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Method Article
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.
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.
折り畳み式スラストベルトは隣接するsalientsでスラストシートが凹部または横ゾーン1,2,3によって分離されているsalients(またはセグメント)、から構成されています。凹部に凸部からの遷移は、構造体の多面スイートを含む、著しく複雑であり、ベルトの開発推力を折り畳むことが重要な手がかりを保持してもよいです。本稿では、慎重に、より良い変形は折りたたみ式スラストベルト内に収容することができる方法を理解するためには、マルチスケールフィールドデータの組み合わせとサンドボックスモデルを使用して、顕著なリセス接合を調べます。
中央ユタセグメントとレミントン横ゾーンの接合は、いくつかの理由( 図1)のために顕著なリセス接合を研究するための理想的な自然の実験室です。まず、セグメント内で露出した岩は、横方向ゾーン4に、中断することなく、継続します。そのように、変形パターンは、連続的に追跡し、接合間で比較することができます。 S econd、岩は、基本的にmonomineralicなので、故障パターンの変化は、単位内の不均一性の結果ではないが、代わりに全体的な折り畳みを反映し、調査地域4内に突っ込み。このような破砕の流れとして第三に、elastico-摩擦のメカニズムは、メソスケールの故障パターン4の直接比較を可能にする、フィールド領域全体の変形を支援しました。最後に、全体的な搬送方向セグメントと横方向ゾーンの長さに沿って連続的なままでした。したがって、方向の短縮にバリエーションが保存され、変形パターン4に影響を及ぼしませんでした。これらの要因の全ては、セグメントと横方向ゾーンに沿って変形に影響を与えたかもしれない変数の数を最小限に抑えます。その結果、我々は保存構造は主に下層の地下ジオメトリ5の変化により形成されていることを推測します。
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インデックスマップの図1例。米国西部、主要salientsを示す、セグメント、凹部および横方向ゾーンのガトリン倍の推力ベルト。 図2(IsmatとToeneboehn 7から変更)箱入りの領域で示す表示するには、こちらをクリックしてください。この図の拡大版。
折りたたみと中央ユタセグメントとレミントンの横ゾーン内に突き出し、変形は露頭規模によって主に発生したelastico-摩擦政権内に、 すなわち深さ<15キロ、で開催されました(<1メートル)の故障や破砕は4,6を流れます。スラストシートの輸送と折りたたみがelastico-摩擦メカニズムによって主に行われたので、私たちは詳細な障害分析がレミントン横ゾーンと目の動歴史へのさらなる洞察を提供することができることを予測します E地下ジオメトリの基礎となります。この仮説を検証するために、我々は( 図2)中央ユタセグメントの北の部分内とレミントン横ゾーン全体の岩に保存故障パターンを収集し、分析しています。
マクロスケールの地形図の図2の例。 図1の四角で囲まれた領域の網掛けリリーフ地形図。4地域は、固体白い線で区切られます。原生代キャディーキャニオン珪岩(PCC)の間の寝具の連絡先は、原生代相互珪岩(PCM)とカンブリア紀Tintic珪岩(CT)が示されています。破線は、この領域内の山の傾向を示しています。サイトの位置は番号の黒四角で示されています。一次線構造は、(IsmatとToeneboehn 7から変更された)固体灰色の線で示しています。ftp_upload / 54318 / 54318fig2large.jpg "ターゲット=" _空白 ">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
サンドボックス実験をと比較、および、故障データを補完するために行きました。正面と斜めのランプとプッシュブロックサンドボックスモデルは、周りで保存された構造の我々の分析を支援するために使用したところ、レミントン横断帯( 図3)7。このアプローチの目的は4つある:1)メソスケール障害パターンが一致している場合は、サンドボックスモデルがサポートし、フィールドデータを説明する場合、2)サンドボックスモデルではない構造に詳細を提供する場合、3)決定決定決定しますフィールドで観察され、4)この複合フィールド実験方法が有用と複製が容易であるかどうかを評価します。
プッシュブロックmの図3の例空のサンドボックスモデルのodel。写真。南正面のランプ(SFR)、斜めランプ(OR)、北部前頭ランプ(NFR)、および4つの領域(1-4)が標識されている(IsmatとToeneboehn 7から変更)。 の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。この図。
マクロスケールのフィールドデータの1コレクション
メソスケールフィールドデータの2集
メソスケール露頭の図4の例。寝具は白の破線で強調表示されます。論文で議論される特定の故障セットが薄い、固体白い線で強調表示されています。 m 2のグリッドが表示されます(IsmatとToeneboehn 7から変更)。D / 54318 / 54318fig4large.jpg "ターゲット=" _空白 ">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
マイクロスケールデータの3コレクション
単位 | 床厚さ(M) | 寝具ファブリック | 結晶粒径(メートル) | X / Zフライ株(平均RF) | X / Yフライ株(平均RF) | 異常増殖の量 | 酸化鉄の量 | 不純物の量 | その他の特徴 |
Ct | 千 | 、著名な厚いと薄い層状 | アベニュー:1.59×10 -4 (範囲:3.6×10 -6〜3.31×10 -4) | 1.15 | 1.12 | 中等度、半小さいパッチで-connected | 適度な、小さなパッチで半接続 | 小さいパッチで中等度、半接続方解石 | リッジは、灰色がかったピンクに白、黄褐色の茶色の赤みする元風化します |
PCmと | 570から750 | 著名な、よく発達した傾斜とクロス寝具 | アベニュー:1.48×10 -4 (範囲:1.15×10 -4〜2×10 -4) | 1.22 | 1.19 | メジャーと適切に接続されました | 中等度と適切に接続されました | マイナー方解石や接続不良 | 紫がかった赤茶色の大規模な露頭は、紫、黒の風化します |
