Отделение складки
Складка отрыва в геологии возникает, когда параллельное надвигание слоев вдоль деколлемента (или отрыва) развивается без распространения разлома вверх; аккомодация напряжения, вызванного продолжающимся смещением вдоль нижележащего надвига, приводит к складчатости вышележащих пород. В качестве наглядного пособия представьте себе ковер на полу. Если поставить левую ногу на один конец и толкнуть (левой ногой) к другому концу коврика, ковер скользит по полу ( декольте ) и складывается вверх (складка отделения). Рисунок 1 представляет собой обобщенное представление геометрии , предполагаемой разломом отрыва.
Определения
[ редактировать ]Складчатость отделения происходит, когда напряжение, приложенное к механически слабому слою или некомпетентной единице, такой как сланец или соль , или на границе между некомпетентной и более компетентной единицей, вызывает сопротивление со стороны единиц, приводящее к складчатости, обычно наблюдаемой в компетентной единице. [1] [2] [3] Как только сопротивление этих блоков преодолевается деформацией или разница в деформации между блоками становится достаточно большой, может возникнуть сдвиговое движение, известное как дефект отделения. Определено, что дефект отделения может располагаться внутри некомпетентного блока или на границе некомпетентного и компетентного блока, что учитывает разницу напряжений между блоками и позволяет смещению происходить в плоском поле. [1] [2] [3] [4] [5] Отрывная складчатость возникает в областях толстокожих деформаций , где в деформации участвует фундамент, и тонкостенных деформаций , где деформация происходит на относительно небольшой глубине в земной коре.
Способы складывания отряда
[ редактировать ]Одной из основных идей, которые следует учитывать в каждой модели, является закон сохранения объема, поскольку сохранение является фундаментальным законом физики ; это должно также относиться и к геологии. Двумя способами сохранения объема являются утолщение единиц и синклинальное отклонение некомпетентного материала; вполне вероятно, что может произойти и то, и другое.
Дж. Контрерас (2010) разработал модель отслоений малой амплитуды, используя уравнение сохранения массы . Результаты предполагают возникновение утолщения слоя как первоначальной реакции на сокращение и сохранение объема. [6] Хейс и Хэнкс (2008) подтверждают утолщение слоя во время начала складчатости, в частности, их полевые данные показывают, что утолщение происходит в шарнирах складок, а не в конечностях. [2] При определении геометрии складки отделения может оказаться необходимым определить утолщение слоя, поскольку было зафиксировано, что оно влияет на общую геометрию. [7] Хотя предполагается переменная толщина конечностей; со временем вращение конечностей и длина конечностей становятся доминирующими механизмами деформации , что приводит к увеличению амплитуды складок. [6]
Синклинальный прогиб, рисунок 2, является результатом складчатости, при которой синклинали, примыкающие к антиклинали по геометрии складок, простираются в нижнюю недееспособную толщу; они обычно происходят в областях большой длины волны и низкой амплитуды. [3] Заселение этой области вызывает перемещение над отрывом в виде миграции материала к антиклинальному ядру. [3] [8] Выход из региональной позиции зависит от разницы в толщине и вязкости между компетентными и некомпетентными подразделениями, а также от пластичного характера некомпетентного подразделения. [3] как Контрерас, [6] признали переход от отклонения единицы и миграции материала к вращению конечностей и удлинению конечностей.
Эволюция складки отслоения
[ редактировать ]Хотя было разработано множество моделей, помогающих объяснить кинематическую эволюцию однослойных отрывных разломов; [7] [9] [10] [11] [12] многие модели не учитывают несколько слоев и сложную геометрию складок. [12] или дифференциальное напряжение из-за геометрии складок или механически различных стратиграфических подразделений. [13] Эти модели, возможно, не являются хорошими индикаторами складчатости отделения в большом масштабе и лучше подходят для помощи в интерпретации геометрии складок отделения, поскольку их кинематическая эволюция обычно связана с одиночными складками, деформациями отдельных единиц. Однако определение дисгармонических складок (ниже) включает в себя множество типов симметричных складок на большей площади, охватывающих множество геометрических форм и атрибутов базовых моделей, и может лучше подходить для применения этих моделей.
Путем включения элементарной геометрии складок [7] [9] [10] [11] [12] под термином «дисгармоничное отслоение складок» складки можно отнести к одной из двух категорий; дисгармоничные складки или отрывные складки. Дисгармоничные складки (рис. 3) определяются как складки, характеризующиеся параллельной геометрией на внешних конечностях и непараллельной геометрией между конечностями в стратиграфически различных и нижних подразделениях; вызванное дифференциальной деформацией в результате диссипации деформации или изменения механической стратиграфии , где прекращение складчатости обычно приводит к отслоению. [2] [3] [12] Складки отрыва характеризуются изоклинальной складчатостью во всех подразделениях, с плотной изоклинальной складчатой структурой в антиклинали и параллельной геометрией, иногда существующей вдоль внешних подразделений. [3] [14] Современные образцы отрядной складчатости можно найти в горах Юра в Центральной Европе . Эта область дополняет идею эволюции складок отслоения, выдвинутую Митрой. [3] в том смысле, что она включает в себя многие основные геометрии складок и включает в себя как дисгармоничную геометрию, так и геометрию отрыва.
