As histórias cinemáticas de cinturões de empuxo de dobra são normalmente baseadas em exames cuidadosos de rochas metamórficas de alto grau dentro de uma saliência. Fornecemos um novo método de compreensão das correias de empuxo dobrável examinando as junções salientes-recesso. Analisamos as rochas da crosta superior frequentemente ignoradas usando uma abordagem combinada de análise detalhada de falhas com modelagem experimental de sandbox
.É necessária uma assinatura do JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou inicie seu teste gratuito.
Artigo de método
Cinemática História de uma junção Salient-recesso Explorada através de uma abordagem combinada de dados de campo e Analog Sandbox Modeling
* These authors contributed equally
Neste artigo
Resumo
Resumo
Dentro das correias de empuxo de dobra, as junções entre saliências e recessos podem conter pistas críticas para a história cinemática geral. A história de deformação dentro dessas junções é melhor preservada em áreas onde as folhas de empuxo se estendem de uma saliência a um recesso adjacente. Examinamos uma dessas junções dentro do cinturão de dobra de Sevier (oeste dos Estados Unidos) ao longo da zona transversal de Leamington, norte de Utah. A deformação dentro desta junção ocorreu por falhas e fluxo cataclástico. Aqui, descrevemos um protocolo que examina esses padrões de falha para entender melhor a história cinemática da área de campo. Os dados de falha são complementados por experimentos de sandbox analógicos. Este estudo sugere que, em detalhes, a deformação dentro da folha de empuxo sobreposta pode não refletir diretamente a estrutura subjacente do embasamento. Demonstramos que essa abordagem combinada de campo e experimental é fácil, acessível e pode fornecer mais detalhes sobre a deformação preservada na crosta do que outros métodos mais caros, como modelagem computacional. Além disso, o modelo de sandbox pode ajudar a explicar por que e como esses detalhes se formaram. Este método pode ser aplicado em cinturões de empuxo de dobra, onde as rochas da crosta superior estão bem preservadas. Além disso, pode ser modificado para estudar qualquer parte da crosta superior que tenha sido deformada por meio de mecanismos elástico-friccionais. Finalmente, essa abordagem combinada pode fornecer mais detalhes sobre como as correias de empuxo dobrável mantêm a redução crítica e servem como alvos potenciais para a exploração de recursos naturais.
Introdução
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.
pload / 54318 / 54318fig1.jpg "/>
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.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Protocolo
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.
- Etiqueta e destacam características macroescala nos mapas (aérea e / ou topográficos) para ser utilizado no campo. Em fotografias aéreas, utilize mudanças bruscas na folha de identificar características macroescala, porque os padrões da folha refletem a base subjacente. Em mapas topográficos, utilize mudanças bruscas na topografia, como penhascos íngremes, vales estreitos longas e rápidas mudanças nos padrões de drenagem para identificar características macroescala.
- Corroboram esses padrões mapa, com características encontradas em macroescalanatureza, enquanto que no campo. Certifique-se de que os mapas de campo são ajustados em conformidade.
- Subdividir a área do campo ao longo das zonas transversais macroescala.
2. Recolha de Mesoescala dados de campo
- Realizar uma análise de campo dentro de cada zona transversal área delimitada.
- Determinar a escala de homogeneidade das falhas de mesoescala em toda a área do campo. Fazê-lo calculando todas as falhas maiores que 3 cm ao longo de um transecto perpendicular e paralela à estrutura global macroescala. O ponto em que os padrões de falha repetir-se ao longo do transecto define a escala de homogeneidade.
Nota: 3 cm é escolhido como um mínimo de corte, porque as falhas menores que 3 cm pode ser difícil de medir. - Escolha locais representativos em toda a área do campo utilizando a escala definida de homogeneidade.
- Certifique-se de que cada local contém ~ 3 exposições rocha perpendiculares entre si dentro da escala de homogeneidade, de modo a quantificar a tridimensionalgeometria do trabalho falha.
- Certifique-se que novos sites são escolhidos, onde os padrões de falha marcadamente alterar (Figura 2).
- Escolha sites de longe (~ uma unidade de homogeneidade) de grandes contatos cama, a fim de evitar direções de encurtamento e alongamento locais que podem ter overprinted falhas produzidos a partir da direção geral encurtamento.
