Name: Historia kinematyczna skrzyżowania z wgłębieniem wystającym zbadana za pomocą połączonego podejścia opartego na danych terenowych i modelowaniu w piaskownicy analogowej (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-08-05T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 55 s
Description: Odkryj metodę modelowania piaskownicy do badania deformacji płaszczyw nasunięciowych na skośnych rampach. To proste i tanie podejście pozwala replikować mikroskopowe uskoki terenowe oraz analizować ewolucję struktur geologicznych w złożonych środowiskach.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dziękujemy Erin Bradley i Liz Cole za ich pomoc w terenie. Prace terenowe, przygotowanie cienkich przekrojów i materiał do modelu piaskownicy były wspierane przez Komitet ds. Grantów Franklin & Marshall College.

<ol><li>Marshak, S., Wilkerson, M. S., Hsui, H. T. Generation of curved fold-thrust belts: Insights from simple physical and analytical. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMarshak%2C+S+%22modelsThrust+Tectonics%22">modelsThrust Tectonics</a>. KR, M. cC. lay , Chapman and Hall. 83-92 (1992).</li>
<li>Mitra, G. Evolution of salients in a fold-and-thrust belt: the effects of sedimentary basin geometry, strain distribution and critical taper. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMitra%2C+G+%22Evolution+of+Geological+Structures+in+Micro-+to+Macro-scales%22">Evolution of Geological Structures in Micro- to Macro-scales</a>. S, S. engupta , Chapman and Hall. 59-90 (1997).</li>
<li>Weil, A., Sussman, A. Classifying curved orogens based on timing relationships between structural development and vertical axis rotations. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWeil%2C+A+%22Orogenic+curvature+Geol.+Soc.+of+Am.+Special+Paper%22">Orogenic curvature Geol. Soc. of Am. Special Paper</a>. A, S. ussman, A, W. eil 383, 205-223 (2004).</li>
<li>Ismat, Z., Mitra, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Folding+by+cataclastic+flow+at+shallow+crustal+levels+in+the+Canyon+Range%2C+Sevier+orogenic+belt%2C+west-Central+Utah%5BTitle%5D)+AND+%22J.+of+Struct.+Geol%22%5BJournal%5D)">Folding by cataclastic flow at shallow crustal levels in the Canyon Range, Sevier orogenic belt, west-Central Utah.</a> J. of Struct. Geol. 23 (2-3), 355-378 (2001).</li>
<li>Tull, J., Holm, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+evolution+of+a+major+Appalachian+salient-recess+junction%3A+Consequences+of+oblique+collisional+convergence+across+a+continental+margin+transform+fault%5BTitle%5D)+AND+%22Geol.+Soc.+of+Am.+Bull%22%5BJournal%5D)">Structural evolution of a major Appalachian salient-recess junction: Consequences of oblique collisional convergence across a continental margin transform fault.</a> Geol. Soc. of Am. Bull. 117 (3), 482-499 (2005).</li>
<li>Ismat, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Block+supported+cataclastic+flow+within+the+upper+crust%5BTitle%5D)+AND+%22J.+of+Struct.+Geol%22%5BJournal%5D)">Block supported cataclastic flow within the upper crust.</a> J. of Struct. Geol. 56, 118-128 (2013).</li>
<li>Ismat, Z., Toeneboehn, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deformation+along+a+salient-transverse+zone+junction%3A+An+example+from+the+Leamington+transverse+zone%2CUtah%2C+Sevier+fold-thrust+belt+%28USA%29%5BTitle%5D)+AND+%22J.+of+Struct.+Geol%22%5BJournal%5D)">Deformation along a salient-transverse zone junction: An example from the Leamington transverse zone,Utah, Sevier fold-thrust belt (USA).</a> J. of Struct. Geol. 75, 60-79 (2015).</li>
<li>Reed, F. S., Mergner, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+Rock+Thin+Sections%5BTitle%5D)+AND+%22Amer.+Mineral%22%5BJournal%5D)">Preparation of Rock Thin Sections.</a> Amer. Mineral. 38, 1184-1203 (1953).</li>
<li>Underwood, E. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aUnderwood%2C+EE+%22Quantitative+Stereology%22">Quantitative Stereology</a>. , Addison-Wesley Publishing Company. (1970).</li>
<li>Fry, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Random+point+distribution+and+strain+measurement+in+rock%5BTitle%5D)+AND+%22Tectonophys%22%5BJournal%5D)">Random point distribution and strain measurement in rock.</a> Tectonophys. 60 (1), 89-105 (1979).</li>
<li>McNaught, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimating+uncertainty+in+normalized+Fry+plots+using+a+bootstrap+approach%5BTitle%5D)+AND+%22J.+of+Struct.+Geol%22%5BJournal%5D)">Estimating uncertainty in normalized Fry plots using a bootstrap approach.</a> J. of Struct. Geol. 24 (2), 311-322 (2002).</li>
<li>De Paor, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+Interactive+Program+for+Doing+Fry+Strain+Analysis+on+the+Macintosh+Microcomputer%5BTitle%5D)+AND+%22J.+of+Geol.+Ed%22%5BJournal%5D)">An Interactive Program for Doing Fry Strain Analysis on the Macintosh Microcomputer.</a> J. of Geol. Ed. 37 (3), 171-180 (1989).</li>
