Alan Verileri ve Analog Sandbox Modelleme bir Kombine Yaklaşımla araştırılan bir Çıkık-girinti Junction Kinematik Tarihi

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.

Fold-itme kemer bitişik kabartmaların bindirme yaprak girintiler veya enine bölgeleri ^1,2,3 tarafından ayrılmış olan kabartmaları (veya kesimleri), oluşmaktadır. girintiye belirgin geçiş yapılarının çok yönlü bir paketi içeren, belirgin karmaşık olabilir ve kemer geliştirme-itme kat kritik ipuçları tutabilir. Bu yazıda, dikkatle iyi deformasyon kat bindirme kuşaklarının içinde kalabilirler anlamak için, çok ölçekli arazi verileri ve bir kum modeli bir arada kullanarak, bir çıkık girinti kavşak inceleyin.

Merkez Utah segmenti ve Leamington enine bölgenin kavşak çeşitli nedenlerle (Şekil 1) için çıkık girinti kavşaklar çalışmak için ideal bir doğal laboratuvar olduğunu. İlk olarak, segment içinde maruz kayalar enine bölgeye ⁴ içine kesintisiz devam etmektedir. Yani, deformasyon desenleri sürekli takip ve kavşak arasında mukayese edilebilir. S econd, kayalar esasen monomineralik, bu nedenle arıza şekillerindeki değişim birimlerinde heteronjenitelerin bir sonucu değil, ancak bunun yerine genel katlama yansıtmak ve çalışma bölgesi ⁴ sokmak. Böyle Kataklastik akışı Üçüncüsü, elastico-sürtünme mekanizmalar, orta ölçekli fay desen ⁴ doğrudan karşılaştırmalar için izin alan alanı boyunca deformasyonu destekli. Son olarak, genel olarak taşıma yönü segmenti ve enine bölgenin uzunluğu boyunca sürekli olarak kalmıştır; Bu nedenle, yön kısaltılması değişimler korunmuş deformasyon desenleri ⁴ etkilememiştir. Tüm bu faktörler segment ve enine zonu boyunca deformasyona etkilemiş olabilir değişkenlerin sayısını en aza indirmek. Sonuç olarak, korunmuş yapılar öncelikle çünkü alttaki taban geometrisi ⁵ bir değişiklik meydana tahmin.

Güncelle / 54318 / 54318fig1.jpg "/>
Şekil indeksi, haritanın 1. örneği. ABD'nin batısındaki Sevier kıvrım-bindirme kuşağı, büyük Kabarmaların, kesimleri, girintiler ve enine bölgelerini gösteren. Şekil 2 (İsmet ve Toeneboehn ⁷ değiştirilmiş) kutulu alanı ile gösterilir. Bir görmek için buraya tıklayınız Bu rakamın daha büyük bir versiyonu.

Katlanır ve Orta Utah segmenti ve Leamington enine bölgesi içinde sokmak, deformasyon mostra ölçekli öncelikle meydana elastico-sürtünme rejim içinde, yani derinliklerinde <15 km, gerçekleşti (<1 m) faylar ve kataklastik ^4,6 akış . bindirme istifinin taşınması ve katlama elastico-sürtünme mekanizmalar öncelikle gerçekleşti, çünkü biz detaylı bir arıza analizi Leamington enine bölge ve th kinematik tarihinin içine daha fazla fikir verebilir tahmin e bodrum geometrisi altında yatan. Bu hipotezi test etmek için, biz (Şekil 2) Merkez Utah segmentinin kuzey kısmı içinde ve Leamington enine bölgede boyunca kayalara korunmuş fay desenleri toplanmış ve analiz edilmiştir.

Şekil macroscale topografik harita 2. örneği. Şekil 1'de kutulu alan Gölgeli kabartma topografik haritası. 4 Bölgeler katı beyaz çizgilerle ayrılır. Proterozoyik Caddy Kanyonu kuvarsit (PCC) arasındaki Yatak rehber, Proterozoik Karşılıklı kuvarsit (PCM) ve Kambriyen Tintic kuvarsit (Ct) gösterilmektedir. Kesik çizgiler, bu alanda dağların eğilimi göstermektedir. Yerleşim yeri numaralı siyah kareler ile gösterilmiştir. Birinci dereceden lineasyonlar (İsmet ve Toeneboehn ⁷ değiştirilmiş) katı gri çizgi ile gösterilmiştir.ftp_upload / 54318 / 54318fig2large.jpg "target =" _ blank "> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Sandbox deneyleri karşılaştırmak ve arıza verilerini desteklemek için yapılmıştır. Frontal ve eğik rampaları ile bir itme-blok sanal modeli, etrafında korunmuş yapılar bizim analizlerini yardımcı olmak için kullanıldı ve Leamington enine bölge (Şekil 3) ^7. Bu yaklaşımın amaçları dört kat şunlardır: 1) orta ölçekli fay desenleri tutarlı iseniz sanal modeli destekler ve alan veri açıklar ise, 2) sandbox modeli olmayan yapılarda daha fazla ayrıntı sağlıyorsa, 3) belirlemek belirlemek belirlemek sahada gözlenen ve 4) bu kombine alan deneysel yöntem kullanışlı ve çoğaltmak kolay olup olmadığını araştırdık.