- Use uma grade para manter o controle de todas as falhas durante a coleta de dados 4.
- Certifique-se de que o tamanho da grelha é a escala de homogeneidade das falhas mesoescala. Por exemplo, se os erros são homogéneas na escala metro cúbico, usar uma grade quadrada metros.
- Construir a rede como um quadrado de madeira dobrável - este permite o transporte mais fácil no campo.
- Use 4 partes iguais de 1 em largas tiras de madeira. Qualquer tipo de madeira dura é recomendado porque é o mais durável para o trabalho de campo.
- Broca 1/4 "buracos perto das extremidades (~ ½ & # 34; a partir das extremidades) das tiras de madeira. Montar com quatro 2 1/4 "de comprimento, 3/16" parafusos de tamanho em cada canto. Use porcas de asa de aço para collapsibility mais fácil.
- Divida a grade igualmente com corda - o que ajuda a controlar as várias falhas em cada local. Faça furos, igualmente espaçados, ao longo cadeia perímetro, segmento e gravata dos grids através dos furos. Por exemplo, para uma grelha quadrada metros, dividir a grade em 10 cm quadrados com cadeias ligadas às extremidades opostas da grade (Figura 4).
Figura 4. Exemplo de um afloramento de mesoescala. Cama é realçado com linhas tracejadas brancos. conjuntos de falhas específicas discutidas no papel são destacadas com linhas brancas finas, sólidas. m 2 grade é mostrado (modificado a partir do Ismat Toeneboehn e 7).d 54318 / 54318fig4large.jpg "target =" / _ blank "> Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
- Fazer esboços detalhados dos conjuntos de falha dentro de cada grade.
- Com base nos esboços de grade e relações transversais das falhas, determinar os mais novos conjuntos de falha em cada local 4.
- Fazer isso através da identificação de padrões de falha de compensação em cada local. O overprint mais jovens faltas e compensar as falhas mais antigas.
- Em cada local de estudo, gravar a orientação, espaçamento, comprimento, espessura, e características morfológicas (por exemplo, curado, veia cheia, aberto, cheio brecha) para cada um dos defeitos mais jovens dentro de cada grelha.
- Dividir os locais entre as unidades litológicas (ver Figura 2).
3. Recolha de Dados microescala
- Recolher amostras de rochas orientados em cada local para análise de seção fina.
- Certifique-se de que a amostra de rocha é suficientemente grande paracortar o tamanho três perpendiculares entre si padrão (26 mm x 46 mm) chips de seção fina (isto é, um pouco maior que um punho de adulto).
- Corte chips de seção fina (usando uma pedra-saw padrão) comparáveis com as orientações da grade de cada local, de modo que a microescala e padrões de mesoescala pode ser comparado diretamente.
- Prepare espessura padrão (0,03 mm) thin-secções 8.
- Analisar os thin-seções usando um microscópio óptico comum com uma câmera acoplada, para a tomada de microfotografias.
- Para cada secção fina, gravar características morfológicas, tais como a quantidade de óxido de ferro, e a variação e o tamanho médio dos grãos por utilização de métodos estereológicos, ou seja, a análise Spektor corda (Tabela 1) 9.
- Fazer isso através da medição da largura e / ou número de características morfológicas escolhidos ao longo 4-6 transectos orientadas aleatoriamente através de cada thin-secção 4,9. De todos os transectos, calculeda média (Tabela 1).
| Unidade | Espessura do leito (m) | tecido da cama | Tamanho de grão (m) | X / estirpe Z Fry (Média Rf) | X / Y estirpe Fry (Média Rf) | Quantidade de supercrescimento | Quantidade de óxido de ferro | Quantidade de impurezas | Outras características |
| Ct | 1.000 | com cama de destaque, grosso e fino | Ave: 1,59 x 10 -4 (Intervalo: 3,6 x 10 -6 a 3,31 x 10 -4) | 1.15 | 1.12 | moderada, semi-connected em pequenas manchas | moderada, semi-conectado em pequenas manchas | moderada, calcite semi-conectado em pequenas manchas | Cume antigo, branco a cinzento-rosa, resiste tan ao marrom avermelhado |
| PCM | 570-750 | Proeminente, bem desenvolvida classificados e cross-cama | Ave: 1,48 x 10 -4 (Faixa: 1,15 x 10 -4 a 2 x 10 -4) | 1,22 | 1,19 | grande e bem conectado | moderada e bem conectado | menor calcite e mal conectado | afloramentos maciço, vermelho arroxeado-marrom, resiste roxo-preta |
Tabela 1. Exemplo de morfologia microescala. Descrição dos Proterozóico Mutual (PCM) e Eocambrian Tintic (TC) unidades de quartzito. estirpe X / Z Fry é medido em um corte vertical paralelo ao plano de transporte, enquanto X / Y Fry estirpe mim éasured em uma seção vertical perpendicular ao plano de transporte (modificado de Ismat e Toeneboehn 7). Por favor clique aqui para ver / baixar esta tabela em formato Microsoft Excel.