<li>Ismat, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Folding+kinematics+expressed+in+fracture+patterns%3A+An+example+from+the+Anti-Atlas+fold-belt%2C+Morocco%5BTitle%5D)+AND+%22J.+of+Struct.+Geol%22%5BJournal%5D)">Folding kinematics expressed in fracture patterns: An example from the Anti-Atlas fold-belt, Morocco.</a> J. of Struct. Geol. 30 (11), 1396-1404 (2008).</li>
<li>Reches, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Faulting+of+rocks+in+three-dimensional+strain+fields%3A+II.+Theoretical+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Tectonophys%22%5BJournal%5D)">Faulting of rocks in three-dimensional strain fields: II. Theoretical analysis.</a> Tectonophys. 95 (1-2), 133-156 (1983).</li>
<li>Reches, Z., Dieterich, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Faulting+of+rocks+in+three+dimensional+strain+fields%3A+1.+Failure+of+rocks+in+polyaxial%2C+servo-control+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Tectonophys%22%5BJournal%5D)">Faulting of rocks in three dimensional strain fields: 1. Failure of rocks in polyaxial, servo-control experiments.</a> Tectonophys. 95 (1-2), 111-132 (1983).</li>
<li>Ismat, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolution+of+fracture+porosity+and+permeability+during+folding+by+cataclastic+flow%3A+Implications+for+syntectonic+fluid+flow%5BTitle%5D)+AND+%22Rocky+Mount.+Geol%22%5BJournal%5D)">Evolution of fracture porosity and permeability during folding by cataclastic flow: Implications for syntectonic fluid flow.</a> Rocky Mount. Geol. 47 (2), 133-155 (2012).</li>
<li>Kwon, S., Mitra, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+kinematic+history+at+an+oblique+ramp%2C+Leamington+zone%2C+Sevier+belt%2C+Utah%5BTitle%5D)+AND+%22J.+of+Struct.+Geol%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional kinematic history at an oblique ramp, Leamington zone, Sevier belt, Utah.</a> J. of Struct. Geol. 28 (3), 474-493 (2006).</li>
<li>Casas, A. M., Simon, J. L., Seron, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stress+deflection+in+a+tectonic+compressional+field%3A+A+model+for+the+northeastern+Iberian+chain%2C+Spain%5BTitle%5D)+AND+%22J.+of+Geophys.+Res%22%5BJournal%5D)">Stress deflection in a tectonic compressional field: A model for the northeastern Iberian chain, Spain.</a> J. of Geophys. Res. 97, 7183-7192 (1992).</li>
<li>Apotria, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thrust+sheet+rotation+and+out-of-plane+strains+associated+with+oblique+ramps%3A+An+example%5BTitle%5D)+AND+%22J.+of+Struct.+Geol%22%5BJournal%5D)">Thrust sheet rotation and out-of-plane strains associated with oblique ramps: An example.</a> J. of Struct. Geol. 17 (5), 647-662 (1995).</li>
<li>Hubbert, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theory+of+Scale+Models+as+Applied+to+the+Study+of+Geological+Structures%5BTitle%5D)+AND+%22Geol.+Soc.+of+Am.+Bull%22%5BJournal%5D)">Theory of Scale Models as Applied to the Study of Geological Structures.</a> Geol. Soc. of Am. Bull. 48 (10), 1459-1520 (1937).</li>
<li>Schöpfen, M. P. J., Steyrer, H. P. Experimental modeling of strike-slip faults and the self-similar behavior. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSch%C3%B6pfen%2C+MPJ+%22Tectonic+Modeling%3A+A+volume+in+honor+of+Hans+Ramberg+Geol.+Soc.+of+Am.+Mem%22">Tectonic Modeling: A volume in honor of Hans Ramberg Geol. Soc. of Am. Mem</a>. Koyi, H. A., Mancktelow, N. 193, 21-27 (2001).</li>
<li>Kwon, S., Mitra, G. Strain distribution, strain history and kinematic evolution associated with the formation of arcuate salients in fold-thrust belts: the example of the Provo salient, Sevier orogeny, Utah. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKwon%2C+S+%22Orogenic+curvature+Geol.+Soc.+of+Am.+Special+Paper%22">Orogenic curvature Geol. Soc. of Am. Special Paper</a>. Sussman, A., Weil, A. 383, 205-223 (2004).</li>
<li>Elliott, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+motion+of+thrust+sheets%5BTitle%5D)+AND+%22J.+of+Geophys.+Res%22%5BJournal%5D)">The motion of thrust sheets.</a> J. of Geophys. Res. 81, 949-963 (1976).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Środkowy odcinek pasa fałdowo-oporowego Sevier w stanie Utah i jego północna granica, strefa poprzeczna Leamington, służy jako idealne naturalne laboratorium do badania połączeń między wgłębieniami (Rysunek 1). Wzdłuż tego skrzyżowania kierunek transportu pozostaje stały, a arkusze oporowe są nieprzerwane w poprzek skrzyżowania, więc jedyną zmienną jest podstawowa geometria podłoża5.
W tym miejscu przedstawiamy metodę analizy tego typu skrzyżowania z wgłębieniem pop...