Принято считать, что дисгармонические и отрывные складки образуются в результате отдельных видов деформации; однако, [3] Митра (2003) в единой кинематической модели бросил вызов этим идеям, предложив эволюцию складывания отделения, при которой прогрессивная деформация приводит к переходу складки от дисгармоничной геометрии к складыванию отрыва. Хотя большинство кинематических моделей разрабатываются для получения наиболее упрощенной геометрии путем размещения граничных условий внутри модели и ограничения переменных; в единую модель включены: механический стратиграфический параметр [2] удлинение конечностей, вращение конечностей, [6] [8] [14] балансировка площадей, а также антиклинальные и синклинальные отклонения, чтобы разработать систему, которая единообразно демонстрирует эволюцию отрывной складчатости.
Эволюция отрядной складчатости начинается с модельного предположения о малоамплитудной и короткой среде сжатия с механически непохожими некомпетентными и компетентными единицами. Складывание начинается за счет укорочения; удлинение и ротация конечностей, а также шарнирная миграция вызывают синклинальное отклонение ниже исходного положения, сопровождающееся течением пластичного материала под синклинальным желобом к антиклинальному ядру; что приводит к увеличению амплитуды антиклинальной складки. [3] [4] [5] [6] [15]
Дальнейшее сжатие, в котором преобладает шарнирная миграция, приводит к сужению складок и проблемам с размещением пространства внутри антиклинального ядра; приводящие к образованию дисгармоничных складок. [16] [17] Эпард и Грошонг (1994) признают закономерность, аналогичную дисгармонической складке, и называют ее укорочением второго порядка. [18] Базовые модели и эксперименты [4] [6] [12] [19] а также модели с концентрическими складками [9] [20] не могут распознать дисгармоничные складки, поскольку они сосредотачиваются на складках с отделением одного слоя, им не хватает разрешения в экспериментальных методах или, хотя делается предположение о наличии нескольких единиц, ограничивают параметры единиц, которые могут вызвать дисгармонию из-за деформации. Продолжающееся сокращение и избыток материала внутри антиклинального ядра не только приводит к увеличению амплитуды и дисгармоничности складок, но может привести к началу надвигов из складчатых синклинальных или антиклинальных областей. В результате дальнейшей деформации за счет вращения конечностей и миграции шарниров изоклинальные складки в конечном итоге принимают геометрию отрыва. [4] [3] Надвиги в синклинальной складке, если таковые имеются, также могут быть повернуты, чтобы способствовать образованию отдельных складок отрыва при дальнейшем сжатии и вращении (рис. 4). [3]
Отрыв разлома
[ редактировать ]
Во многих случаях документально подтверждено, что разломы могут развиваться в результате отрывной складчатости или за счет кинематических механизмов, связанных со складчатостью. [4] [3] [6] [7] [15] [19] [21] В общем, разломы могут возникать во время сдвигов и отрывных складок двумя способами. Во-первых, разломы могут возникнуть, когда прогрессивное сгибание или сжатие сложенного отростка достигает максимальной геометрии складки, что приводит к переходу от складчатости к сдвигу. [4] [12] Во-вторых, было высказано предположение, что разлом может распространиться в антиклинальное ядро, если поток материала и пространство размещения не находятся в равновесии. [4] Идея недостаточного потока материала, возможно, не так хорошо рассматривается, как разломы из-за продолжающегося складчатости и вращения, но основания для такого аргумента лежат в твердом убеждении в сохранении территории; без сохранения ошибок, скорее всего, это компенсирует. Основная геометрия отрывных нарушений симметричной отрывной складки показана на рисунке 4. См. Митру. [4] [15] для эволюционной модели складок разломного отрыва в асимметричной и симметричной обстановке.
Разломы могут возникать в симметричных или асимметричных складках, образуя как одинаковые, так и разные по геометрии разломы. Неисправность в любом случае зависит от блокировки и накопления напряжения складки, обычно под критическим углом. Асимметричная складчатость развивается в переднем конечности (крае, наиболее удаленном от источника толчка) складки и может либо поглощать напряжение, либо передавать напряжение через стратиграфические подразделения, составляющие складку. [15] Система, поглощающая деформацию, называется зоной тройного сдвига. [22] иметь треугольную форму; в то время как параллельная зона деформации передает сдвиг через единицы складки [15] и обычно имеет форму параллелограмма или прямоугольную геометрию. Эти два образца деформации могут существовать в одной складке и в какой-то момент в ходе продолжающейся деформации могут вновь соединиться с отслоением. Также возможно обратное надвиг в асимметричной геометрии складок в виде сдвига поперек передней конечности из-за вращения и миграции пластов.