- Meça a tensão usando normalizada análise 10,11 Fry. Certifique-se de que a tensão é medido a partir de três secções finas-perpendiculares entre si, a fim de determinar estirpe tridimensional em cada local.
- Fazer isso tomando uma fotomicrografia de cada seção fina. Certifique-se de que as fotomicrografias conter, pelo menos, 50 grãos com limites de grãos sólidos, ou seja, sem limites de sub-grãos.
- Definir os contornos dos grãos, a fim de medir a tensão Fry. Definir os contornos de forma manual, traçando os contornos de uma fotomicrografia impressas em papel vegetal ou digitalmente, por meio do upload fotomicrografia em um programa de software de análise de imagem (por exemplo, Imidade Pro Plus) que define automaticamente os limites dos grãos.
- Carregar a imagem do contorno de grão para o normalizado programa Strain Fry 12.
4. Traço Mesoscale Dados Fault
- Analisar os dados de falha no redes de área igual. Por exemplo, use Stereonet (freeware de RW Allmendinger).
- Traçar pólos dos conjuntos de falhas em redes de-área igual e depois contornar esses pólos usando 1% contornos da área (Figura 5).
- Determinar os conjuntos de falha mais comuns destas concentrações pólo. Plot estes culpa define como grandes-círculos (Figura 5).
Figura 5. Exemplos de parcelas de área igual parcelas de área igual de conjuntos de falha de dois locais -. Local 41 é de Região 2 e sítio 5 é de Região 1. Os conjuntos de falhas são patribuiu como postes de contornos (1 contornos% de área). conjuntos médios de falha são determinados a partir da pole-concentrações e plotados como grandes círculos. direções de encurtamento máximo, determinado a partir de conjuntos de falha conjugadas-conjugado, são representados como pontos pretos. contornos de falha pólos são coloridos de acordo com a contribuição percentual de cada local. concentrações pólo que contribuem para> 20% são de cor vermelha, entre 15-19% são de cor laranja, 10-14% são amarelos, 5-9% são verdes e <5% são de cor azul. Contornos pole-vermelho de falha são rotulados como LPS (encurtamento camada paralela), LE (extensão de membro), e ele (dobradiça-extensão) (modificado de Ismat e Toeneboehn 7). Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
- Identificar os conjuntos de falha conjugadas, ou seja, os pares de grande-círculo com ângulos diedros que variam de 40º a 75º (Figura 5) 13 .
- Bissectar aguda dos conjuntos de falha conjugadas-conjugado - neste localiza a direcção máxima de encurtamento (Figura 5) 4,14,15.
- Além disso subdividir os líquidos concentrações culpa pólos de área igual, de acordo com a sua contribuição percentual para cada site. Para fazer isso, codificar as pólo concentrações, para análise visual mais fácil de cor. Por exemplo, as concentrações de destaque pólo que contribuem para> 20% dos pólos globais para que local vermelho. Colorir os que contribuem entre laranja 15-19%, 10-14% amarelo, 5-9% verde e <5% de azul (Figura 5, Tabela 2).
| Local | roupa de cama | Encurtando | Maior falha pólos | Conjuntos de falha (s) |
| (mergulho, direção de mergulho) | direções (s) | concentração (ões) | (mergulho, direção de mergulho) | |
| (mergulho, tendência) | (mergulho, tendência) | |||
| 41 | 83, 268 | 79, 115 | 22, 064 | 68, 244 |
| 60, 345 | 30, 265 | |||
| 73, 276 | 17, 096 | |||
| 5 | 63, 265 | 67, 130 | 08, 343 | 82, 263 |
| 36, 247 | 54, 067 |
. Tabela 2. Exemplo de dados de falha de mesoescala Gráfico, mostrando apenas 2 dos 24 locais, documentando o seguinte: bedding orientação, encurtando direcção (s), a orientação da concentração mais elevada de falha do pólo (s) e o seu conjunto de culpa correspondente (s) (modificado a partir do Ismat Toeneboehn e 7).