Pasy fałdowo-nasunięciowe składają się z wypukłości (lub segmentów), w których płaszczyzny nasunięć w sąsiednich wypukłościach są rozdzielone wklęsłościami lub strefami poprzecznymi1,2,3. Przejście z wypukłości do wklęsłości może być wyraźnie złożone, obejmując wieloaspektowy zestaw struktur, i może zawierać kluczowe wskazówki dotyczące rozwoju pasa fałdowo-nasuniętego. W niniejszej pracy szczegółowo analizujemy połączenie wypukłości z wklęsłością, wykorzystując kombinację wieloskalowych danych terenowych oraz modelu w piaskownicy, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób deformacje mogą być akomodowane w pasach fałdowo-nasuniętych.
Styk segmentu Central Utah i strefy poprzecznej Leamington stanowi idealne naturalne laboratorium do badania połączeń typu wypukły-wklęsły (salient-recess) z kilku powodów (Rycina 1). Po pierwsze, skały odsłonięte w obrębie segmentu kontynuują się nieprzerwanie w strefie poprzecznej4. Dzięki temu wzorce deformacji można śledzić w sposób ciągły i porównywać je w obrębie styku. Po drugie, skały są w zasadzie monomineraliczne, zatem zróżnicowanie wzorców uskokowych nie jest wynikiem heterogeniczności jednostek, lecz odzwierciedla ogólne fałdowanie i nasuwanie w obszarze badań4. Po trzecie, w całym obszarze badań deformacji sprzyjały mechanizmy elastyczno-tarciowe, takie jak przepływ kataklastyczny, co pozwoliło na bezpośrednie porównania mezoskalowych wzorców uskokowych4. Wreszcie, ogólny kierunek transportu pozostał stały wzdłuż całego segmentu i strefy poprzecznej; w związku z tym zmiany kierunku skrócenia nie wpłynęły na zachowane wzorce deformacji4. Wszystkie te czynniki minimalizują liczbę zmiennych, które mogły wpłynąć na deformację wzdłuż segmentu i strefy poprzecznej. W konsekwencji przypuszczamy, że zachowane struktury powstały przede wszystkim w wyniku zmiany geometrii podścielającego je fundamentu5.
<img alt="Geologiczna mapa pasa fałdowo-nasuwniczego USA-Kanada, przedstawiająca segmenty i wypukłości; schemat do badań tektonicznych." src="/files/ftp_upload/54318/54318fig1.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rycina 3"> 
Rycina 1. Przykład mapy indeksowej. Pas fałdowo-nasuwniczy Sevier w zachodniej części USA, przedstawiający główne wypukłości, segmenty, wklęsłości i strefy poprzeczne. Rycina 2 wskazana obszarem w ramce (zmodyfikowano na podstawie pracy Ismat i Toeneboehn7). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54318/54318fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
Fałdowanie i nasuwanie w obrębie segmentu Central Utah oraz strefy poprzecznej Leamington miały miejsce na głębokościach &lt; 15 km, i.e., w reżimie elastyczno-tarciowym, gdzie deformacja zachodziła głównie poprzez uskoki w skali odsłonięcia (&lt; 1 m) oraz przepływ kataklastyczny4,6. Ponieważ transport i fałdowanie płaszcza nasunięcia odbywały się przede wszystkim w mechanizmach elastyczno-tarciowych, przewidujemy, że szczegółowa analiza uskoków może dostarczyć dalszych informacji na temat historii kinematycznej strefy poprzecznej Leamington oraz geometrii leżącego pod nią fundamentu. Aby przetestować tę hipotezę, zebraliśmy i przeanalizowaliśmy wzorce uskoków zachowane w skałach w północnej części segmentu Central Utah oraz w całej strefie poprzecznej Leamington (Ryc. 2).
<img alt="Mapa geologiczna przedstawiająca regionalne uskoki, spękania sprzężone i topografię z podziałem na regiony." src="/files/ftp_upload/54318/54318fig2.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rycina 3"> 
Rycina 2. Przykład makroskalowej mapy topograficznej. Mapa topograficzna z cieniowaniem terenu dla obszaru zaznaczonego ramką na Rycynie 1. 4 regiony są oddzielone ciągłymi białymi liniami. Przedstawiono kontakty warstwowe między proterozoicznym kwarcytem Caddy Canyon (PCc), proterozoicznym kwarcytem Mutual (PCm) a kambryjskim kwarcytem Tintic (Ct). Linie przerywane wskazują przebieg pasm górskich na tym obszarze. Lokalizacje stanowisk zaznaczono ponumerowanymi czarnymi kwadratami. Lineacje pierwszego rzędu przedstawiono ciągłymi szarymi liniami (zmodyfikowano na podstawie Ismat i Toeneboehn7). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54318/54318fig2large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
W celu porównania i uzupełnienia danych dotyczących uskoków przeprowadzono eksperymenty w piaskownicy. Do analizy struktur zachowanych w strefie poprzecznej Leamington i wokół niej (Rysunek 3) 7 wykorzystano model piaskownicy z blokiem pchającym oraz rampami frontalną i ukośną. Cele tego podejścia były czterokrotne: 1) ustalenie, czy mezoskalowe wzorce uskoków są spójne, 2) sprawdzenie, czy model piaskownicy potwierdza i wyjaśnia dane terenowe, 3) ustalenie, czy model piaskownicy dostarcza więcej szczegółów na temat struktur niezaobserwowanych w terenie oraz 4) ocena, czy ta połączona metoda terenowo-eksperymentalna jest użyteczna i łatwa do powtórzenia.
<img alt="Schemat równowagi statycznej; układ z drewnianym blokiem do analizy sił działających na powierzchnie." src="/files/ftp_upload/54318/54318fig3.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rycina 3"> 
Rycina 3. Przykład modelu bloku pchającego. Fotografia pustego modelu piaskownicy. Oznaczono południową rampę czołową (SFR), rampę ukośną (OR), północną rampę czołową (NFR) oraz cztery obszary (1-4) (zmodyfikowano na podstawie Ismat i Toeneboehn7). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54318/54318fig3large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>