Itme blok m Şekil 3. ÖrnekBoş Sandbox modeli odel. Fotoğraf. Güney ön rampa (SFR), eğik rampa (OR), kuzey ön rampa (NFR) ve dört Bölgeler (1-4) etiketli (İsmet ve Toeneboehn ⁷ değiştirilmiş). Tıklayınız daha büyük bir versiyonunu görmek için bu figür.

Macroscale Alan Verileri 1. Toplama

1. Alan çalışması yapmadan önce, makro-(Şekil 2) (günümüz sırt tepe tarafından tanımlanan) dağlar, enine bölgeleri, faylar ve diğer lineasyonların genel eğilim saptamak hava fotoğrafları / topografik haritalar kullanın.
   1. desenler, doğrudan mukayese edilebilir, böylece benzer ölçekli topografik haritalar ve hava fotoğrafları kullanın. 24.000 ölçekli haritalar ve fotoğraflar: 1 kullanın.
2. (Hava ve / veya topografik) haritalar üzerinde etiket ve vurgulamak macroscale özellikleri alanında kullanılmak üzere. hava fotoğrafları üzerinde, yeşillik desenleri altta yatan ana kaya yansıtır, çünkü macroscale özelliklerini belirlemek yeşillik keskin değişiklikler kullanın. topografik haritalar üzerinde, macroscale özellikleri tanımlamak için böyle sarp kayalıklarla olarak topografya keskin değişiklikler, uzun, dar vadiler ve drenaj desen hızlı değişimleri kullanın.
3. macroscale özellikleri bulunan ile bu harita desenleri teyitdoğa, sahada iken. alan haritalar buna göre ayarlanır emin olun.
4. macroscale enine zonları boyunca saha alanını Subdivide.

Mesoscale Alan Verilerinin 2. Toplama

1. Her enine bölge bağlı alanı içinde alan analiz yapmak.
2. alan bölge genelinde orta ölçekli faylar homojenlik ölçeğini belirler. Genel macroscale yapısına dik transekt ve paralel boyunca tüm arızaları daha büyük 3 cm ölçerek bunu yapın. fay desenleri transect boyunca tekerrür bu noktada homojenlik ölçeğini tanımlar.
   Not: 3 cm'den küçük hatalar ölçmek zor olabilir çünkü 3 cm minimum cut-off olarak seçilmiştir.
3. homojenlik tanımlanan ölçeğini kullanarak arazi alanı boyunca temsili siteleri seçin.
   1. üç boyutlu ölçmek amacıyla, her site homojenlik ölçeğinde ~ 3 karşılıklı dik kaya risklerini içerdiğinden emin olunArıza çalışma geometrisi.
   2. Arıza desenleri belirgin (Şekil 2) değiştirmek nerede yeni siteler seçilmiş olduğundan emin olun.
   3. uzak siteleri seçin (~ homojenlik bir ünite) genel kısalma yönünde üretilen hataları kesilmektedir olabilir yerel kısalma ve uzama yön önlemek için büyük yatak kişiler, gelen.
4. Veri toplama ⁴ boyunca tüm arızaların izlemek için bir kılavuz kullanın.
   1. ızgara boyutu orta ölçekli fay homojenlik ölçekli olduğundan emin olun. arızalar metreküp ölçekte homojen olup olmadığını Örneğin, bir metrekare ızgara kullanın.
5. Bu alanda daha kolay ulaşım sağlayan - katlanabilir ahşap kare olarak ızgara Construct.
   1. ahşap geniş şeritler halinde 1 4 eşit parçaya kullanın. saha çalışması için en dayanıklı olduğundan sert ahşap her türlü tavsiye edilir.
   2. uçlarına (yakın Matkap 1/4 "delikler ~ ½ & # 34; Ahşap şeritler uçlarında) elde edilmiştir. Her köşesinde dört 2 1/4 "uzun, 3/16" boyutunda vida ile monte edin. En kolay kollabe için çelik kelebek somun kullanın.
   3. dize eşit ızgara bölün - bu her sitede çeşitli hatalar izlemek için yardımcı olur. Matkap delikleri, eşit deliklerden ızgaraları 'çevre, iplik ve kravat dize boyunca, aralıklı. Örneğin, bir metre kare ızgara için, ızgara (Şekil 4) karşıt uçlarına bağlı dizeleri ile 10 cm kareler halinde ızgara bölün.

