Rozwój fałdów futerałowych przy powierzchniach poślizgu ułożonych zgodnie z warstwowaniem

• Autorzy: Adamuszek M , Burliga S. , Dąbrowski M.

Warianty tytułu

EN

Evolution of sheath folds around layer-parallel slip surfaces

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Fałdy w złożach soli często wykazują kształt niecylindryczny. Lokalnie strukturom fałdowym towarzyszą powierzchnie odkłuć, które w niektórych przypadkach mogą być uważane za czynnik inicjujący rozwój fałdów. W artykule przedstawiono badania ewolucji kształtu fałdów futerałowych rozwijających się w warunkach ścinania prostego w sąsiedztwie powierzchni odkłucia ułożonej zgodnie z warstwowaniem. Do badań wykorzystano model analityczny opisujący deformację w otoczeniu powierzchni poślizgu w jednorodnym ośrodku lepkim. Wyniki modelowania wykazują, iż fałdy tworzące się podczas deformacji są wyraźnie niecylindryczne. Struktury ujawniające się na przekrojach prostopadłych do kierunku ścinania o charakterystycznej geometrii oczkowej wymagają odkształcenia ścięciowego γ>5, natomiast fałdy futerałowe będące szczególnym typem fałdów niecylindrycznych o wygięciu linii przegubowej przekraczającym 90º obserwowane są dla γ>10. Fałdy charakteryzują się relatywnie małą wysokością. Kształt oczek jest zwykle silnie wydłużony, a ich stosunek osi wielkiej do małej nierzadko przekracza 10. Fałdy o największej wysokości i wydłużeniu powstają w warstwach, oddalonych od powierzchni poślizgu o ok. 0,2 długości promienia tej powierzchni. Fałdy oczkowe widoczne tuż nad powierzchnią poślizgu mogą mieć U-kształtny kontur, jednakże fałdy o zarysie oczek przeważnie wykształcają się w pewnej odległości od powierzchni poślizgu, co w konsekwencji sprawia, że w naturze może być trudne zaobserwowanie związku fałdów futerałowych z powierzchniami odkłuć.

EN

Folds in evaporites typically have non-cylindrical shapes. Various fold structures are associated with slip surfaces, which, in some cases, can be interpreted as the folding trigger. In the article, we present the analysis of fold shape evolution, studying folds that develop in the vicinity of the layer-parallel slip surface during simple shear deformation. We employ an analytical model that describes the deformation around the slip surface in an isotropic, viscous material. Folds that develop during deformation are clearly non-cylindrical. Folds with an eye pattern in the sections perpendicular to the shearing directions are observed after shear strain γ>5, whereas sheath folds that are specific types of non-cylindrical folds with opening angle exceeding 90º, require γ>10. The folds are characterised by small height. The eye-shape is highly elongated, and their axial ratio commonly exceeds 10. Folds with largest height and elongation are formed in the layers located at the distance of ca. 0.2 of the slip surface radius from the slip surface. Eye structures that develop in the layers closest to the slip surface can have geometry of a concave crescent-shaped roll. Folds with the eye pattern are unlikely to develop next to the slip surfaces in the model, thus, also in the nature these two structures can hardly be noticeable in a single outcrop.

Słowa kluczowe

PL

fałdy futerałowe; fałdy oczkowe; fałdy niecylindryczne; powierzchnia poślizgu; ścinanie proste; kształt fałdów

EN

sheath folds; eye-folds; non-cylindrical folds; slip surface; simple shear; fold shape

• Wydawca: Polskie Stowarzyszenie Górnictwa Solnego
• Czasopismo: Przegląd Solny
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 12
• Strony: 42--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Adamuszek M

• Centrum Modelowania Procesów Geologicznych, Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

autor

Burliga S.

• Instytut Nauk Geologicznych, Uniwersytet Wrocławski, pl. Maksa Borna 9, 50-204 Wrocław

autor

Dąbrowski M.

• Centrum Modelowania Procesów Geologicznych, Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa
• Physics of Geological Processes, University of Oslo, Norway