<table><tbody><tr><td>płyta pilśniowa</td><td>Dowolny</td><td></td> lakier wykończeniowy NA <td></td></tr><tr><td></td><td>Dowolna</td><td></td> epoksydowa technologia epoksydowa NA <td></td></tr><tr><td></td><td>Części</td><td>A i B: 301-2 2LB Najlepiej,</td><td>jeśli jest podgrzany do 80&ordm; - 125&ordm;. Jeśli ocieplenie nie jest możliwe, wyleczy się dobrze, zajmie to tylko 1 tydzień, a nie 1 dzień.</td></tr><tr><td>rampa drewniano-sosnowa</td><td>Dowolna</td><td></td> taśma malarska NA <td></td></tr><tr><td></td><td>Dowolne</td><td></td> stawy królika NA <td></td></tr><tr><td></td><td>Dowolne</td><td></td> łączniki z stożkowym NA <td></td></tr><tr><td></td><td>Dowolny</td><td></td> papier ścierny NA <td></td></tr><tr><td></td><td>Dowolny</td><td></td> piasek do zabawy NA <td></td></tr><tr><td></td><td>Dowolna</td><td>NA</td><td>najlepiej jeśli jednorodny rozmiar ziarna, ~0,5 mm</td></tr><tr><td>barwnik spożywczy</td><td>Dowolny</td><td>NA</td><td>najlepiej użyć jednego koloru i ciemnej plastikowej</td></tr><tr><td>siatki / siatki</td><td>Dowolne</td><td></td> kwadratowe krzyżyki NA <td></td></tr><tr><td></td><td>Dowolna</td><td></td> śruba korbowa NA <td></td></tr><tr><td></td><td>Dowolna</td> korba <td>NA</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Dowolna</td> blacha <td>NA</td> Dowolne pręty rozdzielające NA <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr>Dowolna NA<td>pręty rozdzielające</td><td>Dowolna</td><td>NA</td><td></td></tr></tbody></table>