Bir orta ölçekli yükseltinin Şekil 4. örneği. Yatak beyaz kesikli çizgiler ile vurgulanır. Kağıt tartışılan spesifik fay setleri ince, düz beyaz çizgiler ile vurgulanır. m ² ızgara gösterilmiştir (İsmet ve Toeneboehn ⁷ değiştirilmiş).d / 54318 / 54318fig4large.jpg "target =" _ blank "> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

6. Her ızgara içindeki fay setleri ayrıntılı çizimler yapmak.
7. Izgara skeçler ve arıza kesişen ilişkilerine dayalı, her sitede ⁴ en genç fay takımları belirlemek.
   1. her sitede ofset arıza desenleri belirleyerek bunu yapın. genç faylar üst baskı ve eski hatalarını telafi.
8. Her çalışma yerinde, oryantasyon, aralık, uzunluk, kalınlık kaydedebilir ve morfolojik özellikleri (örneğin, iyileşmiş, dolu ven dolu açık, breş) her ızgara içinde genç fayların her biri için.
9. Litolojik birimler arasında siteleri bölün (bakınız Şekil 2).

Mikro Verilerin 3. Toplama

1. ince kesit analizi için her sitede odaklı kaya örnekleri toplamak.
   1. Kaya örnek için yeterince büyük olduğundan emin olun(yetişkin yumruk biraz daha büyük yani) üç karşılıklı dik standart boyutu (26 mm x 46 mm) ince kesitli fiş kesti.
2. mikro ve orta ölçekli modeller doğrudan mukayese edilebilir, böylece her siteden ızgara yönelimleri ile karşılaştırılabilir (standart kaya testere kullanarak) ince kesitli fiş kesti.
3. Standart kalınlığı (0.03 mm) ince kesitler ⁸ hazırlayın.
4. fotomikrografı ayırdığınız için, ekli bir kamera ile bir standart optik mikroskop kullanılarak ince kesitler analiz edin.
5. Her bir ince bölüm için, örneğin demir-oksit miktarına ve varyasyon ve stereolojik yöntemler kullanılarak ortalama tane boyutu, yani, Spektor Chord analiz (Tablo 1) ⁹ gibi morfolojik özellikleri, kayıt.
   1. Her ince bölüm ^4,9 ile genişlik ve / veya 4-6 rasgele yönelimli hat boyunca seçilen morfolojik özellikleri sayısını ölçerek bunu yapın. transekt tümünden, hesaplamakOrtalama (Tablo 1).

Mikro morfoloji Tablo 1. Örnek. Proterozoik Karşılıklı (PCM) ve Eocambrian Tintic (Ct) kuvarsit birimlerinin açıklaması. X / Y Fry soyu me ve X / Z Fry soyu, taşıyıcı yüzeye, bir dikey kesit paralel olarak ölçülürnakliye uçağı (İsmet ve Toeneboehn ⁷ değiştirilmiş) dik dikey bölümde asured. / görüntülemek Microsoft Excel formatında bu tabloyu indirmek için tıklayınız.

6. Normalize Fry analiz ^10,11 ile gerginlik ölçün. Bu suş, her yerinde üç boyutlu suşu belirlemek amacıyla karşılıklı üç dikey ince kesitler ölçülür emin olun.
   1. Her ince bölümün fotomikrografını alarak bu yapın. Fotomikrografı yani katı tane sınırları, değil alt tane sınırları ile en az 50 taneleri içerdiğinden emin olun.
   2. Fry gerginlik ölçmek amacıyla tahıl ana hatlarını tanımlayın. (Bir görüntü analizi yazılım programı içine örneğin, Im fotomikrografı yükleyerek, dijital izleme kağıda basılı bir fotomikrografiğin gelen ana hatlarını izleme veya tarafından, elle hatlarını tanımlayınotomatik olarak tahıl 'sınırlarını tanımlayan yaş Pro Plus).
   3. Normalize Fry Gerilme programına ¹² içine tane sınır resim yükleyin.

4. çiziliyor Mesoscale Arıza Veri

1. Eşit alan ağları üzerinde arıza verileri analiz edin. Örneğin, stereografik (RW Allmendinger dan ücretsiz) kullanın.
   1. Eşit alan ağları üzerinde arıza Setleri 'direkleri arsa ve sonra% 1 alan hatlarını (Şekil 5) kullanarak bu kutupları kontur.
   2. Bu kutup konsantrasyonları en yaygın arıza setleri belirleyin. Arsa bu fay gibi büyük-çevreleri (Şekil 5) ayarlar.

Şekil Eşit alan araziler 5. örnekleri iki sitelerinden fay setleri Eşit alan araziler -. Alanı 41 Bölgesinde 2 ve site 5 1. Arıza setleri p Bölgesi'nde isekonturlu kutuplar (% 1 alan kontür) olarak lotted. Ortalama fay setleri kutup konsantrasyonları tespit ve büyük daireler olarak çizilir. eşlenik-konjuge fay setleri belirlenen maksimum kısalma tarifi, siyah noktalar olarak çizilir. Arıza kutuplu kontür her yerinde yüzde katkısına göre renklidir. 15-19% turuncu renkli arasındaki 20> için% katkıda Pole konsantrasyonları, kırmızı renkli,% 10-14% 5-9 yeşil ve <% 5 mavi renklidir, sarıdır. Kırmızı arıza kutuplu kontür LPS (katman paralel kısalma), LE (uzuv uzantısı) olarak etiketlenmiş ve HE (menteşe-uzantısı) (İsmet ve Toeneboehn ⁷ değiştirilmiş). Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

