feld beobachtet wird, und 4) zu bewerten, ob diese kombinierte Feld experimentelle Methode ist nützlich und einfach zu replizieren.

Abbildung 3. Beispiel für Push-Block model. Fotografie des leeren Sandbox – Modell. Die südliche frontalen Rampe (SFR), schräge Rampe (OR), Nord-frontalen Rampe (NFR), und die vier Regionen (1-4) markiert sind (modifiziert nach Ismat und Toeneboehn ^7). Bitte hier klicken um eine größere Version zu sehen diese Figur.

Protocol

1. Sammlung von Großräumige Felddaten Vor der Durchführung der Feldarbeit, verwenden Luftbilder / topographische Karten den allgemeinen Trend der Berge zu identifizieren (definiert durch die heutigen Grat), Querzonen, Störungen und andere Lineaturen am makroskaligen (Abbildung 2). Verwenden Sie ähnliche Skala topographischen Karten und Luftbilder, so dass Muster direkt verglichen werden können. Verwenden Sie 1: 24.000 Karten im Maßstab und Fotografien. Etik…

Representative Results

Luftbilder wurden verwendet , um die Feldfläche in vier Regionen unterteilt werden (1-4), basierend auf dem Trend der modernen Bergrücken Kamm (Abbildung 2). Mehrskalige Fehlerdaten zwischen diesen vier Regionen verglichen. Unter der Annahme, dass diese Tendenz Veränderungen der zugrunde liegenden Keller Geometrie reflektieren, wird die schräge Rampe positioniert in den Regionen 2 und 3, wo die schräge Berge Trend zum Sevier Falten- und Überschiebungsgürtel. Im La…

Discussion

Das Central Utah Segment des Sevier Falten- und Überschiebungsgürtel und seine nördliche Grenze der Leamington Querzone dient als ideales natürliches Labor für die Untersuchung ausgeprägten Vertiefung Gänge (Abbildung 1). Entlang dieser Kreuzung bleibt die Transportrichtung konstant und die Druckplatten sind ohne Unterbrechung über die Kreuzung, so dass die einzige Variable ist die zugrunde liegende Keller Geometrie ^5.

Hier präsentieren wir eine Methode, …

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