マイクロ形態の表1例。原生代ミューチュアル(PCM)とEocambrian Tintic(CT)珪岩単位の説明。 X / Yフライ株は私ですしながら、X / Zフライ株は、輸送面に垂直な平行な断面で測定され、(IsmatとToeneboehn 7から変更)輸送面に垂直な垂直断面でasured。 Microsoft Excel形式でこの表をダウンロード/表示するにはこちらをクリックしてください。
4.プロットメソスケールフォルトデータ
等しい面積のプロットの図5.例 2のサイトから障害のセットの等しい面積のプロット- 。サイト41リージョン2およびサイト5からである。1.フォルトセットがpである地域からのものです起伏の極(1%の面積輪郭)としてlotted。平均故障セットはポール-濃度から決定され、大円としてプロットされています。コンジュゲート複合体障害セットから決定される最大短縮方向は、黒丸としてプロットされています。フォルト極輪郭が各サイトの寄与率に応じて着色されています。 15から19までパーセントがオレンジ色に着色されている間に20>%に寄与するポール濃度は、赤に着色されている10〜14%5-9%が緑色であり、<5%は青色に着色され、黄色です。レッド障害極輪郭がLPS(層-パラレル短縮)、LE(手足の延長)としてラベル付けされている、と彼は(ヒンジ拡張子)(IsmatとToeneboehn 7から変更)。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
サイト | 寝具 | 短縮 | 最高のフォールト・ポール | フォールト・セット(複数可) |
(ディップ、ディップ方向) | 方向(S) | 濃度(複数可) | (ディップ、ディップ方向) | |
(プランジ、トレンド) | (プランジ、トレンド) | |||
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 |
表メソスケール障害データの2例チャート、わずか2 24サイトのを示す、以下の文書化:。beddinをGの向き、短縮方向(複数可)、最も高い故障極濃度(複数可)およびその対応する障害セット(複数可)の向きは(IsmatとToeneboehn 7から変更します)。
障害集団の分布を示す図6.例のグラフ。グラフは、最大の障害集合の割合や種類を示す( 図5に赤色で強調表示します)各サイトの。ただのCt珪岩内の部位は、(IsmatとToeneboehn 7から変更)ここに示されている。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
プッシュブロックサンドボックスモデルの5建設
図7.例サンドボックスのモデル図。サンドボックスモデルの図、平面図及び断面図として示されている。南の正面ランプ(SFR)、斜めランプ(OR)と北部前頭ランプ(NFR)が標識されています。ランプの上に描かれた細い矢印は砂移動の潜在的な方向を示しています。空のサンドボックスモデル(IsmatとToeneboehn 7から変更)の写真については、 図3を参照してください。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
図8の例のねじ棒の接続ネジ付きバーと一致するナットの。クローズアップビューがfrontstopに取り付けられた。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
6.プッシュブロックサンドボックスモデルの実行
変形砂層の図10の例。サンドボックスモデルから最終結果の変形のビューを計画します。右横ずれオフセットを示す青いドットで標識されたクロスピンを選択します。二つ折りクロスピンが黄色の線で強調しました。衝上断層は、薄い、BLAで強調表示されCKライン。 4地域(1-4)(IsmatとToeneboehn 7から変更)のラベルが付いています。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
7.サンドボックスから試料を採取
金属分周器の11例を図。 2金属分周器、上前頭ランプを通して1とを示す平面図、斜めの斜面を通るeは、変形した砂の中に。斜めの傾斜に沿って金属分周器は、エポキシで満たされています。スケール(IsmatとToeneboehn 7から変更された)のために巻尺を注意してください。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
図12.例としては、サンドボックスモデルからサ ンプルをエポキシ樹脂で接着。(a) は、北の正面のランプとサンドボックスモデル内の(b)の斜めランプからサ ンプルをエポキシ樹脂で接着。図示サンプルはランプの流れに垂直に切断されます。層が薄い、白い線で強調表示されています秒。固体白い線が逆断層は、破線の白線が(IsmatとToeneboehn 7から変更)横ずれ断層をマークマークします。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
航空写真は、現代の山の尾根紋の傾向に基づいて、4つの地域(1-4)、( 図2)にフィールド領域を細分化するために使用されました。マルチスケール故障データは、これらの4つの領域の間で比較されます。これらの傾向の変化が根底にある地下の形状を反映していると仮定すると、斜めのランプは領域2,3内に配置され、セビア倍スラストベルトにどこの?...
中央ユタ州ガトリン倍スラストベルトのセグメント、およびその北の境界は、リーミントンの横帯が顕著-凹部接合を研究するための理想的な自然の実験室( 図1)として機能します。この接合部に沿って、搬送方向は一定のままとスラストシートが接合の途切れないなので、唯一の変数は、基礎となる地下ジオメトリ5です。
ここでは、フィールド領...
The authors have nothing to disclose.
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.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
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, ~0.5 mm |
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 |
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