historia kinematyczna skrzyżowania z wgłębieniem wystającym zbadana za pomocą połączonego podejścia opartego na danych terenowych i modelowaniu w piaskownicy analogowej

Kinematic History of a Salient-recess Junction Explored through a Combined Approach of Field Data and Analog Sandbox Modeling

W obrębie pasów fałdowo-oporowych, połączenia między elementami i wgłębieniami mogą zawierać kluczowe wskazówki dotyczące ogólnej historii kinematyki. Historia deformacji w obrębie tych skrzyżowań jest najlepiej zachowana w obszarach, w których arkusze oporowe rozciągają się od wystającego przez sąsiednie wgłębienie. Badamy jedno z takich węzłów w pasie fałdowo-oporowym Sevier (zachodnie Stany Zjednoczone) wzdłuż strefy poprzecznej Leamington w północnym Utah. Deformacja w obrębie tego skrzyżowania nastąpiła przez uskoki i przepływ kataklastyczny. W tym miejscu opisujemy protokół, który bada te wzorce błędów, aby lepiej zrozumieć historię kinematyczną obszaru pola. Dane o błędach są uzupełniane przez analogowe eksperymenty w piaskownicy. Badanie to sugeruje, że w szczegółach deformacja w obrębie leżącego nad nią arkusza oporowego może nie odzwierciedlać bezpośrednio leżącej pod spodem struktury piwnicy. Wykazaliśmy, że to połączone podejście terenowo-eksperymentalne jest łatwe, dostępne i może dostarczyć więcej szczegółów na temat deformacji zachowanej w skorupie niż inne, droższe metody, takie jak modelowanie komputerowe. Ponadto model piaskownicy może pomóc w wyjaśnieniu, dlaczego i w jaki sposób powstały te szczegóły. Metoda ta może być stosowana w pasach fałdowo-oporowych, gdzie skały górnej skorupy są dobrze zachowane. Ponadto można go zmodyfikować w celu zbadania dowolnej części górnej skorupy, która została zdeformowana przez mechanizmy tarcia elastycznego. Wreszcie, to połączone podejście może dostarczyć więcej szczegółów na temat tego, w jaki sposób pasy fałdowo-oporowe utrzymują krytyczne zwężenie i służą jako potencjalne cele eksploracji zasobów naturalnych.

Zdjęcia lotnicze zostały wykorzystane do podziału obszaru pola na cztery regiony (1-4), w oparciu o trend współczesnego grzbietu górskiego (Rysunek 2). Dane dotyczące usterek w wielu skalach są porównywane między tymi czterema regionami. Zakładając, że te zmiany trendu odzwierciedlają leżącą u ich podstaw geometrię podłoża, skośna rampa znajduje się w regionach 2 i 3, gdzie góry mają tendencję ukośną do pasa fałdowo-oporowego Seviera. We wszystkich czterech regionach stwi...

Kinematyczne historie pasów fałdowo-naporowych są zazwyczaj oparte na dokładnych badaniach wysokiej jakości skał metamorficznych w obrębie jednego z nich. Zapewniamy nowatorską metodę zrozumienia pasów fałdowo-oporowych poprzez badanie połączeń między wgłębieniem wystającym. Analizujemy często ignorowane skały górnej skorupy ziemskiej, stosując połączone podejście do szczegółowej analizy uskoków z eksperymentalnym modelowaniem w piaskownicy.