2. Eşlenik fay setleri, yani 40º den 75º arasında değişir dihedral açıları ile büyük bir daire çiftleri tanımlamak (Şekil 5) ¹³ Yukarı.
3. Bu maksimum kısalma yönü bulur (Şekil 5) ^4,14,15 - eşlenik-konjuge fay setleri akut açıortayını tanımlayın.
4. Dahası, her site için yüzdelik katkı göre, eşit alan net hata kutuplu konsantrasyonlarını ayırabiliriz. kolay görsel analiz için, kutup konsantrasyonları kodlama renk bunu yapın. Örneğin, vurgulamak kutup konsantrasyonları bu site kırmızı genel direklerinin>% 20 katkıda bulunduğu. 15-19% turuncu, 10-14% sarı, yeşil 5-9 ve% <% 5 mavi (Şekil 5, Tablo 2) arasındaki katkıda bulunan renk.

. Beddin: Tablo orta ölçekli fay veri 2. Örnek Aşağıdaki belgelenmesi, sadece 2 24 sitelerin gösteren Grafikg yönlendirme, kısalma yönü (ler), en yüksek arıza kutup konsantrasyonu (ler) ve bunlara karşılık gelen arıza seti (ler) yönelimi (İsmet ve Toeneboehn ⁷ değiştirilmiş).

5. Farklı fay türleri (örneğin, menteşe uzantısı) (Şekil 5) 'e göre kutup konsantrasyonlarını etiketleyin.
6. Kolay görsel analizi (Şekil 4) için, orta ölçekli fotoğrafları farklı fay türleri etiketleyin.
7. Kolay görsel analiz (Şekil 6) için, farklı fay türleri grafik. boyunca ve genel macroscale yapısı karşısında arıza verilerini grafik bunu yapın.

Şekil 6. Örnek grafik hatası nüfus dağılımını gösteren. Grafik Şekil 5'te kırmızı ile vurgulanır maksimum fay setleri yüzdesini ve türünü (gösteren) Her site için. Sadece Ct kuvarsit içinde siteleri (İsmet ve Toeneboehn ⁷ değiştirilmiş) burada gösterilmektedir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Push-blok Sandbox Modelinin 5. İnşaat

1. Kullanım ¾ inç MDF kereste ahşap tahıl, iri rendelenmiş yüzeylerde veya başka kusurları kaynaklanan potansiyel yüzey farklılıklarını azaltmak için (orta yoğunlukta lif levha) (Şekil 3).
2. MDF tahta yüzeyleri mühür ve modelin yüzeyler (Şekil 3) nüfuz dan (aşağıda açıklanmıştır) epoksi önlemek için temel bir bitirme cila uygulayın.
3. Ölçek ve saha alanına sanal modelini yönlendirmek. Örneğin, bu çalışmada, model kutusunun uzunluğu DB trend çizgisi temsil ve NS trend çizgisi temsil etmek kutusunun genişliğini model. 4 cm equ olduğu sanal modeli Scale1 km al (Şekil 3).
4. Potansiyel sınır koşullarını ve / veya model kenar etkileri önlemek amacıyla alan çalışma alanında daha büyük kutu oluşturun.
   1. Kum gerçekçi olmayan bir sınır (Şekil 3) olmadan geçmek için izin vermek için, bir geri fren inşa etmeyin.
5. sandbox genişliğine eşit bir itme-blok oluşturmak. Bu, basmalı bloğun iki geçerek kum engeller.
   1. itme blok için ¾ inç MDF kullanın.
6. Bir krank tahrikli dişli metal çubuğun (Şekil 7) push-blok takın.
   1. saplı bir 4-6 inç çaplı dairesel krank kullanın - dairesel bir krank görevlisi'nın bilek ve ellerde daha az yük koyar.
   2. çapında bir çinko kaplı dişli, en azından bar (tercihen acme dişli) ¾ inç kullanın. bar çok ince ise, kum ağırlığını dayanmak mümkün olmayabilir.
   3. Bu t sağlamakO dişli çubuğun uzunluğu rampaları sonuna kadar Sandbox başından uzanır.

Şekil 7. Örnek sanal modeli diyagramı. Sandbox modeli için Diyagramları, plan ve kesit görünümleri olarak gösterilen. Güney cephe rampa (SFR), eğik rampa (OR) ve kuzey frontal rampa (NFR) etiketlenir. rampalar üzerinde çizilmiş ince oklar kum hareketinin potansiyel yönünü göstermektedir. Boş bir sanal modeli (İsmet ve Toeneboehn ⁷ değiştirilmiş) bir fotoğraf için bakınız Şekil 3. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

7. frontstop merkezinde dikey uzun ekseni, uzunlamasına bir delik delin. Bu uzatılmış şekli de (itme-blok sağlayacak(Şekil 8) gerekirse, yukarı taşımak için dişli çubuk) ve rampalar üzerinde çıkarıldıysa.
   1. uzunlamasına deliğin uzunluğu en uzun rampa yüksekliğine eşit olduğundan emin olun.
   2. metal çerçeve ile uzun delik sabitleyin. Cıvata ve somun (Şekil 8) ile frontstop Metal çerçeveyi takın.
   3. Frontstop (Şekil 8) monte eşleşen bir zift ve çap somunu ile çubuk geçirin.

