フィールドデータとアナログサンドボックスモデリングの複合的アプローチを通して探る顕著-凹部ジャンクショ​​ンのキネマティック歴史

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

1. フィールドワークを実施する前に、マクロスケール（ 図2）に（現代のリッジクレストで定義された）山、横断ゾーン、障害や他の線構造の全体的な傾向を識別するために、航空写真/地形図を使用します。
   1. パターンを直接比較することができるように、同様の規模地形図や空中写真を使用してください。 24,000縮尺地図と写真：1を使用してください。
2. （空中および/または地形図）マップ上のラベルとハイライトマクロスケール機能は、フィールドで使用されます。航空写真では、葉のパターンは、基礎となる岩盤が反映されるため、マクロスケールの特徴を識別するために、葉に急激な変化を使用しています。地形図では、マクロスケールの特徴を識別するためにこのような急な崖など地形の急激な変化、長く狭い谷や排水パターンの急激な変化を使用しています。
3. で見つかったマクロスケール機能と、これらのマップパターンを裏付けます自然、フィールドにいる間。フィールドマップがそれに応じて調整されていることを確認してください。
4. マクロスケールの横のゾーンに沿ってフィールド領域を細分化します。

メソスケールフィールドデータの2集

1. 各横断ゾーンバインドされたエリア内のフィールドの分析を行います。
2. フィールドエリア全体メソスケール断層の均質性のスケールを決定します。全体的なマクロスケールの構造体に対して垂直トランセクトと並列に沿って3センチメートルより大きいすべての障害を測定することによって、これを行います。故障パターンがトランセクトに沿って繰り返される点は、均一性の尺度を定義します。
   注：3 cmのより小さい欠陥を測定することは困難であり得るので、3センチ最小カットオフとして選択されます。
3. 均質性の定義されたスケールを使用してフィールドエリア全体の代表的なサイトを選択してください。
   1. 各サイトは、3次元を定量化するために、均一性のスケール内〜3の互いに垂直な岩のエクスポージャーが含まれていることを確認障害ワークの形状。
   2. 故障パターンが著しく（ 図2）を変更する場合に新しいサイトが選択されていることを確認してください。
   3. 遠くのサイトを選択してください（〜均質性の1単位）全体の短縮方向から生成された障害を重ねて印刷している可能性があり地元の短縮と伸長方向を回避するために、主要な寝具の連絡先から。
4. データ収集の⁴時にす ​​べての障害を追跡するためにグリッドを使用してください。
   1. グリッドのサイズは、メソスケール障害の均質性の尺度であることを確認してください。例えば、障害が立方メートルスケールで均一であれば、メートル四方のグリッドを使用しています。
5. 折り畳み式木製正方形としてグリッドを構築 - このフィールドで簡単に輸送することができます。
   1. 木材の幅のストリップに1の4等分を使用してください。それはフィールドワークのための最も耐久性があるので、ハードウッドのいずれかのタイプが推奨されます。
   2. 両端に近いドリル1/4 "穴（〜½＆ ＃34;木材片の両端）から。各コーナーで4 2 1/4 "長い、3月16日「サイズのネジで組み立てます。最も簡単な崩壊のために鋼蝶ナットを使用してください。
   3. 文字列と同じようにグリッドを分割する - これは各サイトで、様々な障害を追跡するのに役立ちます。ドリル穴は、同じようにスルーホールグリッド」周囲、スレッドとネクタイ文字列に沿って、間隔を置いて配置します。例えば、メートル四方のグリッドのグリッド（ 図4）の両端に接続文字列を含む10cmの正方形にグリッドを分割します。

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。

6. 各グリッド内の故障セットの詳細なスケッチを作成します。
7. グリッドスケッチや故障の横断的な関係に基づいて、各サイト⁴で最年少故障セットを決定します。
   1. 各サイトでオフセット故障パターンを識別することによってこれを行います。最年少の故障のオーバープリントとは、古い障害を相殺しました。
8. 各研究サイトでは、向き、間隔、長さ、太さを記録し、形態学的特徴（ 例えば、癒され、満たされた静脈満たされた、オープン、角礫岩）各グリッド内で最年少の故障のそれぞれについて。
9. 岩相ユニット間の部位を分割します （ 図2を参照）。