Historia kinematyczna skrzyżowania z wgłębieniem wystającym zbadana za pomocą połączonego podejścia opartego na danych terenowych i modelowaniu w piaskownicy analogowej

Within fold-thrust belts, the junctions between salients and recesses may hold critical clues to the overall kinematic history. The deformation history ...

Ogólnym celem tego eksperymentu jest śledzenie deformacji płatów nasunięciowych podczas ich przemieszczania się po rampach skośnych. Metoda ta może pomóc w odpowiedzi na kluczowe pytania w tej dziedzinie, takie jak sposób ewolucji płatów nasunięciowych w złożonych warunkach. Głównymi zaletami tej techniki są jej prostota, niski koszt oraz możliwość bezpośredniego porównania wyników z danymi terenowymi.W tym filmie pokazano, jak wykorzystać piaskownicę z blokiem dociskowym do replikacji mikroskalnych uskoków występujących w terenie. Identyfikacja mikroskalnych uskoków w terenie oraz ogólna konstrukcja piaskownicy zostały opisane w protokole tekstowym. Do wypełnienia piaskownicy należy użyć standardowego piasku kwarcowego, który jest stosunkowo jednorodny i posiada średnią wielkość ziarna wynoszącą 5 milimeters.Przygotuj piasek, farbując jego połowę. Najpierw napełnij wiadro o pojemności 5 galonów do jednej czwartej jego wysokości. Następnie dodaj odpowiednią ilość czarnego barwnika spożywczego, aby piasek uzyskał jednolity ciemnozielony kolor, który będzie łatwo odróżnialny od pierwotnego koloru piasku.Po wysuszeniu piasku, zgodnie z opisem w protokole tekstowym, wypełnij skrzynkę naprzemiennymi warstwami kolorowego i bezbarwnego piasku, upewniając się, że każda warstwa zostanie wyrównana po jej dodaniu. Grubość warstw piasku zapewniająca najwyraźniejsze i najbardziej powtarzalne wyniki powinna zostać ustalona empirycznie. Ten przykład przedstawia warstwę piasku o grubości 3,5 centymetra z naprzemiennymi kolorami co 6 centymetrów.Następnie delikatnie dociśnij plastikową siatkę o oczkach o boku pół cala do piasku, aby utworzyć wgłębienia w formie siatki. Potem w całym piasku umieść kwadratowe piny krzyżowe w odstępach dwóch cali. Na koniec zamontuj kamerę, aby objęła ona widokiem całą piaskownicę.Teraz należy przesunąć piasek za pomocą napędzanego korbą bloku pchającego, aby odtworzyć skrócenie występujące w terenie. Blok pchający należy przesuwać na tyle powoli, aby zmiany w piasku mogły zostać dokładnie udokumentowane. Prędkość nie powinna wpływać na wyniki.Podczas przesuwania piasku należy śledzić deformację, obserwując zmiany kształtu kwadratów, oraz monitorować ilość transportu i rotację pionową, obserwując ruch pinów. Powtarzaj ten proces, aż utworzone struktury będą przypominać te zachowane w naturze. Gdy wyniki w piaskownicy będą odzwierciedlać formy naturalne, zbierz dane próbkowania.Najpierw należy usunąć wszystkie piny poprzeczne z piasku. Następnie, w celu przygotowania próbek, należy oddzielić w żywicy epoksydowej fragmenty zdeformowanego piasku. Wymaga to zastosowania wcześniej dociętych przegród z blachy.Dolna krawędź przegród musi być dopasowana do kąta nachylenia rampy w miejscu pobierania próbki i musi obejmować pełną długość rampy. Przegroda musi być również wyższa niż pakiet piasku. Przed użyciem przegrody należy okleić ją taśmą malarską, aby ułatwić późniejsze czyszczenie.Jeden koniec przegrody musi być zamknięty, aby kontrolować przepływ żywicy epoksydowej, a drugi koniec przegrody musi pozostać otwarty, aby zminimalizować zakłócenia w pakiecie piaskowym. Następnie przymocuj przegrodę za pomocą wkrętów 1/4 cala na 4 cale oraz arkuszy z rurkami aluminiowymi o średnicy 3/8 cala. W tym przypadku zastosowano dwie przegrody.Jedną z nich umieszcza się na rampie skośnej, a druga pokrywa połączenie czołowej rampy skośnej. Następnie wlej ciepłą żywicę epoksydową na piasek wewnątrz przegrody, aż piasek nie będzie mógł już wchłonąć więcej żywicy, tak aby został w pełni nasycony i nie rozpadł się. Po kilku dniach schnięcia wysuń przegrody z piaskownicy, a następnie wyjmij próbki utwardzone żywicą z otaczającego je piasku.Używając przecinarki do skał, przetnij próbki prostopadle i równolegle do kierunku ramp. Następnie, za pomocą permanentnego markeru, zaznacz warstwowanie, fałdy i uskoki wewnątrz odsłoniętych plastrów. Badania terenowe wykazały cztery sąsiadujące regiony, z których każdy posiada uskoki w skali mezoskalowej.Uskoki zachowują strukturę deformacyjną, która w skali mezo była penetrująca i homogeniczna. Wzory uskoków były również unikalne dla każdego obszaru, co potwierdziło założenie w skali makro, że obszarom drugiemu i trzeciemu podściela rampa skośna, oraz zasugerowało, że analiza uskoków sprzężonych była wiarygodna. Przy użyciu modelu piaskowego utworzono pęknięcie, którego położenie i orientacja były porównywalne z granicą między obszarem drugim a trzecim na mapach w skali makro.Potwierdziło to przypuszczenie, że przerwanie nadkładającego się płata nasunięcia mogło powstać w wyniku złożonej interakcji płata nasunięcia przesuwającego się na wschód nad rampą skośną. Analiza próbek z piaskownicy utwardzonych żywicą epoksydową była również pomocna. Próbki pobrane z obszaru rampy frontowej wykazywały przesunięcie na wschód, podczas gdy próbki z obszaru rampy skośnej wykazywały przesunięcie na południowy wschód.Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać dobrą wiedzę na temat tego, jak budować, uruchamiać i modyfikować modele piaskownic w celu odwzorowania konkretnego obszaru terenowego. Po opanowaniu tej techniki, przy prawidłowym wykonaniu, można ją zrealizować w ciągu jednego tygodnia. Opracowanie tej metody utorowało drogę badaczom w dziedzinie geologii strukturalnej do zbadania użyteczności danych o uskokach oraz tego, w jaki sposób dane te mogą być dalej interpretowane przy pomocy modeli.Dziękujemy za oglądanie i powodzenia w pracy z modelami.