Şekil 8. Örnek dişli çubuk bağlantısı. Close-up dişli çubuk görünümü ve frontstop monte eşleşen somun. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

8. Frontal rampalar tarafından her iki tarafta bağlı bir eğik rampa, Construct.tabanı boyunca üst yüzeyleri ve gömme bağlantı elemanları üzerinde yapıştırılmış rabbet eklemler ile çam dışarı rampaları inşa.
   1. alanında tahmin ne karşılaştırılabilir yönlerde rampaları kesin.
   2. kum oluşturan yapılar daha görünür, böylece, bu alanda gözlenen ne kıyasla, çeşitli rampalar arasındaki mesafeyi genişletin.
9. Kum yüzey farklılıklarını ortadan kaldırmak ve yumuşak ahşap korumak için bir poliüretan kaplama uygulamak için zımpara kağıdı ince bir zımpara kağıdıyla yüzeyler.
10. ressamlar çalışmalar arasındaki epoksi gelen ahşap korumak için teyp ile rampalar ve sandbox tabanını kaplayın. Bant pürüzsüz ve sırtlar veya flep arınmış olduğundan emin olun.

6. Push-blok Sandbox Modeli Koşu

1. Tipik play-kum kullanın. bu tip kumun 0.5 mm arasında bir ortalama tanecik boyutuna sahip, nispeten homojen bir yapıdadır.
2. Boya ve kum kuru yarısı.
   1. 5 galon kova çeyrek f doldurun play-kum ull ve homojen koyu yeşil renk elde edilene kadar karıştırma sırasında siyah gıda boyası ekleyin. boyanmamış kumdan boyalı kum rengi açıkça ayırt edici hale getirmek için gerekli olan kadar boya kullanın.
   2. kum birkaç gün sürebilir, veya bir fırın içinde sadece birkaç saat sürebilir, (500 ° C kadar) olabilir oda sıcaklığında kurumaya bırakın. Sandbox sıcak kum koymayın. Kum, kullanımdan önce, oda sıcaklığına kadar soğutuldu, emin olun.
3. renkli ve renksiz (tan) kum ardalanmalar kum yatıyordu. sandpacks çeşitli kalınlıklarda test edin. Bu set-up olarak, net ve en tekrarlanabilir sonuçlar 0,6 cm kalınlığında renkli ve kahverengi katmanları (Şekil 7) alternatif ile, 3.5 cm kalınlığında bir sandpack ile üretildi.
4. Yavaşça bir ızgara girinti (Şekil 9) üretmek için deforme olmamış kum tepesine ² (1.3 cm ²⁾ kareler 0.5 oluşan bir plastik örgü, basın.

5. Kare çapraz pimler 2 inç (~ 5 cm) dışında deforme olmamış kum boyunca (Şekil 9) yerleştirin.
6. krank tahrikli itme-blok ile kum itin. Bu set-up olarak, kumunu yani 60 cm, kısalma 60 cm (Şekil 10) hareket ettirin.
   1. kum değişiklikler dikkatlice belge böylece yeterince yavaş itme-blok taşıEd. Itme bloğu hareket ettiği hız (örneğin, gerilme oranı) sonuçlarını etkilemez.
   2. Kareler şekil değişikliklerini (Şekil 10) gözlemleyerek deformasyon izleyin.
   3. Pimleri (Şekil 10) hareketini gözlemleyerek taşıma ve dikey dönme miktarını takip edin.
   4. Tüm Sandbox resim alanında böylece belge kamera ile bu değişikliklerin hepsi, Sandbox yakın monte edilmiş. Hala çerçeve fotoğraf yanı sıra video çekmek için emin olun.

Şekil deforme kum katmanlarının 10. Örnek. Sandbox modelinden nihai sonucu deformasyon Plan-görünümü. mavi noktalar sağ yanal ofset göstermeyen ile etiketlenmiş çapraz işaretçilerine seçin. Katlanmış çapraz iğneler sarı çizgilerle vurgulanan. Bindirme fayları ince, bla ile vurgulanırck hatları. Dört Bölgeler (1-4) (İsmet ve Toeneboehn ⁷ değiştirilmiş) etiketli. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

7. kum ve toplam kısalma değişen miktarlarda deneme.
   1. Sandbox oluşan yapılar karşılaştırılabilir kısalma miktarları altında doğada korunmuş olanlar, taklit kadar memnun, yani kadar tekrarlayın.