マイクロスケールデータの3コレクション

1. 薄切片の分析のために、各サイトで配向岩石試料を採取します。
   1. 岩石試料はに十分な大きさであることを確認してください（大人の拳よりわずかに大きいすなわち、）互いに直交する3つの標準サイズ（26ミリメートルX 46ミリメートル）薄切片チップをカット。
2. マイクロスケールとメソスケールのパターンを直接比較することができるように、各サイトからグリッドの向きに匹敵する（標準ロック・ソーを用いて）薄切片チップをカットします。
3. 標準厚さ（0.03ミリメートル）の薄セクション^8を準備^します。
4. 顕微鏡写真を撮影するために、取り付けられたカメラで標準的な光学顕微鏡を用いた薄セクションを分析します。
5. 各薄切片については、例えば、酸化鉄の量は、変動及び立体方法を用いることにより、平均結晶粒径、 すなわち 、スペクターコード分析（ 表^1）9のような形態学的特徴を記録します。
   1. 幅および/ ​​または各薄部^4,9を介して、4-6ランダムに配向した調査区画に沿って選ば ​​れた形態学的特徴の数を測定することによって、これを行います。トランセクトの全てから、計算平均値（ 表1）。

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。

6. 正規化されたフライ分析^10,11を使用して歪みを測定します。株は各サイトで3次元の歪みを決定するために、互いに直交する3つの薄切片から測定されていることを確認。
   1. 各薄切片の顕微鏡写真を取ることによってこれを行います。顕微鏡写真は、固体の結晶粒界と少なくとも50粒を含んでいることを確認し、 すなわち、ないサブ粒界。
   2. フライ株を測定するために、粒子の輪郭を定義します。 （画像解析ソフトウェアプログラムに例えば、イムを顕微鏡写真をアップロードすることにより、デジタルでトレーシングペーパーに印刷された顕微鏡写真から輪郭をトレース、またはによって、手動で輪郭を定義します。自動的に穀物 '境界を定義歳プロプラス）。
   3. 正規化されたフライひずみプログラム¹²に粒界画像をアップロードします。

4.プロットメソスケールフォルトデータ

1. 正積ネット上の障害データを分析します。例えば、Stereonet（RWアルメンディンガーからフリーウェア）を使用します。
   1. 正積ネット上の故障セット「極をプロットした後、1％の面積の輪郭（ 図5）を使用して、これらの極を輪郭。
   2. これらのポール濃度から最も一般的な障害のセットを決定します。プロットは、これらの障害は、偉大な-円（ 図5）を設定します。

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。

2. 共役断層のセット、 すなわち 、40°から75ºの範囲で二面角と大圏ペアを特定し（ 図^5）13 アップ。
3. これが最大の短縮方向の位置を特定する（ 図^5）4,14,15 -共役共役断層セットの急性二等分線を定義します。
4. また、各サイトのそれらの寄与率に応じて、正積ネット障害極濃度を細分化します。簡単に視覚的な分析のために、ポール濃度を色分けして行います。たとえば、そのサイトの赤のための全体的な極の> 20％に貢献するポール濃度を強調表示します。百分の五から九緑と<5％のブルー（ 図5、 表2）、10から14までパーセント黄色、15から19パーセントの間、オレンジ色に貢献するものを着色。

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）。

5. 異なる障害タイプ（ 例えば、ヒンジ拡張子）（ 図5）によると、ポール濃度にラベルを付けます。
6. 簡単に視覚分析（ 図4）のために、メソスケール写真上の異なる障害タイプにラベルを付けます。
7. 簡単に視覚分析（ 図6）のために、異なる障害タイプをグラフ化。全体的なマクロスケールの構造に沿って全体の障害データをグラフによってこれを行います。

