
付加体または付加プリズムは、収束型プレート境界において、沈み込んでいないプレート上に堆積物が付加されて形成される。付加体の大部分は、沈み込む海洋地殻のスラブから削り取られた海洋堆積物で構成されているが、場合によっては、上盤プレート上に形成された火山島弧の侵食生成物が含まれることもある。
付加体とは、現在(現代では)または過去の付加体である。付加体は通常、陸源物質のタービダイト、海底の玄武岩、遠洋性および半遠洋性堆積物の混合物で構成されている。例えば、日本の地質基盤の大部分は付加体で構成されている。[ 1 ]
付加体と付加テレーンは、プレートテクトニクスとは同義ではなく、プレートテクトニクスと関連しており、テクトニクス衝突の結果として付加される。付加体に組み込まれる物質には、以下のようなものがある。
線状の島列、海嶺、マダガスカルや日本などの小さな地殻断片といった、海洋盆地内の隆起した領域は、テレーンとして知られ、沈み込み帯に向かって運ばれ、大陸縁辺部に付加される。約3億6000万年前の後期デボン紀から前期石炭紀にかけて、北アメリカ大陸の西縁部の下での沈み込みにより、テレーンとの衝突が何度か発生し、その都度造山運動が起こった。これらの付加されたテレーンが少しずつ加わることで、北アメリカ大陸の西縁部に沿って平均600 km (370 mi)の幅が広がった。[ 2 ]
付加体の地形的表現はリップを形成し、それが堆積した物質の盆地を堰き止める可能性があり、そうでなければ、それらの物質は上盤プレートから海溝に運ばれるはずである。付加体はメランジュの生息地であり、メランジュは激しく変形した岩石の塊で、一貫した内部層状構造や一貫した内部秩序を欠いている。[ 3 ]
付加体内部の構造は、薄皮構造の前縁衝上断層帯に見られる構造と類似している。海溝に向かって傾斜する一連の衝上断層が形成され、最も新しく外側に位置する構造が、より古く内側に位置する衝上断層を徐々に隆起させていく。
楔形岩体の形状は、基底デコルマン面および内部における岩体の破壊のしやすさによって決まります。これは間隙水圧に非常に敏感です。この破壊によって、臨界テーパーを持つ平衡三角形断面形状の成熟した楔形岩体が形成されます。楔形岩体が臨界テーパーに達すると、その形状を維持し、より大きな相似三角形へと成長していきます。

上盤プレートの上に押し上げられた海洋地殻の小さな断片は、衝上したと言われます。このような現象が起こると、オフィオライトとして知られる海洋地殻のまれな断片が陸上に保存されます。これらは、海洋地殻の組成と特性、および陸上への定置と保存のメカニズムを研究するための貴重な自然の実験室となります。典型的な例は、北アメリカで最も広範囲に及ぶオフィオライトテレーンの1つであるカリフォルニアのコーストレンジオフィオライトです。この海洋地殻は、おそらく約1億7000万年前の中期ジュラ紀に、背弧海盆または前弧海盆内の伸張体制で形成されました。その後、ローラシア大陸の縁辺部に付加されました。[ 4 ]
造山前の堆積物の縦方向の堆積物のテーパーは、南シナ海縁辺部の海底前縁付加帯の曲率と強く相関しており、造山前の堆積物の厚さが前縁構造の形状を主に制御していることを示唆している。前進する付加楔の前方に斜めに位置する既存の南シナ海斜面は、前縁褶曲の前進を妨げ、褶曲は南シナ海斜面の走向に沿って連続的に終結する。南シナ海斜面の存在は、北北西方向の衝突褶曲の走向をより急激に北東方向の走向へと変化させ、南シナ海斜面の走向と平行にしている。分析によると、造山前の力学的/地殻的不均質性と海底地形は、初期の台湾弧大陸衝突帯における衝上断層帯の発達を強く制御している。[ 5 ]