Bibliografia

• ALSOP G.I., HOLDSWORTH R.E., 2006, Sheath folds as discriminators of bulk strain type. Journal of Structural Geology, 28(9): 1588-1606.
• ALSOP G.I., HOLDSWORTH R.E., MCCAFFREY K.J.W., 2007, Scale invariant sheath folds in salt, sediments and shear zones. Journal of Structural Geology, 29: 1585-1604.
• ALSOP G.I., WEINBERGER R., LEVI T., MARCO S., 2015, Deformation within an exposed salt wall: Recumbent folding and extrusion of evaporites in the Dead Sea Basin. Journal of Structural Geology, 70: 95-118.
• BALK R., 1949, Structure of Grand Saline salt dome, Van Zandt County, Texas. AAPG Bulletin, 33: 1791–1829.
• BURLIGA S., 1996A, Implications for early basin dynamics of the Mid-Polish Trough from deformational structures within salt deposits in central Poland. Geological Quarterly, 40 (2): 185–202.
• BURLIGA S., 1996B, Kinematics within the Kłodawa salt diapir, central Poland. Geological Society Special Publications, 100:11–21.
• BURLIGA S., 2007, Internal structure of subhorizontal bedded rock salt formation in the area of Sieroszowice – meso- and micro-structural investigations. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 23: 51–64.
• BURLIGA S., 2014, Heterogeneity of folding in Zechstein (Upper Permian) salt formations in the Kłodawa Salt Structure, central Poland. Geological Quarterly, 58(3): 565-576
• COBBOLD P.R., QUINQUIS H., 1980, Development of sheath folds in shear regimes. Journal of Structural Geology 2 (1-2): 119-126
• ESHELBY J.D., 1959, The elastic field outside an ellipsoidal inclusion. Proceedings of the Royal Society of London Series a-Mathematical and Physical Sciences, 252 (1271): 561-569.
• EXNER U., DABROWSKI M., 2010, Monoclinic and triclinic 3D flanking structures around elliptical cracks. Journal of Structural Geology, 32 (12): 2009-2021.
• FIDUK J.C., ROWAN M.G., 2012, Analysis of folding and deformation within layered evaporites in Blocks BM-S-8 and -9, Santos Basin, Brasil. Geological Society Special Publications, 363: 471–487.
• JACKSON M.P.A., CORNELIUS R.R., CRAIG C.H., GANSSER A., STÖCKLIN J., TALBOT C.J., 1990, Salt diapirs of the Great Kavir, Central Iran. GSA Memoir, 177.
• KUPFER D.H., 1962, Structure of Morton Salt Company mine, Weeks Island salt dome, Louisiana. AAPG Bulletin, 46: 1460–1467.
• MARQUES F.G., COBBOLD P.R., 1995, Development of highly noncylindrical folds around rigid ellipsoidal inclusions in bulk simple shear regimes – natural examples and experimental modeling. Journal of Structural Geology, 17 (4): 589-&.
• MARQUES F.O., GUERREIRO S.M., FERNANDES A.R., 2008, Sheath fold development with viscosity contrast: analogue experiments in bulk simple shear. Journal of Structural Geology, 30 (11), 1348-1353.
• NICHOLSON R., 1963, Eyed folds and interfenence patterns in the Sokumfjell marble group, northern Norway: Geol. Mag., 100:59-70.
• RAMSAY J.G., 1967, Folding and Fracturing of Rocks. Mc-Graw Hill, New York, 568
• RAMSAY J.G., HUBER M.J., 1987, The techniques of modern structural geology. Volume 2: Folds and fractures, Academic Press, London.
• REBER J.E., DABROWSKI M., SCHMID D.W., 2012, Sheath fold formation around slip surfaces. Terra Nova, 24: 417-421.
• REBER J.E., DABROWSKI M., GALLAND O., SCHMID D.W., 2013A, Sheath fold morphology in simple shear. Journal of Structural Geology, 53: 15-26.
• REBER J.E., GALLAND O., COBBOLD P.R., LE CARLIER DE VESLUD C., 2013B, Experimental study of sheath fold development around a weak inclusion in a mechanically layered matrix. Tectonophysics, 586: 130-144.
• RICHTER-BERNBURG G., 1980, Salt tectonics, interior structures of salt bodies. Bulletin des Centres de Recherches Exploration-Production Elf-Aquitaine, 4: 373–393.
• TALBOT C.J., JACKSON M.P.A., 1987, Internal kinematics of slat diapirs: AAPG Bulletin-American Association of Petroleum Geologists, 71(9): 1068-1093.
• TALBOT C.J., JACKSON M.P.A., 1991, A glossary of salt tectonics. University of Texas at Austin, Bureau of Economic Geology, Geological Circular, 91–4: 44.
• WILKOSZ P., BURLIGA S., GRZYBOWSKI Ł., KASPRZYK W., 2012, Comparison of internal structure and geomechanical properties in horizontally layered Zechstein rock salt. In: Mechanical Behavior of Salt VII (eds. P. Bérest, M. Ghoreychi, F. Hadj-Hassen and M. Tijani): 89–96. CRC Press, Taylor and Francis Group, Leiden.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).