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

1. 使用¾インチMDF木材の木目、粗かんな面、または他の欠陥から生じる潜在的な表面の不均一性を減らすために（中密度繊維板）（ 図3）。
2. MDFボードの表面をシールし、モデルの面（ 図3）を透過する（後述）エポキシを防止するための基本的な仕上げ漆を適用します。
3. フィールド領域にサンドボックスモデルをスケールと向けます。例えば、本研究では、モデルボックスの長さは東西トレンドラインを表し、NSトレンドラインを表現するボックスの幅をモデル化します。 4センチメートルがEQUであるサンドボックスモデルを拡張1キロにアル（ 図3）。
4. 潜在的な境界条件および/またはモデルのエッジ効果を回避するために、現地調査の面積よりも大きいボックスを構築します。
   1. 砂が非現実の境界（ 図3）ことなく通過することを可能にするために、バックストップを構築しないでください。
5. サンドボックスの幅に相当するプッシュブロックを構築します。これは、プッシュブロックの側面を通過するから砂を防ぐことができます。
   1. プッシュブロックに¾インチMDFを使用してください。
6. クランク駆動ネジ付き金属棒（ 図7）にプッシュブロックを取り付けます。
   1. ハンドルに4-6インチ径の円形クランクを使用してください - 円形クランクは係員の手首と手にあまり負担をかけます。
   2. 少なくとも直径¾インチである亜鉛メッキねじ付きバー（好ましくはアクメねじ付き）を使用します。バーが薄すぎる場合には、砂の重量に耐えることができないかもしれません。
   3. そのトンを確認してください彼ねじ棒の長さは、ランプの端部にサンドボックスの先頭から延びています。

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。

7. frontstopの中心で、縦の長軸と、細長い穴を開けます。この細長い形状は、プッシュブロック（でできるようになります（ 図8）必要に応じて、およびランプの上を上に移動する）ネジ付きバーにtached。
   1. 長孔の長さが最も高いランプの高さに等しいことを確認してください。
   2. 金属フレームを備えた細長い穴を固定します。ナットとボルト（ 図8）でfrontstopに金属フレームを取り付けます。
   3. frontstop（ 図8）に取り付けられたマッチングピッチと直径ナットを介してロッドを通します。

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。

8. 正面のランプによって両側にバインドされた斜めの斜面を構築します。ベースに沿って上面と皿留め具に接着ラベット継手と松のうち、ランプを構築します。
   1. フィールドに予測されるものに匹敵する方向で傾斜をカットします。
   2. 砂の中に形成する構造がより表示されるように、フィールドで観察されるものと比較して、様々なランプ間の距離を展開します。
9. 表面の不均一性を除去し、柔らかい木材を保護するためにポリウレタン仕上げを適用するために、紙をサンディング細かいグリットと砂の表面を。
10. 試験の間にエポキシ樹脂から木材を保護するために画家のテープでスロープやサンドボックスのベースをカバーしています。テープは滑らかで隆起部またはフラップから自由であることを確認してください。

6.プッシュブロックサンドボックスモデルの実行

1. 典型的なプレイ砂を使用してください。砂のこのタイプは、0.5mmの平均粒径を有する、比較的均一です。
2. 染料と砂の乾燥半分。
   1. 5ガロンのバケツを四半期Fを埋めますプレイ砂でULLと混合しながら均一な暗緑色が達成されるまで黒色食品着色料を追加します。未染色の砂から染め砂の色がはっきりと独特にするために必要とされる限り多くの染料を使用してください。
   2. 砂は数日かかることがあり、室温で、またはわずか数時間かかることがあり、オーブン（最大500ºC）で乾燥することができます。サンドボックス内で熱い砂を置かないでください。砂は使用前に室温まで冷却していることを確認してください。
3. 色付きと無着色（黄褐色）砂の層を交互に砂を置きます。 sandpacksの様々な厚さをテストします。このセットアップでは、明確な、最も再現性のある結果が0.6センチメートル太い色付きの黄褐色の層（ 図7）を交互に、3.5センチメートル厚いsandpackで生産されました。
4. ゆっくりグリッドインデント（ 図9）を生成するために変形していない砂の上部に²で0.5から成るプラスチックメッシュ、（1.3センチメートル^2）の正方形を押してください。