- Rotular os pólos concentrações de acordo com diferentes tipos de falhas (por exemplo, extensão da dobradiça) (Figura 5).
- Rotular os diferentes tipos de falhas nas fotos de mesoescala, para análise visual mais fácil (Figura 4).
- Represente graficamente os diferentes tipos de falha, para análise visual fácil (Figura 6). Para fazer isso, representar graficamente os dados de falhas ao longo e através da estrutura global macroescala.
Figura 6. gráfico Exemplo mostrando a distribuição das populações de falha. Gráfico mostrando a percentagem e tipo dos conjuntos máximos de falha (destacado em vermelho na Figura 5) Para cada site. Apenas sites dentro do quartzito Ct são mostrados aqui (modificado de Ismat e Toeneboehn 7). Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
5. Construção do Modelo Sandbox Push-bloco
- Use ¾ de polegada MDF (painel de fibras de média densidade) para reduzir heterogeneidades superficiais potenciais decorrentes de grão de madeira, superfícies grosseiramente aplainados, ou outros defeitos dos madeira (Figura 3).
- Aplicar um acabamento de laca de base para vedar as superfícies da placa de MDF e evitar epoxi (descrito abaixo) de permear a superfícies do modelo (Figura 3).
- Escala e orientar o modelo sandbox para a área do campo. Por exemplo, no presente estudo, o modelo de comprimento da caixa para representar a linha de tendência EW, e modelar a largura da caixa para representar a linha de tendência NS. Dimensionar o modelo de caixa de areia onde quatro centímetros é equai a 1 km (Figura 3).
- Construir a caixa maior do que a área de trabalho do campo, a fim de evitar condições de contorno potenciais e / ou efeitos de borda a partir do modelo.
- Não construir um anti-retorno, a fim de permitir que a areia para passar sem um limite irrealista (Figura 3).
- Construir um push-bloco equivalente à largura da caixa de areia. Isso vai impedir que a areia de passar através dos lados do impulso-bloco.
- Use ¾ de polegada MDF para o bloco de empurrão.
- Fixe o push-bloco para uma barra de metal rosca impulsionado manivela (Figura 7).
- Use um diâmetro de manivela circular 4-6 polegadas com uma alça - uma manivela circular coloca menos pressão sobre o pulso e as mãos do atendente.
- Use um bar zincado rosca (de preferência acme thread) que é pelo menos ¾ de polegada de diâmetro. Se a barra é muito fino, ele pode não ser capaz de suportar o peso da areia.
- Certifique-se que tele comprimento da barra roscada estende-se desde o início da caixa de areia para o final das rampas.
Figura 7. Exemplo modelo sandbox diagrama. Diagramas para o modelo de caixa de areia, ilustrados como plano e vistas transversais. A rampa frontal sul (SFR), rampa oblíqua (OR) e de rampa frontal norte (NFR) são rotulados. setas finas desenhadas sobre as rampas ilustrar direção potencial do movimento da areia. Veja a Figura 3 para uma fotografia de um modelo de caixa de areia vazia (modificado a partir Ismat e Toeneboehn 7). Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
- Perfurar um furo alongado, com um eixo comprido vertical, no centro do frontstop. Esta forma alongada permitirá que o push-bloco (pelotached à barra roscada) para mover para cima e sobre as rampas, se necessário (figura 8).
- Certifique-se de que o comprimento do orifício alongado é igual à altura da rampa mais alto.
- Fixe o furo alongado com uma armação de metal. Coloque a estrutura de metal para o frontstop com porcas e parafusos (Figura 8).
- Passe a haste através de uma porca de campo correspondente e diâmetro montado no frontstop (Figura 8).