7. Sandbox Numune Toplama

1. sandbox sonuçları doğada korunmuş olanlar taklit kez kum tüm çapraz işaretçilerine çıkarın.
2. (Şekil 11) ayrılması ve deforme olmuş kum bölümlerini epoxying ile sandbox örnekler toplayın.
   1. Deforme olmuş kum (Şekil 9) bölümlerini izole etmek için iki önceden kesilmiş sac bölücüler oluşturarak bunu yapın.
   2. Emin olun alt kenarıbölücünün rampa açısına uyacak şekilde kesilmiştir.
   3. Çalışmalar arasındaki epoksi gelen bölücüler korumak için, ressamlar bantla bölücü (Şekil 11) kapsamaktadır.
   4. bölücüler üzerinde ve rampalar ötesine emin olun. Bu çalışmada, 45 cm uzunluğunda ve 9 cm genişliğinde ölçülen dikdörtgen bölücüler (Şekil 11) kullanır.
   5. Bölücülerin deforme sandpack (Şekil 11) en kalın kısmından daha uzun boylu olduğundan emin olun.
   6. bölücünün bir uç epoksi akışını kontrol etmek amacıyla, kapalı olduğundan emin olun. Sandpack (Şekil 11) için herhangi bir olası rahatsızlığın en aza indirmek için, bölücünün diğer ucunu kapatma.

Metal bölücüler 11. Örneği Şekil. 2 metal bölücüler, bir ön rampa vasıtasıyla diğeri gösteren plan-görünümü,eğik rampa üzerinden e, deforme kum. eğik rampasında metal bölücü epoksi ile doludur. Ölçek (İsmet ve Toeneboehn ^7'den Modifiye) için mezura unutmayın. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

3. Metal çubuklar ile bölücü (Şekil 11) sabitleyin.
   1. bölücülerin üst kısmına doğru önceden delinmiş deliklerden ¼ inç x 4 inç makine vidaları bölücüler bağlama bunu yapın. bölücü taraflar arasında 3/8 inç çaplı alüminyum boru vidaları kılıf. Bu çalışmada, her bir bölücü için iki metal çubuklar (Şekil 11) kullanır.
4. Bir eğik rampa üzerinde bölücü, ve frontal-eğik rampa kavşağı (Şekil 11) ikinci yerleştirin.
5. (Metal bölücüler ile izole kum kısımlarının üstünde ısıtılmış epoksi dökünŞekil 11).
   1. artık kum tarafından emilir kadar epoksi dökün devam edin. Bu kum tamamen doymuş hale gelmesini sağlar.
6. epoksi kuruduktan sonra metal bölücüler dışında epoxied alanlarını çekin. Metal çubuklar ile bölücüler çekerek bunu yapın.
7. Bir kaya testere kullanarak, dik ve paralel rampaları grevine epoxied alanları kesti.
8. Yatak vurgulayın, kıvrımlar ve epoxied örnekler üzerinde kalıcı bir kalem (Şekil 12) ile arızalar.

Şekil 12. Örnekler Sandbox modeli örnekleri epoxied. Epoxied örnekleri (a) kuzey ön rampa ve Sandbox modeli içinde, (b) eğik rampa. Gösterilen numuneler rampaların eğilimine dik kesilir. Katmanlar, ince, beyaz çizgi ile vurgulanırs. Katı beyaz çizgiler ters faylar, kesik beyaz çizgiler (İsmet ve Toeneboehn ⁷ değiştirilmiş) doğrultu atımlı faylar işaretlemek işaretleyin. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

9. alan verilerine sanal örnekleri karşılaştırın.
   1. alanından kesitlerde örnekleri karşılaştırın. örnekleri ve kesitler benzer yönleri olan emin olun.

Hava fotoğrafları, modern dağ sırtı tepesinin trendi dayalı dört Bölgeler (1-4), (Şekil 2) içine alan bölgeyi bölmek kullanıldı. Çok ölçekli fay verisi bu dört Bölgeler arasında karşılaştırılır. Bu eğilim değişiklikleri altta yatan bodrum geometri yansıttığını varsayarsak, eğik rampa Bölgeler 2 ve 3, içinde konumlandırılmış nerede Sevier kat bindirme kuşağı dağlar eğilim eğik. Dört Bölgeler boyunca, orta ölçekli arızalar Mesoscale (kaya, yani metreküp) olarak penetratif ve homojen bir deformasyon kumaş korumak ve metreküp siteleri daha büyük alanlara (Şekil 4) ^4,16 temsilcisi olduğunu bulmuşlardır. Buna ek olarak, Tablo 1'de gösterilen mikro değişimler, arıza desen kolektif karakter yansıtılmaz. Yani, orta ölçekli fay setleri doğrudan (dört Bölgeler boyunca mukayese edilebilir Şekil 5). Kısaca, biz orta ölçekli faylar setleri de, eşlenik-konjuge setleri olarak tanımlanan ve kısalma tarifi yapmak gerektirecektir yatak ile döndürmek edilebilir bulundu. Bu model, orta ölçekli arızalar önce oluşmuş ve hata setinin değişik kombinasyonları katlama şekli yardımcı olmak için kullanılan olduğunu göstermektedir. Bölgeler 2 ve 3 ve bölgeler 1 ve 4 birbirlerine (Şekil 6) benzer - Daha ayrıntılı olarak, hata desenleri dört bölgenin her biri içindeki özel olduğu bulunmuştur. Bu model eğik rampa BÖLGELER 2 ve 3 temelini macroscale varsayımını destekler ve bizim eşlenik-konjuge arıza analizi güvenilir olduğunu göstermektedir. Bunun ötesinde, ancak bu analiz yöntemi değildir artık aydınlatıcı olduğunu. Bu nedenle, biz daha fazla Eşit alan net hata kutup konsantrasyonları (Şekil 5) inceleyerek arıza verileri analiz. Bu yaklaşım, deformat sırasında en baskın olan genç setleri hangi izlemek için kullanılıriyon. Bu modeller aynı zamanda Bölgeler 2 ve 3 altta yatan bir eğik rampa önermek ve eşlenik-konjuge hata analizi aksine, bu iki Bölgeler arasında keskin bir mola ortaya koyuyor. Bu nedenle, biz bu kutup-konsantrasyon analizi güvenilir olduğunu yorumlamak ve potansiyel eşlenik-eşlenik fay yöntemi net olmayabilir ince yapılar elucidates.

