Cinematica Storia di una giunzione salienti-cavità esplorate attraverso un approccio combinato di campo di dati e analogico Sandbox Modeling

L'obiettivo generale di questo esperimento è seguire la deformazione delle falde di spinta mentre si muovono su rampe oblique. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande fondamentali nel campo, come ad esempio come le falde di spinta evolvono in contesti complessi. I principali vantaggi di questa tecnica sono la semplicità, il basso costo e la possibilità di un confronto diretto con i dati di campo.

Questo video mostra come utilizzare una sandbox con blocco di spinta per riprodurre faglie su scala microscopica presenti in natura. L'identificazione in campo delle faglie su scala microscopica è descritta nel protocollo testuale, così come la costruzione generale della sandbox. Per caricare la sandbox, utilizzare sabbia da gioco standard, relativamente omogenea, con una dimensione media dei granuli di 5 millimetri.

Preparare la sabbia tingendone metà. Per prima cosa, riempire un secchio da 5 galloni per un quarto. Quindi aggiungere una quantità sufficiente di colorante alimentare nero da ottenere una sabbia di colore verde scuro uniforme, facilmente distinguibile dal colore originale della sabbia.

Dopo aver asciugato la sabbia, come descritto nel protocollo testuale, caricare la scatola con strati alternati di sabbia colorata e non colorata, assicurandosi che ogni strato venga livellato dopo essere stato aggiunto. Lo spessore del pacchetto di sabbia che fornisce risultati più chiari e riproducibili deve essere determinato empiricamente. Questo esempio mostra un pacchetto di sabbia di 3,5 centimetri con colori alternati ogni 6 centimetri.

Successivamente, premere delicatamente una maglia di plastica composta da quadrati di mezzo pollice su per mezzo pollice sulla sabbia per creare un'impronta a griglia. Poi, inserire perni quadrati a croce distanti due pollici l'uno dall'altro in tutta la sabbia. Successivamente, montare una fotocamera in modo da inquadrare l'intera vasca di sabbia.

Ora, spingere la sabbia con il blocco spingente azionato da manovella per ricreare l'accorciamento osservato in campo. Muovere il blocco spingente lentamente in modo che le variazioni nella sabbia possano essere documentate con attenzione. La velocità non dovrebbe influenzare i risultati.

Durante la spinta della sabbia, monitorare la deformazione osservando i cambiamenti di forma dei quadrati e seguire la quantità di trasporto e la rotazione verticale osservando il movimento dei perni. Ripetere questo processo fino a quando le strutture formate assomigliano a quelle conservate in natura. Una volta che i risultati ottenuti nella scatola di sabbia riproducono quelli presenti in natura, raccogliere i dati del campione.

Per prima cosa, rimuovere tutti i perni trasversali dalla sabbia. Successivamente, per preparare i campioni, separare porzioni di sabbia deformata in resina epossidica. Questo richiede l'uso di divisori in lamiera pre-tagliati.

Il bordo inferiore dei divisori deve essere modellato in modo da corrispondere all'angolo della rampa dove verrà prelevato il campione e deve estendersi per tutta la lunghezza della rampa. Il divisore deve inoltre essere più alto del letto di sabbia. Prima di utilizzare un divisore, ricoprirlo con nastro da pittore per una facile pulizia.

Un'estremità del divisore deve essere posizionata più vicina per controllare il flusso dell'epossidica, mentre l'altra estremità del divisore deve rimanere aperta per minimizzare le perturbazioni al letto di sabbia. Successivamente, fissare il divisore utilizzando viti da 1/4 di pollice per quattro pollici e fogli con tubi di alluminio da 3/8 di pollice di diametro. In questo caso, vengono utilizzati due divisori.

Uno viene posizionato sulla rampa obliqua, l'altro copre il giunto della rampa obliqua frontale. Versare ora l'epossidico caldo sulla sabbia all'interno del divisore fino a quando non verrà più assorbito, in modo che la sabbia sia completamente saturata e non si disgreghi. Dopo alcuni giorni di asciugatura, estrarre i divisori dalla cassetta della sabbia, quindi sollevare i campioni incapsulati in resina epossidica dalla sabbia circostante.

Utilizzando una sega da roccia, tagliare i campioni perpendicolarmente e parallelamente all'andamento delle rampe. Successivamente, evidenziare con un pennarello indelebile la stratificazione, le pieghe e le faglie all'interno delle sezioni esposte. Uno studio di campo ha individuato quattro regioni adiacenti, ciascuna caratterizzata da faglie di scala mesoscopica.

I difetti conservano una fabbrica di deformazione che era penetrativa ed omogenea alla scala mesoscopica. I modelli di faglia erano inoltre unici all'interno di ciascuna regione, il che supportava l'ipotesi alla scala macroscopica di una rampa obliqua sottostante alle regioni due e tre, e suggeriva che l'analisi delle faglie coniugate-coniugate fosse affidabile. Utilizzando un modello sabbioso, si è formata una frattura paragonabile alla posizione e all'orientamento del confine tra le regioni due e tre nelle mappe alla scala macroscopica.

Questo ha sostenuto l'ipotesi che la frattura nel tetto di sovrascorrimento sovrastante possa essersi formata attraverso un'interazione complessa tra un tetto di sovrascorrimento in movimento verso est e una rampa obliqua. Anche l'analisi di campioni di sandbox incapsulati in resina epossidica ha fornito supporto. I campioni prelevati dalla regione della rampa frontale hanno consentito un trasporto verso est, mentre i campioni provenienti dalla regione della rampa obliqua hanno consentito un trasporto verso sud-est.

Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come costruire, eseguire e modificare modelli sandbox per replicare un'area specifica del campo. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere completata in una settimana se eseguita correttamente. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo della geologia strutturale per esplorare l'utilità dei dati delle faglie e per comprendere come questi dati possano essere ulteriormente interpretati con l'aiuto di modelli.

Grazie per aver guardato e buona fortuna con i vostri modelli.