5. 正方形の断面ピン2インチ（約5センチ）離れて変形していない砂を通して（ 図9）を挿入します。
6. クランク駆動プッシュブロックで砂を押してください。このセットアップでは、砂にすなわち 60センチメートル、ショートニングの60センチメートル（ 図10）を移動。
   1. 砂の変更は慎重に文書化することができるように十分に遅いプッシュブロックを移動エド。プッシュブロックが移動される速度（ すなわち 、歪み率）の結果に影響を与えません。
   2. （ 図10）の正方形の形状の変化を観察することによって変形を追跡します。
   3. ピン（ 図10）の動きを観察することによって、輸送および垂直回転量を追跡します。
   4. 全体のサンドボックスは、ピクチャフィールド内になるようにドキュメントカメラでこれらの変更のすべてが、サンドボックスの近くに取り付けられました。静止フレームの写真だけでなく、ビデオを撮影することを確認してください。

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. 砂と総ショートニングの量を変化させて実験。
   1. サンドボックス内で形成された構造は、同等の短縮量の下で、自然の中で保存されたものを模倣するまで、 すなわち 、満足するまで繰り返します。

7.サンドボックスから試料を採取

1. サンドボックスの結果は自然の中で保存したものを模倣したら、砂からすべてのクロスのピンを外します。
2. 変形砂（ 図11）の部分を分離し、epoxyingによってサンドボックスからのサンプルを収集します。
   1. 変形した砂（ 図9）の部分を分離するために2つの事前カット板金分周器を構築することでこれを行います。
   2. 下端ていることを確認してください分周器の傾斜角度に一致するように切断されます。
   3. 試験の間にエポキシ樹脂から仕切りを保護するために、画家のテープ（ 図11）との仕切りをカバーしています。
   4. 分周器はオーバーとランプを越えて延びていることを確認してください。本研究では45センチから9センチ幅測定長方形の分周器（ 図11）を使用します。
   5. 分周器が変形sandpack（ 図11）の最も厚い部分よりも背が高いことを確認してください。
   6. 分配器の一方の端部は、エポキシの流れを制御するために、閉鎖されていることを確認します。 sandpack（ 図11）への潜在的な妨害を最小限にするために、分周器のもう一方の端を閉じないでください。

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。

3. 金属棒（ 図11）との仕切りを着実に。
   1. 分周器の上部に向かっ予め穿孔貫通孔を¼インチ×4インチの機械ねじを仕切りを締結することでこれを行います。分周器の側面との間に3/8インチ径のアルミチューブとネジをシース。本研究では、各分周器（ 図11）のための2つの金属棒を使用しています。
4. 斜めのランプ、および前頭斜め傾斜接合（ 図11）上の第二の1分周器を置きます。
5. （金属分周器によって分離された砂の部分の上部に加温したエポキシを注ぎます図11）。
   1. それはもはや砂によって吸収されるまでエポキシを注ぐないように続けます。これは、砂が完全に飽和されることを保証します。
6. エポキシは乾燥していると、金属分周器のうち、エポキシ樹脂で接着部分を引き出します。金属棒で仕切りを引き出すことによりこれを行います。
7. 岩ソーを使用して、垂直および並列ランプのストライキにエポキシ樹脂で接着部分をカット。
8. エポキシ樹脂で接着サンプル（ 図12）に永久的なマーカーで寝具、折り目や障害を強調表示します。

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。

9. フィールドデータにサンドボックスのサンプルを比較してください。
   1. エリアからのクロスセクションでのサンプルを比較してください。サンプルおよび断面が同様の向きを有することを確認してください。