Sonlu elemanlar modellemeye dayalı, önceki modellere benzer şekilde (FEM) biz eğik rampa ¹⁷ sürekli olduğunu varsaydık. Bölgeler 2 ve 3 arasındaki sınır boyunca yatak ve arıza desenleri keskin kırılma sürekli eğik rampa üzerinde diferansiyel hareket ile açıklanabilir. Alternatif olarak, Bölgeler 2 ve 3 arasında yatak ve arıza kalıplarındaki süreksizlik yatan bodrum katında bir mola yansıtabilir. Burada, bu iki hipotezleri test etmek amacıyla bizim sandbox modeli sonuçlarına saha verileri karşılaştırmak. Biz üstteki bir kırılma shee itme bulundut bodrum (Şekil 10) bir kesinti olmamas olsa bile kurdu. İlginçtir ki, mola yeri ve yönü macroscale haritalar üzerinde Bölgeler 2 ve 3 arasındaki sınır konumuna ve yönlendirmesine karşılaştırılabilir. Bu nedenle, üstteki bindirme levha gözlenen kırılma sadece bir eğik rampa üzerinde doğuya doğru hareket eden bindirme istifinin karmaşık bir etkileşim yoluyla oluşmuş olabilir. Diğer bir deyişle, bindirme yaprak korunmuş deformasyon doğrudan temel bodrum geometri ayna olmayabilir. Yani, bu Sandbox deney başarıyla çoğaltır ve potansiyel alanda korunmuş, arıza desenleri açıklıyor.

epoxied kum numuneleri deforme kum iç yapısını gözlemlemek ve arazi gözlemleri karşı bu yapıları karşılaştırmak için sanal modelden analiz edildi. İki temsili numuneler analiz edildi - frontal ve eğik rampalar bir örnek (Şekil 12). Genel olarak, frontal rampa epoxied örneklerde korunmuş ters faylar ve kıvrımlar doğu ulaşım uyum ve eğik rampa gelenler güneydoğuda ulaşım uygundur. Tüm örneklerde atımlı faylar sağ yanal harekete uyum. Frontal ve eğik rampalar boyunca bu kinematik rekor daha önceki modellerini ^17-19 yanı sıra orta ölçekli fay verileri destekler. Bu el örnekleri alanda erişilebilir olmayabilir iç yapılarını analiz etmek roman yoludur.

Merkez Utah Sevier kat-bindirme kemer segmenti ve kuzey sınırı, Leamington enine bölge çıkık girinti kavşaklar (Şekil 1) çalışmak için ideal bir doğal laboratuvar olarak hizmet vermektedir. Bu kavşak boyunca, taşıma yönü sabit kalır ve itme yaprak kavşak genelinde kesintisiz, bu nedenle tek değişken yatan bodrum geometri ^5'tir.

Burada, tarla alanının büyük ölçekli geometri çoğaltır bir itme-blok sanal modeli ile alanında toplanan çok ölçekli fay veri birleştirerek belirgin-girinti kavşak bu tür analiz etmek için bir yöntem mevcut. Sandbox deneme modeli orta ölçekli fay setleri daha deformasyon uzun bir zaman dönemini temsil - biz genç fay setleri gözlenen kat geometri ağırladı varsayalım. Yani, arıza setleri ile birlikte Korumalı modeli, bindirme deformasyonu ve DETE izlemek için kullanılabiliraltta yatan temel geometrisinin rmine detayları.