Figura 8. Exemplo de conexão bar threaded. A opinião do Close-up da barra de rosca e porca correspondência montado no frontstop. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
- Construir uma rampa oblíqua, ligado em ambos os lados por rampas frontais.Construir as rampas de pinho com articulações rabbet colados nas superfícies superiores e fixadores de embeber ao longo da base.
- Corte as rampas de orientações comparáveis ao que está previsto no campo.
- Expandir a distância entre as várias rampas, em relação ao que é observado no campo, de modo a que as estruturas que se formam na areia são mais visíveis.
- Lixe as superfícies com um grão fino lixa para remover heterogeneidades superficiais e aplicar um acabamento de poliuretano para proteger a madeira macia.
- Cubra as rampas e a base da caixa de areia com pintores fita para proteger a madeira da epoxy entre os ensaios. Certifique-se de que a fita é suave e livre de rugas ou abas.
6. Executando o Modelo Sandbox Push-bloco
- Use play-areia típico. Este tipo de areia é relativamente homogéneo, com um tamanho de grão médio de 0,5 mm.
- Corante e meia seco de areia.
- Encha um balde de 5 litros quarto f ull com play-areia e adicione o corante preto, enquanto misturando até uma cor verde escuro uniforme é atingido. O uso como corante tanto como é necessário para tornar a cor da areia tingido claramente distinta da areia não tingido.
- Permitir areia para secar à temperatura ambiente, o que pode demorar vários dias, ou em um forno (até 500 ºC), que só pode levar algumas horas. Não coloque areia quente na caixa de areia. Assegure-se que a areia foi arrefecida até à temperatura ambiente antes do uso.
- Coloque areia em camadas alternadas de areia colorida e incolor (tan). Testar várias espessuras de sandpacks. Neste set-up, os resultados mais claros e reprodutíveis foram produzidos com um sandpack 3,5 cm de espessura, com a alternância de camadas coloridas e tan 0,6 cm de espessura (Figura 7).
- Suavemente prima uma malha plástica, composto por 0,5 em 2 (1,3 cm 2) quadrados sobre a parte superior da areia não deformada para produzir um recorte grade (Figura 9).
Figura 9. Exemplo de areia não deformada no modelo de caixa de areia. Plano de Vista parcial da areia não deformada no modelo de caixa de areia. Nota recuo de grade e quadrados pinos cruzados. 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.
- Inserir pinos transversais quadradas 2 polegadas (5 cm ~) para além ao longo da areia não deformado (Figura 9).
- Empurre a areia com o push-bloco impulsionado manivela. Neste set-up, mover a areia de 60 cm, ou seja, 60 cm de encurtamento (Figura 10).
- Mova o push-bloco lenta o suficiente para que as alterações na areia pode ser cuidadosamente documentarEd. A velocidade com que o push-bloco é movido (ou seja, taxa de deformação) não afeta os resultados.
- Acompanhar a deformação, observando as mudanças de forma dos quadrados (Figura 10).
- Controlar a quantidade de transporte e de rotação vertical pela observação do movimento dos pinos (Figura 10).
- Documento todas estas mudanças com uma câmera montada perto da caixa de areia, para que todo o sandbox está dentro do campo de imagem. Certifique-se para tirar fotografias de quadros, bem como vídeos.
Figura 10. Exemplo de camadas de areia deformadas. Plan-vista da deformação resultado final do modelo sandbox. Selecione pinos cruzados marcados com pontos azuis mostrando dextral offset. Dobradas pinos cruzados realçado com linhas amarelas. falhas de empurrão são realçados com fina, blalinhas ck. As quatro regiões (1-4) são rotulados (modificado de Ismat e Toeneboehn 7). Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
- Experiência com quantidades variáveis de areia e encurtamento total.
- Repita até que satisfeito, isto é, até que as estruturas formadas na caixa de areia imitar os conservados na natureza, de acordo com valores de encurtamento comparáveis.
7. coleta de amostras do Sandbox
- Remova todos os pinos cruzados da areia uma vez que os resultados sandbox imitar os conservados na natureza.
- Recolha de amostras de caixa de areia através da separação e epoxying porções de areia deformado (Figura 11).
- Fazer isso através da construção de dois divisores de chapa metálica pré-cortadas para isolar partes de areia deformado (Figura 9).