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山トレンド斜め。 4地域全体を通して、私たちは、メソスケール障害がメソスケール（岩のすなわち、立方メートル）に浸透し、均一である変形布を維持し、立方メートルサイトよりも大きい領域（ 図^4）4,16の代表的なものであることがわかりました。また、 表1に示されるマイクロスケール変動は、故障パターンの集合の文字に反映されません。そのように、メソスケール障害セットは直接すべての4つの領域（全体で比較することができます図5）。簡単に言えば、我々はメソスケール障害のセットがあまりにも、共役結合体セットとして定義され、短縮方向が行うことを伴う寝具、一緒に回転することができることを見出しました。このパターンは、メソスケール欠陥が早期に形成され、故障セットの異なる組み合わせが折り畳み形状を補助するために使用されていることを示唆しています。 、領域2,3、および領域1および4（ 図6）は互いに類似している-より詳細には、我々は、障害パターンは4つの領域の各々内で一意であることを見出しました。このパターンは、斜めのランプは地域2と3の根底にあることをマクロスケールの仮定をサポートし、私たちの共役共役故障解析が信頼性があることを示唆しています。それを超えて、しかし、この解析方法は、任意のより多くの照明ではありません。このため、我々はさらに正積ネット障害極濃度（ 図5）を調べることによって、障害データを分析しました。このアプローチは、デ時に最も支配的だった最年少組のを追跡するために使用されますイオン。これらのパターンはまた、領域2および3根底にある斜めのランプを提案し、共役共役故障解析とは異なり、これらの二つの地域間の鋭いブレークを明らかにしました。したがって、我々はこのポール濃度の分析は信頼性があることを解釈して、潜在的に共役共役断層法から明らかではないかもしれない微妙な構造を解明します。

有限要素モデリング（FEM）に基づいて、以前のモデルと同様に、我々は斜めの傾斜が¹⁷連続であると仮定しています。地域2と3の間の境界を越え寝具や故障パターンの急激なブレークは、連続斜めの斜面の上に差動運動によって説明することができます。また、領域2,3全体の寝具や故障パターンの不連続性は根底にある地下室で休憩を反映することができます。ここでは、これら二つの仮説をテストするために私たちのサンドボックスモデルの結果に私たちのフィールドデータを比較します。私たちは、上層の切れ目が妖精を推力ことがわかりましたトンは地下（ 図10）には休憩がなかったにもかかわらず、形成します。興味深いことに、ブレークの位置と向きは、マクロスケールマップ上の領域2と3の間の境界の位置と向きに匹敵します。そのため、上層のスラストシートで観察されたブレークは、単に斜めランプを超える東へ移動するスラストシートの複雑な相互作用を介して形成されている可能性があります。つまり、スラストシートに保存変形が直接基礎となる地下のジオメトリをミラーリングしない場合があります。だから、このサンドボックスの実験は、フィールドに保存故障パターンを正常に複製し、そして潜在的に説明しています。

エポキシ化サンド試料を変形砂の内部構造を観察し、視野観察に対して、これらの構造を比較するために、サンドボックスモデルから解析しました。 2つの代表的なサンプルを分析した-正面と斜めランプからのサンプル（ 図12）。一般的には、正面のランプからエポキシ樹脂で接着サンプルに保存逆断層と褶曲は東への輸送に対応し、斜めのランプからのものは、南東への輸送に対応しています。全てのサンプルにおいて横ずれ断層は右横ずれ運動に対応しています。正面と斜めの斜面に沿ってこの動レコードは、以前のモデル^17-19、並びにメソスケール障害データをサポートしています。これらの手のサンプルは、フィールドにアクセスできないかもしれない内部構造を分析するための新しい方法です。

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、フィールド領域の大規模な形状を複製するプッシュブロックサンドボックスモデルとフィールドに収集マルチスケールの故障データを組み合わせることにより、凸 - 凹部接合のこのタイプを分析する方法を提示します。サンドボックスモデル実験は、メソスケールの故障セットよりも変形の長い期間を表している - 私たちは最年少故障セットが観測された折り畳み形状を収容していることを前提としています。そのように、サンドボックスモデルは、故障セットに関連して、スラストシート変形やDETEを追跡するために使用することができます基礎となる地下ジオメトリのrmine詳細。

