Historia de una cinemática Junction Saliente-receso explorado a través de un enfoque combinado de datos de campo y de modelado analógico Sandbox
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
Cinturones plegables de empuje se componen de salientes (o segmentos), donde las hojas de empuje en salientes adyacentes están desacoplados por rebajes o zonas transversales 1,2,3. La transición del saliente de rebaje puede ser marcadamente compleja, que involucra un conjunto multifacético de las estructuras, y pueden contener claves críticos para doblar empuje desarrollo cinturón. En este trabajo, examinamos cuidadosamente una unión saliente-receso, utilizando una combinación de datos de campo de múltiples escalas y un modelo de caja de arena, con el fin de comprender mejor cómo la deformación puede tener cabida dentro de los cinturones de empuje plegable.
La unión del segmento central de Utah y la zona transversal Leamington-es un laboratorio natural ideal para estudiar los cruces saliente-receso por varias razones (Figura 1). En primer lugar, las rocas expuestas dentro del segmento continúan sin interrupciones, en la zona 4 transversal. Por lo tanto, los patrones de deformación se pueden seguir de forma continua, y se comparan través de la unión. S egundo, las rocas son esencialmente monomineralic, por lo que la variación en los patrones de falla no son el resultado de heterogeneidades dentro de las unidades, pero en vez reflejan el plegamiento global y empujando dentro de la zona de estudio 4. En tercer lugar, los mecanismos de elastico-fricción, tales como el flujo cataclástica, la deformación asistidos en todo el área del campo, lo que permite la comparación directa de los patrones de falla de mesoescala 4. Por último, la dirección general de transporte se mantuvo constante a lo largo de la longitud del segmento y la zona transversal; Por lo tanto, las variaciones en el acortamiento dirección no influyeron en los patrones de deformación conservados 4. Todos estos factores minimizar el número de variables que pueden haber afectado a la deformación a lo largo del segmento y la zona transversal. Como resultado, suponemos que las estructuras conservadas forman principalmente debido a un cambio en la geometría basal subyacente 5.
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Figura 1. Ejemplo de mapa de índice. El cinturón de Sevier plegable empuje del oeste de EE.UU., que muestra grandes salientes, segmentos, huecos y zonas transversales. Figura 2 se indica por área de caja (modificado de Ismat y Toeneboehn 7). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Doblando y empujando dentro del segmento central de Utah y la zona transversal Leamington, se llevó a cabo a profundidades <15 km, es decir, dentro del régimen elastico-fricción, donde la deformación se produjo principalmente por el afloramiento de escala (<1 m) faltas y cataclástica fluyen 4,6 . Dado que el transporte y plegado de la chapa de empuje se llevaron a cabo principalmente por los mecanismos elastico-fricción, predecimos que un análisis detallado de fallo puede proporcionar más información sobre la historia cinemática de la zona y TH transversal Leamington e subyacente geometría sótano. Con el fin de probar esta hipótesis, hemos recogido y analizado los patrones de falla conservados en las rocas dentro de la parte norte del segmento central de Utah y en toda la zona transversal Leamington (Figura 2).
Figura 2. Ejemplo de macroescala mapa topográfico. Sombreada de alivio mapa topográfico del área de caja en la Figura 1. Las 4 regiones están separadas por líneas blancas sólidas. ropa de cama contactos entre la cuarcita proterozoico Caddy Canyon (PCC), se muestran proterozoico cuarcita Mutua (PCM) y la cuarcita Cámbrico Tintic (Ct). Las líneas discontinuas muestran la tendencia de las montañas dentro de esta área. ubicación de los sitios se muestran con cuadrados negros numerados. Alineaciones de primer orden se muestran con líneas grises sólidas (modificado de Ismat y Toeneboehn 7).ftp_upload / 54318 / 54318fig2large.jpg "target =" _ blank "> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
experimentos de recinto de seguridad se llevaron a cabo con el que comparar, y complementar, los datos de error. Un modelo de caja de arena push-bloque, con rampas frontales y oblicuos, se utilizó para ayudar a nuestros análisis de las estructuras conservadas en, y alrededor, la zona transversal Leamington (Figura 3) 7. Los objetivos de este enfoque son de cuatro tipos: 1) determinar si los patrones de falla de mesoescala son consistentes, 2) determinar si el modelo de caja de arena apoya y explica los datos de campo, 3) determinar si el modelo de caja de arena proporciona más detalles sobre las estructuras que no son observadas en el campo, y 4) evaluar si este método de campo experimental combinado es útil y fácil de replicar.
Figura 3. Ejemplo de bloque de empuje mOdel. Fotografía del modelo de caja de arena vacía. La rampa sur frontal (SFR), rampa oblicua (O), rampa frontal del norte (NFR), y las cuatro regiones (1-4) están etiquetados (modificado de Ismat y Toeneboehn 7). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Protocol
Representative Results
Discussion
El segmento central de Utah de la faja plegada empuje Sevier, y su límite norte, la zona transversal Leamington sirve como un laboratorio natural ideal para estudiar los cruces saliente-recreo (Figura 1). A lo largo de este cruce, la dirección de transporte se mantiene constante y las láminas de corrimiento son ininterrumpida través de la unión, por lo que la única variable es la geometría basal subyacente 5.
A continuación, presentamos un método para ana…
Offenlegungen
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 |
Referenzen
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