Симметричные разломы ранее по существу назывались складками «отрыва», см. рисунок 4. Прогрессирующее вращение конечностей и блокировка в симметричной складке вызывают сдвиг как в переднем, так и в заднем конечностях складки, что может затем привести к разломам на обоих концах складки. конечности, вызывающие отрыв. Как и при асимметричном складчатом разломе, по мере прогрессивного скольжения вдоль базального отслоения толчок либо передней, либо задней конечности (конечности, ближайшей к источнику толчка) может повторно соединиться с базальным отслоением. [15] Более точное определение неисправности можно найти в Mitra 2002. [4] [15]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Хомза, Т. и В. Уоллес (1995) Геометрические и кинематические модели складок отрыва с фиксированной и переменной глубиной отрыва , Журнал структурной геологии, 17/4: 575-588
- ^ Jump up to: а б с д и Хейс, М. и К. Хэнкс (2008) Развитие механической стратиграфии во время складчатости отрыва , Журнал структурной геологии, 30: 548-564.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м Митра, С. (2003) Единая кинематическая модель эволюции складок отрыва , Журнал структурной геологии, 25: 1659-1673.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Митра, С. (2002) Структурные модели складок разломов , Бюллетень Американской ассоциации геологов-нефтяников, 86/9: 1673-1694.
- ^ Jump up to: а б Стюарт, С. (1996) Влияние толщины слоя отслоения на стиль тонкокожего укорочения , Журнал структурной геологии, 18/10: 1271-1274
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Контрерас, Дж. (2010) Модель складчатости с малой амплитудой и синтектонической стратиграфии, основанная на сохранении уравнения массы , Журнал структурной геологии, 32, 566-579
- ^ Jump up to: а б с д Харди С. и Поблет Дж. (1994) Геометрическая и численная модель прогрессивного вращения конечностей в складках отслоения , Геология, 22, 371-374.
- ^ Jump up to: а б Вильчко Д.В. и Чаппл В.М. (1977) Поток слабых пород в складках Аппалачского плато , Бюллетень Американской ассоциации геологов-нефтяников, 61, 5, 653-669.
- ^ Jump up to: а б с Далстром, CDC (1990) Геометрические ограничения, выведенные из закона сохранения объема и примененные к эволюционным моделям складывания отслоения , Бюллетень Американской ассоциации геологов-нефтяников, 75, 3, 336-344
- ^ Jump up to: а б Суппе, Дж. (1983) Геометрия и кинематика складчатости при разломах. Архивировано 3 марта 2016 г. в Wayback Machine , American Journal of Science, 283, 684-721.
- ^ Jump up to: а б Митчел, М.М. и Вудворд, Н.Б. (1988) Складка излома на юго-западе Монтаны, складчатый и надвиговый пояс , Геология, 16, 162–165.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Поблет Дж. и МакКлей Кен. (1996) Геометрия и кинематика однослойных складок отрыва , Бюллетень Американской ассоциации геологов-нефтяников, 80, 7, 1085-1109.
- ^ Фишер М. и Джексон П. (1999) Стратиграфический контроль моделей деформации в складках, связанных с разломами: пример складки отрыва из Восточной Сьерра-Мадре, северо-восток Мексики , Журнал структурной геологии, 21, 613-633
- ^ Jump up to: а б Харди С. и Финч Э. (2005) Дискретно-элементное моделирование складчатости отряда , Basin Research, 17, 507-520.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Митра, С. (2002) Разломы складчатой аккомодации , Бюллетень Американской ассоциации геологов-нефтяников, 86, 4, 671-693.
- ^ Харди С. и Финч Э. (2005). Дискретно-элементное моделирование складывания отряда. Бассейновые исследования, 17, 507-520
- ^ Митра, С. и Намсон, Дж. (1989) Балансировка равной площади , Американский журнал науки, 289, 563-599.
- ^ Эпард, Дж.Л. и Грошонг, Р.Х., младший (1994) Кинематическая модель складывания отслоения, включая вращение конечностей, фиксированные шарниры и параллельно-слоеобразную деформацию. [ постоянная мертвая ссылка ] , Тектонофизика 247, 85-103
- ^ Jump up to: а б Сторти Ф., Сальвини Ф. и Макклей К. (1997). Разломно-складчатые модели-аналоги песочницы с упорными клиньями . Журнал структурной геологии, 19, 3–4, 583–602.
- ^ Дальстром, CDA (1969) Сбалансированные сечения , Канадский журнал наук о Земле, 6, 743-757
- ^ Боусворт, В. (1983) Деформация форленда на Аппалачском плато, центральный Нью-Йорк: роль мелкомасштабных структур отрыва в региональном надвиге , Журнал структурной геологии, 6, 1-2, 73-81
- ^ Цендер, А.Т. и Аллмендингер, Р.В. (2000) Поле скоростей для модели тройного сдвига , Журнал структурной геологии, 22, 1009–1014.