- Assegure-se que a borda inferiordo divisor é cortado para corresponder ao ângulo da rampa.
- Para proteger os divisores de epóxi entre ensaios, cobrir os divisores com fita pintores (Figura 11).
- Assegurar que os divisores de estender ao longo e além das rampas. Neste estudo, utiliza divisores rectangulares que medem 45 cm de comprimento e 9 cm de largura (Figura 11).
- Assegure-se que as divisórias são mais altos do que a parte mais espessa do sandpack deformado (Figura 11).
- Certifique-se de que uma extremidade da divisória está fechado, a fim de controlar o fluxo do epoxi. Não fechar a outra extremidade da divisória, a fim de minimizar qualquer potencial para o distúrbio sandpack (Figura 11).
Figura 11. Exemplo de divisores de metal. Plano-view, mostrando 2 divisórias de metal, um através de uma rampa frontal e nae através da rampa oblíqua, na areia deformado. O divisor de metal ao longo da rampa oblíqua é preenchido com epoxi. Nota fita métrica para a escala (Modificado de Ismat e Toeneboehn 7). Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
- Firmar os divisores com barras de metal (Figura 11).
- Para fazer isso, a fixação dos divisores com ¼ polegadas parafusos x 4 polegadas através de orifícios pré-perfurados em direção ao topo das divisórias. Bainha os parafusos com tubos de alumínio diâmetro de 3/8 de polegada entre os lados do divisor. Neste estudo, utilizar duas barras de metal de cada divisória (Figura 11).
- Coloque uma divisória oblíqua na rampa, e a segunda na junção rampa frontal oblíqua (Figura 11).
- Pour epoxi aquecido através da parte superior das porções de areia isoladas pelos divisores de metal (Figura 11).
- Continuar a deitar epoxi até que já não é absorvido pela areia. Isto assegura que a areia é totalmente saturada.
- Puxar as áreas epoxied fora dos divisores de metal, uma vez que o epóxido é seco. Faça isso puxando os divisores com as barras de metal.
- Usando uma serra rock, cortar as áreas epoxied perpendicular e paralela à greve das rampas.
- Realce a roupa de cama, dobras e falhas com um marcador permanente sobre as amostras epoxied (Figura 12).
Figura 12. Exemplos epoxied amostras de modelo sandbox. Amostras epoxied do (a) rampa frontal norte eo (b) rampa oblíqua dentro do modelo sandbox. As amostras apresentadas são cortadas perpendicularmente à tendência das rampas. Camadas são realçados com linha fina, brancas. Linhas brancas sólidas marcar faltas reversas, linhas brancas tracejadas marcam faltas greve deslizamento (modificado de Ismat e Toeneboehn 7). Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
- Compare as amostras sandbox para os dados de campo.
- Comparar amostras com secções transversais da área. Certifique-se as amostras e seções transversais têm orientações semelhantes.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Resultados
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, descobrimos que a...
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Discussão
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 saliente-recesso através d...
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Divulgações
Os autores não têm nada a divulgar.
Agradecimentos
Agradecemos a Erin Bradley e Liz Cole por sua ajuda no campo. O trabalho de campo, a preparação de seções finas e o material para o modelo de sandbox foram apoiados pelo Comitê de Subsídios do Franklin & Marshall College.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| painel de fibras | Qualquer | ||
| Qualquer | |||
| Tecnologia epóxi | Partes A e B: 301-2 2LB | Melhor se aquecido a 80º - 125º. Se o aquecimento não for possível, ele curará bem, levará apenas 1 semana, em vez de 1 dia. | |
| rampa de madeira-pinho | Qualquer | ||
| Qualquer | |||
| Qualquer | escareado NA | ||
| Qualquer | NA | ||
| Qualquer | NA | ||
| melhor se tamanho de grão homogêneo, ~0,5 mm | |||
| corante alimentar | Qualquer | NA | melhor usar uma cor e uma |
| malha / grade de plástico | Qualquer | ||
| Qualquer | |||
| Qualquer | |||
| Qualquer | chapa | NA | |
| Qualquer | |||
| Qualquer | NA |
Referências
- Marshak, S., Wilkerson, M. S., Hsui, H. T. Generation of curved fold-thrust belts: Insights from simple physical and analytical. modelsThrust Tectonics. KR, M. cC. lay , Chapman and Hall. 83-92 (1992).