kinematic-history-salient-recess-junction-explored-through-combined

Research

JoVE Journal

Environment

Środowisko

Zastosowanie elektrofizjologii w badaniach dostępnych synaps umożliwia ilościowe pomiary aktywności synaptycznej, co jest przydatne w analizie mutantów synaptycznych. Niniejszy artykuł opisuje metodę dysekcji służącą do odsłonięcia złączy neuromięśniowych (NMJ) u Caenorhabditis elegans (C. elegans) i krótko omawia możliwe zastosowania tak przygotowanego preparatu.

Disekcja i rejestracja z połączenia nerwowo-mięśniowego C. elegans

Ten film demonstruje metodę oceny funkcjonalnych połączeń nerwowo-mięśniowych. Za pomocą bioreaktora zawierającego tkankę mięśniową i neurony ruchowe, wraz z mikroskopią fluorescencyjną, wrażliwe na światło kanały w neuronach są stymulowane do generowania sygnałów elektrycznych, powodując skurcze włókien mięśniowych.

Ocena funkcjonalnego połączenia nerwowo-mięśniowego za pomocą jednoczesnej stymulacji optycznej i nagrywania wideo

Przedstawiono protokół do charakterystyki zachowania pieszych w terenie i symulacji wynikającej z tego reakcji strukturalnej. Testy terenowe pokazują, że zidentyfikowane in situ tempo stymulacji i tempo synchronizacji między uczestnikami stanowią istotny wkład w symulację i weryfikację obciążeń wywołanych przez człowieka.

Symulacja drgań wywołanych przez człowieka w oparciu o scharakteryzowane zachowanie pieszych w terenie

Tutaj prezentujemy nowatorski protokół do pomiaru stabilności pozycyjnej w kluczowych momentach podczas jazdy z pozycji siedzącej do stojącej i chodzącej, wykorzystując środek nacisku do odległości środka ciężkości całego ciała. Zostało to wyprowadzone z platformy siłowej i technologii trójwymiarowego przechwytywania ruchu. Paradygmat jest wiarygodny i może być wykorzystany do oceny osób z zaburzeniami neurologicznymi.

