Cinematica Storia di una giunzione salienti-cavità esplorate attraverso un approccio combinato di campo di dati e analogico Sandbox Modeling
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
Cinture pieghevoli spinta sono costituiti salienti (o segmenti), dove i fogli di spinta in salients adiacenti sono disaccoppiati dai recessi o zone trasversali 1,2,3. Il passaggio dal saliente di recesso può essere notevolmente complessa, che coinvolge una serie multiforme di strutture, e può contenere indizi cruciali per lo sviluppo cintura piegare-spinta. In questo articolo, esaminiamo attentamente un incrocio saliente-nicchia, utilizzando una combinazione di dati di campo multiscala e un modello sandbox, al fine di comprendere meglio come la deformazione può essere ospitato all'interno di cinture di fold-spinta.
La giunzione del segmento Utah centrale e la zona trasversale Leamington è un naturale laboratorio ideale per lo studio giunzioni saliente-incasso per diverse ragioni (Figura 1). Innanzitutto, le rocce esposte all'interno del segmento continuano, senza interruzioni, nella zona trasversale 4. Così, i modelli di deformazione possono essere monitorati in continuo, e confrontate attraverso la giunzione. S econda, le rocce sono essenzialmente monomineralic, così variazione di modelli di guasto non sono il risultato di eterogeneità all'interno delle unità, ma riflette invece la piegatura complessiva e spingendo all'interno dell'area di studio 4. In terzo luogo, i meccanismi Elastico-attrito, come il flusso cataclastico, assistiti deformazione in tutta la zona di campo, consentendo il confronto diretto dei modelli di guasto mesoscala 4. Infine, la direzione generale dei trasporti rimasta costante lungo la lunghezza del segmento e zone trasversali; di conseguenza, le variazioni di accorciare direzione non hanno influenzato i modelli di deformazione conservate 4. Tutti questi fattori minimizzare il numero di variabili che possono aver influenzato la deformazione lungo il segmento e la zona trasversale. Come risultato, abbiamo supporre che le strutture conservate formate principalmente a causa di un cambiamento nella sottostante geometria interrato 5.
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Figura 1. Esempio di mappa dell'indice. La cintura Sevier pieghevole di spinta degli Stati Uniti occidentali, mostrando grandi salienti, segmenti, nicchie e zone trasversali. Figura 2 indicata dalla zona in scatola (modificato da Ismat e Toeneboehn 7). Clicca qui per visualizzare un grande versione di questa figura.
Pieghevole e spingendo all'interno del segmento Utah centrale e la zona trasversale Leamington, ha avuto luogo ad una profondità <15 km, vale a dire, all'interno del regime elastico-attrito, dove la deformazione si è verificato principalmente da affioramento scala (<1 m) difetti e cataclastico flusso 4,6 . Poiché il trasporto e la piegatura del foglio di spinta si è svolta principalmente da meccanismi Elastico-attrito, si prevede che una dettagliata analisi guasto può fornire ulteriori informazioni sulla storia cinematica della zona trasversale Leamington e TH e alla base della geometria seminterrato. Per verificare questa ipotesi, abbiamo raccolto e analizzato i modelli di guasto conservate nelle rocce nella porzione settentrionale del segmento centrale Utah e in tutta la zona trasversale Leamington (Figura 2).
Figura 2. Esempio di mappa topografica macroscala. Shaded-sollievo mappa topografica di zona in scatola in Figura 1. Le 4 regioni sono separati da linee bianche solide. contatti Bedding tra la quarzite Proterozoico Caddy Canyon (PCC), Proterozoico quarzite Mutual (PCM) e Cambriano Tintic quarzite (Ct) sono mostrati. Le linee tratteggiate mostrano l'andamento delle montagne all'interno di questa zona. posizioni del sito compaiono a quadretti neri numerati. Lineazioni primo ordine sono mostrate con linee grigie solide (modificato da Ismat e Toeneboehn 7).ftp_upload / 54318 / 54318fig2large.jpg "target =" _ blank "> Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
esperimenti Sandbox sono stati effettuati da confrontare, e integrare i dati di guasto. Un modello sandbox push-block, con frontali e oblique rampe, è stato utilizzato per aiutare le nostre analisi delle strutture conservate, e intorno, la zona trasversale Leamington (Figura 3) 7. Gli obiettivi di questo approccio sono quattro volte: 1) determinare se i modelli di guasto mesoscala sono coerenti, 2) determinare se il modello sandbox sostiene e spiega i dati di campo, 3) determinare se il modello sandbox fornisce maggiori dettagli su strutture che non sono osservato nel campo, e 4) valutare se questo metodo campo sperimentale combinato è utile e facile da replicare.
Figura 3. Esempio di push-block model. Fotografia di modello sandbox vuoto. La rampa sud frontale (SFR), rampa obliqua (OR), nel nord rampa frontale (NFR), e le quattro regioni (1-4) sono etichettati (modificati da Ismat e Toeneboehn 7). Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il segmento Utah centrale del nastro pieghevole di spinta Sevier, e il suo confine settentrionale, la zona trasversale Leamington serve come un laboratorio naturale ideale per studiare giunzioni saliente-incasso (figura 1). Lungo questa giunzione, la direzione di trasporto rimane costante ei fogli di spinta sono ininterrotta attraverso la giunzione, quindi l'unica variabile è il sottostante geometria interrato 5.
Qui, presentiamo un metodo per analizzare ques…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We thank Erin Bradley and Liz Cole for their assistance in the field. Field work, thin-section preparation and material for the sandbox model was supported by Franklin & Marshall College’s Committee on Grants.
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 |
References
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