Cinemática História de uma junção Salient-recesso Explorada através de uma abordagem combinada de dados de campo e Analog 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

Cintos dobram-impulso são compostas de saliências (ou segmentos), onde as escamas em salients adjacentes são dissociados por recessos ou zonas transversais ^1,2,3. A transição da saliente para recesso pode ser marcadamente complexo, envolvendo um conjunto multifacetado de estruturas, e podem conter pistas importantes para dobrar-empurrou o desenvolvimento cinto. Neste artigo, vamos examinar cuidadosamente uma junção saliente-recesso, usando uma combinação de dados de campo multiescala e um modelo de caixa de areia, a fim de entender melhor como a deformação pode ser acomodada dentro cintos fold-axiais.

A junção do segmento central de Utah e a zona transversal Leamington é um laboratório natural ideal para estudar junções saliente-recesso por várias razões (Figura 1). Em primeiro lugar, as rochas expostas dentro do segmento de continuar, sem interrupções, para a zona transversal ^4. Assim, padrões de deformação pode ser monitorado continuamente, e comparados através da junção. S econd, as rochas são essencialmente monomineralic, então a variação nos padrões de falhas não são o resultado de heterogeneidades dentro das unidades, mas em vez disso refletir a dobrar em geral e empurrando na área de estudo ^4. , Mecanismos de terceiros elastico-atrito, como o fluxo cataclastic, assistido deformação em toda a área do campo, permitindo comparações directas dos padrões de falha de mesoescala ^4. Finalmente, a orientação geral de transporte permaneceu constante ao longo do comprimento do segmento e zona transversal; portanto, variações na encurtando direção não influenciou os padrões de deformação preservados ^4. Todos estes factores de minimizar o número de variáveis ​​que possam ter afectado a deformação ao longo do segmento e zona transversal. Como resultado, supomos que as estruturas conservadas formada principalmente por causa de uma mudança na geometria basal subjacente ^5.

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Figura 1. Exemplo de mapa de índice. O cinto Sevier fold-impulso do oeste dos EUA, mostrando grandes saliências, segmentos, reentrâncias e zonas transversais. Figura 2 indicada por área de box (modificado de Ismat e Toeneboehn ^7). Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Dobrar e empurrando dentro do segmento Central Utah e Leamington zona transversal, teve lugar em profundidades <15 km, ou seja, dentro do regime elastico-atrito, onde a deformação ocorreu principalmente pelo afloramento de escala (<1 m) falhas e cataclastic fluir ^4,6 . Como o transporte e dobragem da folha impulso ocorreu principalmente por mecanismos elastico-atrito, podemos prever que uma análise de falhas detalhada pode fornecer mais informações sobre a história cinemática da zona e th transversal Leamington e subjacente a geometria porão. Para testar essa hipótese, temos recolhidos e analisados ​​os padrões de falha preservados nas rochas dentro da porção norte do segmento Central Utah e em toda a zona transversal Leamington (Figura 2).

Figura 2. Exemplo de mapa topográfico macroescala. Sombreado-relevo mapa topográfico da área de box na Figura 1. Os 4 Regiões são separados por linhas brancas sólidas. contatos de cama entre o quartzito Proterozóico Caddy Canyon (PCC), Proterozóico quartzito Mutual (PCM) e Cambrian Tintic quartzito (Ct) são mostrados. As linhas tracejadas mostram a tendência das montanhas dentro desta área. Implantações são mostrados com quadrados pretos numerados. Lineações de primeira ordem são mostrados com linhas cinzentas sólidos (modificado de Ismat e Toeneboehn ^7).ftp_upload / 54318 / 54318fig2large.jpg "target =" _ blank "> Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

experimentos Sandbox foram realizados para comparação, e complementar, os dados de falha. Um modelo sandbox push-bloco, com frontais e oblíquas rampas, foi usado para ajudar nossas análises das estruturas preservadas em, e ao redor, a zona transversal Leamington (Figura 3) ^7. Os objectivos desta abordagem são quatro: 1) determinar se os padrões de falha de mesoescala são consistentes, 2) determinar se o modelo sandbox suporta e explica os dados de campo, 3) determinar se o modelo sandbox fornece mais detalhes sobre as estruturas que não são observado no campo, e 4) avaliar se este método de campo experimental combinado é útil e fácil de reproduzir.

Figura 3. Exemplo de push-bloco mOdel. Fotografia do modelo de caixa de areia vazia. A rampa sul frontal (SFR), rampa oblíqua (OR), no norte da rampa frontal (NFR), e as quatro regiões (1-4) são rotulados (modificado de Ismat e Toeneboehn ^7). Por favor clique aqui para ver uma versão maior esta figura.

Protocol

1. Recolha de macro-dados de campo Antes de realizar o trabalho de campo, utilize fotografias aéreas / mapas topográficos para identificar a tendência geral das montanhas (definidos pela crista do cume dos dias de hoje), zonas transversais, falhas e outros lineações na macroescala (Figura 2). Use escala semelhante mapas topográficos e fotografias aéreas, de modo que os padrões podem ser comparados directamente. Use 1: 24.000 escala mapas e fotografias. Eti…

Representative Results

Fotografias aéreas foram usadas para subdividir a área do campo em quatro regiões (1-4), com base na tendência da crista do cume da montanha moderna (Figura 2). Dados falha multi-escala é comparado entre essas quatro regiões. Supondo que essas mudanças de tendência reflete a geometria subjacente do porão, a rampa oblíqua é posicionado dentro Regiões 2 e 3, onde o oblíquo montanhas tendência à faixa de dobras e empuxo Sevier. Ao longo dos quatro Regiões, d…

Discussion

O segmento Central Utah da faixa de dobras e empuxo Sevier, e sua fronteira norte, a zona transversal Leamington serve como um laboratório natural ideal para estudar junções saliente-recesso (Figura 1). Ao longo desta junção, a direção de transporte permanece constante e as escamas são ininterrupta através da junção, então a única variável é a geometria subjacente do porão ^5.

Aqui, apresentamos um método para analisar este tipo de junção salient…

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