付加体では、重なり合った衝上断層を活性化する地震活動が、上部地殻からのメタンと石油の上昇を引き起こす可能性がある。[ 6 ]
付加体を臨界テーパー状の堆積物楔として扱う力学モデルは、間隙水圧が基底せん断強度と内部せん断強度を変化させることでテーパー角を制御することを示している。いくつかの研究結果によると、付加体楔の間隙水圧は、間隙水圧を駆動する要因(ソース項)と流れを制限する要因(透水性と排水経路長)に対する動的に維持される応答と見なすことができる。堆積物の透水性と流入する堆積物の厚さが最も重要な要因であり、断層の透水性と堆積物の分配は影響が小さい。ある研究では、堆積物の透水性が増加すると、間隙水圧がほぼ岩石静水圧から静水圧まで低下し、安定したテーパー角が約2.5°から8°~12.5°まで増加することがわかった。堆積物の厚さが増加すると(100~8,000 m(330~26,250フィート))、間隙水圧の上昇により、安定テーパー角は 8.4°~12.5° から <2.5~5° に減少します。一般的に、低透水性で厚い流入堆積物は、浅いテーパー形状と一致する高い間隙水圧を維持しますが、高透水性で薄い流入堆積物は、急な形状をもたらすはずです。北アンティル諸島や南海東部のように、流入セクション内に細粒堆積物の割合が大きい活動的な縁辺部では、テーパー角は小さくなりますが、カスケード、チリ、メキシコのように、砂質のタービダイトの割合が高い活動的な縁辺部では、テーパー角は急になります。活動的な縁辺部からの観測では、堆積物の厚さが増加すると(<1 km から 7 km まで)、テーパー角が減少する(>15° から <4° まで)強い傾向も示されています。[ 7 ]
付加体における湿潤堆積物の急速な地殻変動による負荷は、流体圧を上昇させ、膨張性破壊を引き起こすのに十分な圧力に達する可能性がある。付加体の下に沈み込み付加された堆積物の脱水は、このような高圧流体の安定的な大量供給を生み出す可能性がある。膨張性破壊は流体の逃避経路を作り出すため、流体圧はせん断破壊と斜め引張(膨張性)破壊の遷移に必要な値に緩衝される可能性が高く、最大圧縮がほぼ水平であれば、この値は負荷圧力をわずかに上回る。これにより、付加体の強度は凝集強度に緩衝される。凝集強度は圧力に依存しないため、付加体全体で大きく変化しない。付加体の前面付近では、強度は付加体内の既存の衝上断層上の凝集強度に等しいと考えられる。くさびの底部のせん断抵抗もほぼ一定で、基底剥離面として機能する弱い堆積層の凝集力に関係する。これらの仮定により、単純な塑性連続体モデルを適用することができ、付加体の緩やかな凸状のテーパーをうまく予測できる。[ 8 ]
ペラヨとワインズは、一部の津波現象は付加体ウェッジの基底デコルマンに沿った堆積岩の破壊によって引き起こされたと仮定している。[ 9 ]
付加体ウェッジの後部が弧状海盆の岩石に向かって逆断層運動を起こすことは、付加体テクトニクスの一般的な特徴である。付加体ウェッジのバックストップが弧状海盆に向かって後退し、付加された物質がそのようなバックストップの下に配置されるという従来の仮説は、多くの活発な前弧からの観測結果によって否定されている。これらの観測結果は、(1)逆断層運動が一般的であること、(2)前弧海盆が付加体ウェッジのほぼ普遍的な関連構造であること、(3)画像化された前弧基盤が堆積層から分岐し、ウェッジの下に沈み込み、その上にある堆積物がウェッジに押し上げられているように見えることを示している。ウェッジの頂部と前弧海盆の表面との間の起伏が大きい場所では、逆断層に沿ったせん断応力によって起伏が支えられなければならないため、逆断層運動が起こりやすい可能性がある。 [ 10 ]