Bu kombine yaklaşım başarılı olabilmesi için, aşağıdaki kritik adımlar tarla ve kum deneyde alınması gerekir. doğrudan mukayese edilemez eşdeğer ölçekte korunmaz arıza setleri - tarla kısmı için, fay homojenlik ölçeğini belirlemek için kritik öneme sahiptir. Buna ek olarak, arızaların büyük bir nüfus (≥ 30 fay setleri) için istatistiksel güvenilir veri setleri ⁹ sağlamak ölçülen gerekmektedir. Ayrıca, arızalar yerel gerilme değişimleri önlemek için, uzak gibi yatak kişiler gibi heterojenite gelen ölçülmelidir. Bu tür kirliliklerin, tane büyüklüğü ve zorlanma (Fry> 1.8) büyük miktarda bir aralık olarak bile mikro varyasyonlar, yapraklanma düzlemleri ve diğer farklılıklarını oluşturarak orta ölçekli kırık gelişimini etkileyebilir. Deneysel kısmı için, kum model mümkün olduğunca yakından alan geometrisini taklit gerekir. Yapılması önerilmiştir olduğunukutu kenar etkisi komplikasyonları önlemek amacıyla, arazi alanından daha büyük bir kapsamda inşa edilmesi ded. macroscale Bölgeler da aynı nedenden dolayı, genişletilmiştir. ~ 0.5 mm arasında bir ortalama tane boyutu ²¹ önerilir - Kum taklit Coulomb davranışı ²⁰ tane büyüklüğü önemlidir. Deneme çalıştırması ediliyor kez Son olarak, büyük ölçekli faylar ve aynı yönlerde ve sipariş formu kıvrımları çok önemlidir (örneğin, ileri kırılma, geriye kırma, vs.) alanında görüldüğü gibi. Aksi takdirde, modelde oluşan yapılar da benzer olsa bile, arazi verileri ile karşılaştırıldığında olamaz.

Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar karşılaştırılabilir ve destek, önceki çalışma FEM ^17,22 dayalı bu alanda yapılan ve kinematik tarihine daha fazla ayrıntı sağlar. Bu elastico-sürtünme mekanizmalarla deforme olan alanlarda ölçülen detaylı arıza verileri, b düşündürmektedirE Bazı bilgisayar modellerinde daha detaylı kinematik modeller geliştirmek için kullanılır. Arıza veri toplama rağmen ve analizler, bu yöntem bilgisayar ve analog modelleme daha erişilebilir olabilir zahmetli ve zaman alıcı ve daha ucuzdur. Kırıklar ve hatalar genellikle ²³ gözardı vardır - Birçok jeologlar küçük ve desen boşluğu olarak üst kabuk deformasyonu görüntüleyin. Ancak, kabuk büyük bir kısmı - Üst ~ 15 km - faylanma ve diğer elastico-sürtünme mekanizmalar tarafından deforme olur. Bu çalışma jeolojik tarihinin önemli miktarda üst kabuk saklanır ve analiz için hazır olduğunu düşündürmektedir.

Biz bile basit durumda, burada incelenen gibi, üst kabukta korunmuş yapılar mutlaka altta yatan bodrum geometri taklit olmadığını göstermektedir. Detaylı arıza analizleri harita desenleri, standart eşlenik fay çalışmaları ve / veya bilgisayar m açığa olmayabilir inceliklerini ortaya çıkarabilirFEM olarak MODELLERİ. Bir sanal modeli kullanarak bu ince desenleri bazı mevcut açıklamaya yardımcı olabilir. Burada yer alan bu yöntem, basit, güvenilir ve çoğaltmak için kolaydır. Bu potansiyel hataları ve kataklastik akışının rolü algıladıkları kaç jeologlar değiştirebilir ve onlar bize ne. Bu yöntem yeniden incelemek ve kadar yeterince alan alanlarda, daha kinematik ayrıntılarını ortaya çıkarmak için kullanılabilir ve kolayca kat-bindirme kuşaklarının dışında jeolojik ayarları karşılamak için değiştirilebilir. Bu yaklaşım çok kıvrım-bindirme nasıl kemerleri belirgin-girinti kavşaklarda kritik konik muhafaza yanı sıra üst kabuk kırık kontrollü sıvı akışını izleme açısından etkileri ulaşan etti.

Bu yaklaşımın temel zayıflığı sanal modelleme karmaşık jeolojik geçmişlerini çoğaltmak mümkün olmayabilir olmasıdır. Örneğin, vakalarda değişken kısalma tarifi, zamanlama ve olayların yönünü dikkatle alanında izlenen ve daha sonra çoğaltılmış olmalıdır olduğu yerdesandbox modelinde farklı itme-blokları ile. Ancak, kum olasılıkla kum akacak ve yatak katmanları muhafaza olmayacak çünkü kısalma bu çeşitli yönleri korumak olmaz. Bu sorun kum daha uyumlu hale getirmek için, kum yağ veya vazelin ekleyerek çözülebilir. Ancak, daha sonra kum üst kabuk deformasyon modellemek olmayabilir böylece Coulomb malzemesi olarak davranır ve olmayacaktır. Daha fazla çalışma gibi durumlarda gibi daha karmaşık doğal sistemleri, çözülmeye gerekli olduğu bodrum geometri sadece değişken.

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.