- Mitra, G. Evolution of salients in a fold-and-thrust belt: the effects of sedimentary basin geometry, strain distribution and critical taper. Evolution of Geological Structures in Micro- to Macro-scales. S, S. engupta , Chapman and Hall. 59-90 (1997).
- Weil, A., Sussman, A. Classifying curved orogens based on timing relationships between structural development and vertical axis rotations. Orogenic curvature Geol. Soc. of Am. Special Paper. A, S. ussman, A, W. eil 383, 205-223 (2004).
- Ismat, Z., Mitra, G. Folding by cataclastic flow at shallow crustal levels in the Canyon Range, Sevier orogenic belt, west-Central Utah. J. of Struct. Geol. 23 (2-3), 355-378 (2001).
- Tull, J., Holm, C. Structural evolution of a major Appalachian salient-recess junction: Consequences of oblique collisional convergence across a continental margin transform fault. Geol. Soc. of Am. Bull. 117 (3), 482-499 (2005).
- Ismat, Z. Block supported cataclastic flow within the upper crust. J. of Struct. Geol. 56, 118-128 (2013).
- Ismat, Z., Toeneboehn, K. Deformation along a salient-transverse zone junction: An example from the Leamington transverse zone,Utah, Sevier fold-thrust belt (USA). J. of Struct. Geol. 75, 60-79 (2015).
- Reed, F. S., Mergner, J. L. Preparation of Rock Thin Sections. Amer. Mineral. 38, 1184-1203 (1953).
- Underwood, E. E. Quantitative Stereology. , Addison-Wesley Publishing Company. (1970).
- Fry, N. Random point distribution and strain measurement in rock. Tectonophys. 60 (1), 89-105 (1979).
- McNaught, M. A. Estimating uncertainty in normalized Fry plots using a bootstrap approach. J. of Struct. Geol. 24 (2), 311-322 (2002).
- De Paor, D. G. An Interactive Program for Doing Fry Strain Analysis on the Macintosh Microcomputer. J. of Geol. Ed. 37 (3), 171-180 (1989).
- Ismat, Z. Folding kinematics expressed in fracture patterns: An example from the Anti-Atlas fold-belt, Morocco. J. of Struct. Geol. 30 (11), 1396-1404 (2008).
- Reches, Z. Faulting of rocks in three-dimensional strain fields: II. Theoretical analysis. Tectonophys. 95 (1-2), 133-156 (1983).
- Reches, Z., Dieterich, J. H. Faulting of rocks in three dimensional strain fields: 1. Failure of rocks in polyaxial, servo-control experiments. Tectonophys. 95 (1-2), 111-132 (1983).
- Ismat, Z. Evolution of fracture porosity and permeability during folding by cataclastic flow: Implications for syntectonic fluid flow. Rocky Mount. Geol. 47 (2), 133-155 (2012).
- Kwon, S., Mitra, G. Three-dimensional kinematic history at an oblique ramp, Leamington zone, Sevier belt, Utah. J. of Struct. Geol. 28 (3), 474-493 (2006).
- Casas, A. M., Simon, J. L., Seron, F. J. Stress deflection in a tectonic compressional field: A model for the northeastern Iberian chain, Spain. J. of Geophys. Res. 97, 7183-7192 (1992).
- Apotria, T. G. Thrust sheet rotation and out-of-plane strains associated with oblique ramps: An example. J. of Struct. Geol. 17 (5), 647-662 (1995).
- Hubbert, M. K. Theory of Scale Models as Applied to the Study of Geological Structures. Geol. Soc. of Am. Bull. 48 (10), 1459-1520 (1937).
- Schöpfen, M. P. J., Steyrer, H. P. Experimental modeling of strike-slip faults and the self-similar behavior. Tectonic Modeling: A volume in honor of Hans Ramberg Geol. Soc. of Am. Mem. Koyi, H. A., Mancktelow, N. 193, 21-27 (2001).
- 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. Orogenic curvature Geol. Soc. of Am. Special Paper. Sussman, A., Weil, A. 383, 205-223 (2004).
- Elliott, D. The motion of thrust sheets. J. of Geophys. Res. 81, 949-963 (1976).
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Reimpressões e permissões