この組み合わせたアプローチを成功させるためには、以下の重要なステップは、フィールドとサンドボックス実験で撮影する必要があります。直接比較することはできません同等のスケールで保存されない不具合セット - フィールド部分については、障害均質性の規模を決定することが重要です。また、故障の大集団（≥30障害セット）を秩序統計的に信頼性のあるデータセット^9を確実に測定する必要があります。さらに、障害は、局所歪みの変動を避けるために、このような寝具コンタクトとして、離れた不均質から測定されるべきです。このような不純物、結晶粒径と歪（フライ> 1.8）を多量に範囲としてもマイクロバリエーションは、葉層構造面と他の不均一性を生成することによってメソスケール破壊発達に影響を及ぼし得ます。実験的な部分については、サンドボックスモデルは、できるだけフィールド形状を模倣する必要があります。それはrecommenですボックスは、エッジ効果の合併症を回避するために、フィールド領域よりも大きい範囲で構成されることがDED。マクロスケール領域も同じ理由で、拡大されました。 〜平均粒径0.5mmの^21をお勧めします-砂の模倣クーロン行動²⁰の粒径があることが重要です。最後に、実験が実行されると、それは大規模な断層ことが重要であるとフィールドで観察されたのと同じ向きと順序（ 例えば、前方に折れ、後方折れ、 など ）でフォームを折ります。そうでない場合は、モデル内に形成された構造は、それらが似ていても、フィールドのデータと比較することはできません。

この研究の結果は、に匹敵する、サポート、前作はFEM ^17,22に基づいて、この領域で行われ、動歴史に詳細を説明します。これはelastico、摩擦機構によって変形している領域で測定された詳細な障害データは、A、Bができることを示唆していますeは一部のモデルのコンピュータよりも詳細な運動学的モデルを開発するために使用されます。面倒で時間がかかる故障データ収集が及び解析、この方法は、コンピュータ、アナログモデリングよりもアクセス可能で、かつ安価であることができます。骨折および障害は、多くの場合^、23を見落としている-多くの地質学者は、マイナーとパターンの空隙ように、上部地殻変動を表示します。しかし、地殻の大部分 - 上部〜15キロは - 断層運動や他のelastico-摩擦機構によって変形します。この作品は、地質学の歴史のかなりの量が上部地殻に格納され、分析のために容易に利用可能であることを示唆しています。

私たちも、最も単純な例では、ここで調べたように、上部地殻に保存構造は必ずしも根本的な地下の形状を模倣していないことを示しています。詳細な障害分析は、マップのパターン、標準共役断層研究および/またはコンピュータメートルで明らかにされないことがあり機微を明らかにすることができますこのようなFEMなどodels、。サンドボックスモデルを使用すると、これらの微妙なパターンの一部が存在する理由を説明することができます。ここで紹介するこの方法は、単純で信頼性が高く、複製することは容易です。これは、潜在的に障害と破砕流れの役割を知覚どのように多くの地質学者変更することができ、そして、彼らは私たちに伝えることができるもの。この方法は、再検討、及びunderexploredフィールド領域の、より運動学的詳細を明らかにするために使用することができ、容易に折り畳む推力ベルト以外の地質学的設定に適応するように修正することができます。このアプローチは、はるか倍スラストどのようにベルトが顕著-凹部接合部における重要なテーパを維持するだけでなく、上部地殻内骨折制御された流体の流れを追跡するという点で意義に達しました。

このアプローチの主な弱点は、サンドボックス・モデリングは、複雑な地質学的歴史を複製することができないかもしれないということです。例えば、可変短縮方向がある場合には、イベントのタイミングと方向を慎重にフィールドで追跡し、その後に複製する必要がありますサンドボックスモデルで異なるプッシュブロックを持ちます。しかし、砂はおそらく砂が流れ、寝具層が維持されることはありませんので、ショートニング、これらの様々な方向を維持しません。この問題は、砂がより凝集性にするために、砂に油またはワセリンを添加することにより解決することができます。しかし、その後、砂はクーロン材料として動作しません、したがって、上部地殻の変形をモデル化しないことがあります。さらなる研究は、このような地下のジオメトリだけでなく、変数の状況など、より複雑な自然のシステムを、解明するために必要とされます。

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.