Siedzenie, stanie i chodzenie od 120% wysokości kolan: nowatorskie podejście do oceny dynamicznej kontroli postawy niezależnie od kończyny prowadzącej

Ten artykuł omawia procedury przygotowania próbek i czujników oraz protokoły korzystania z platformy testowej, szczególnie do dynamicznego obrazowania domeny z pomiarami BH in situ w celu osiągnięcia optymalnej jakości wzorca domeny i dokładnych pomiarów BH.

Zoptymalizowana konfiguracja i protokół obrazowania w domenie magnetycznej z pomiarem histerezy in situ

Podczas lądowania, kości dolnej części ciała doświadczają dużych obciążeń mechanicznych i są zdeformowane. Pomiar deformacji kości jest niezbędny, aby lepiej zrozumieć mechanizmy urazów spowodowanych stresem kostnym związanych z uderzeniami. Nowatorskie podejście łączące modelowanie układu mięśniowo-szkieletowego specyficzne dla danego tematu i analizę elementów skończonych służy do pomiaru obciążenia kości piszczelowej podczas ruchów dynamicznych.

Tematyczny model mięśniowo-szkieletowy do badania naprężeń kości podczas ruchu dynamicznego

Aby się rozwijać, stożki wzrostu muszą wywierać siłę napędową na środowisko zewnętrzne. Wytwarzanie sił uciągu zależy od dynamiki aktyny i sprzężenia sprzęgła. W niniejszej pracy opisano metody analizy dynamiki aktyny, sprzęgu sprzęgła i sił trakcyjnych dla wyprzedzenia stożka wzrostu.

Analizy dynamiki aktyny, sprzęgła sprzęgła i siły uciągu dla wyprzedzenia stożka wzrostu

Zestaw nowatorskich modeli elementów skończonych chirurgicznie wspomaganej szybkiej ekspansji podniebienia (SARPE), które mogłyby wykonać klinicznie wymaganą ilość aktywacji ekspandera przy różnych kątach osteotomii policzkowej, został stworzony do dalszej analizy wzorców ekspansji półszczęki we wszystkich trzech wymiarach.

Model Analizy Elementów Skończonych do oceny wzorców ekspansji z chirurgicznie wspomaganej szybkiej ekspansji podniebiennej

Dynamiczna elektrofizjologia zaciskowa może ustalić związki przyczynowe między deficytami wyładowania neuronów a dysfunkcją kanału jonowego. Opisujemy metody i protokoły dynamicznego zaciskania w myszowych neuronach Purkinjego w móźku, zwracając uwagę na przydatne zasoby i kwestie techniczne. W badaniu reprezentatywnym dodaliśmy modelowaną przewodność sodu do neuronów Tsc1-/- Purkinje, aby zapobiec powtarzalnemu wyładowaniu.

Metody dynamicznego zacisku do badania upośledzonej pobudliwości neuronów związanych z autyzmem

Odnawianie powierzchni to metoda mikrometeorologiczna, która jest coraz częściej używana do określania strumieni energii, ale jej techniczna złożoność czyni ją niedostępną dla szerokiego grona odbiorców. Opisujemy kroki niezbędne do skonfigurowania i skalibrowania stacji terenowej do odnawiania powierzchni, do pozyskiwania i przetwarzania danych oraz do prawidłowej interpretacji wyników.

Odnawianie powierzchni: zaawansowana metoda mikrometeorologiczna do pomiaru i przetwarzania danych o gęstości strumienia energii w skali pola

Odkryj metodę modelowania piaskownicy do badania deformacji płaszczyw nasunięciowych na skośnych rampach. To proste i tanie podejście pozwala replikować mikroskopowe uskoki terenowe oraz analizować ewolucję struktur geologicznych w złożonych środowiskach.

Historia kinematyczna skrzyżowania z wgłębieniem wystającym zbadana za pomocą połączonego podejścia opartego na danych terenowych i modelowaniu w piaskownicy analogowej (Wideo) | JoVE Journal

Historia kinematyczna skrzyżowania z wgłębieniem wystającym zbadana za pomocą połączonego podejścia opartego na danych terenowych i modelowaniu w piaskownicy analogowej

Przeglądaj więcej filmów