
地質学におけるデタッチメント褶曲は、断層の上方への伝播なしに、デコルマン(またはデタッチメント)に沿った層平行な衝上断層運動が発達することによって発生します。下層の衝上断層に沿った継続的な変位によって生じる歪みの調整により、上層の岩石単位が褶曲します。視覚的な補助として、床に敷物を置いたところを想像してください。左足を敷物の一方の端に置き、(左足で)もう一方の端に向かって押すと、敷物は床(デコルマン)を横切って滑り、上方に折り畳まれます(デタッチメント褶曲)。図 1 は、デタッチメント断層によって想定される形状の一般化表現です。

定義
デタッチメント褶曲は、頁岩や岩塩などの機械的に弱い層や不適格な単位、または不適格な単位とより適格な単位との境界にかかるひずみが、単位からの抵抗を誘発し、通常、適格な単位で観察される褶曲を引き起こすことによって発生する。[1] [2] [3]これらの単位の抵抗がひずみによって克服されるか、単位間のひずみの変動が十分に大きくなると、デタッチメント断層と呼ばれる剪断運動が発生する可能性がある。定義によると、デタッチメント断層は不適格な単位内、または不適格な単位と適格な単位の境界に位置し、単位間のひずみの差を調整し、平面場で変位を生じさせる。[ 1] [2] [3] [4] [5]デタッチメント褶曲は、基盤が変形に関与する厚皮変形の領域と、変形が地殻の比較的浅い深さで発生する 薄皮変形の領域で発生する。
分離折り畳みのモード
各モデルで認識されるべき主要な考え方の 1 つは、体積保存の法則です。これは、保存が物理学の基本法則であるため、地質学にも適用されるべきです。体積保存を維持する 2 つの方法は、ユニットの肥厚と不適切な材料の向斜偏向であり、どちらも発生する可能性があります。
J. Contreras (2010) は、質量保存方程式を使用して、低振幅の剥離のモデルを開発した。その結果、短縮と体積保存に対する初期反応として層の肥厚が発生することが示唆されている。[6] Hayes と Hanks (2008) は、褶曲の開始時に層の肥厚が確認されており、具体的には、彼らのフィールドデータでは、褶曲の縁ではなくヒンジで肥厚が起こっているとしている。[2]剥離褶曲の形状を定義する場合、全体の形状に影響を与えることが記録されているため、層の肥厚を定義する必要があるかもしれない。[7]可変の縁の厚さが想定されているが、時間の経過とともに、縁の回転と縁の長さが変形の主なメカニズムになり、褶曲の振幅の増加につながる。[6]
図 2 の向斜のたわみは、褶曲構造において背斜に隣接する向斜が、より低い無能なユニットに伸びる褶曲の結果です。これらは通常、波長が高く振幅が小さい領域で発生します。[3]この領域の占有により、背斜コアへの物質移動という形で、分離の上部に変位が発生します。[3] [8]地域的な位置からの撤退は、有能なユニットと無能なユニットの厚さと粘性の差、および無能なユニットの延性に依存しており、 [3]コントレラスと同様に、[6]ユニットのたわみと物質移動から、枝の回転と枝の伸長への移行を認識しました。
剥離フォールドの進化
単層のデコボコ断層の運動学的進化を説明するために多くのモデルが開発されてきたが、 [7] [9] [10] [11] [12]多くのモデルは多層、複雑な褶曲形状[12]または褶曲形状や機械的に異なる地層単位による差動ひずみを考慮していない。[13]これらのモデルは大規模なデコボコ褶曲の良い指標ではない可能性があり、デコボコ褶曲の褶曲形状の解釈を支援するのに適している。なぜなら、その運動学的進化は一般に単褶曲、単一単位の変形に関連付けられているからである。しかし、不調和褶曲の定義(下記)は、基本モデルの多くの形状と属性を含むより広い領域にわたる多くの種類の対称褶曲を組み込んでおり、これらのモデルの適用に適している可能性がある。

基本的な褶曲形状[7] [9] [10] [11] [12]を不調和褶曲という用語に組み込むと、デタッチメント褶曲は不調和褶曲またはリフトオフ褶曲の2つのカテゴリのいずれかに分類できます。不調和褶曲(図3)は、外縁では平行な形状、地層学的に異なる下位の単位では中間縁が非平行な形状を特徴とするデタッチメント褶曲として定義されます。これは、ひずみの消散または機械的地層の変化の結果としての差動ひずみによって引き起こされ、褶曲の終了は通常デタッチメントにつながります。[2] [3] [12]リフトオフデタッチメント褶曲は、すべての単位で等傾斜褶曲を特徴とし、背斜には緊密な等傾斜褶曲の弱いユニットがあり、外側のユニットに沿って平行な形状が存在することがあります。[3] [14]現在のデタッチメント褶曲の例は、中央ヨーロッパのジュラ山脈で見ることができます。この地域は、基本的な褶曲形状の多くを包含し、不調和形状とリフトオフ形状の両方を含むという点で、 ミトラ[3]が提唱した分離褶曲の進化の考え方を補完するものである。
不調和褶曲とリフトオフデタッチメント褶曲は、通常、別々の変形モードで形成されると考えられている。しかし、[3] Mitra (2003) は、統一運動モデルでこれらの考えに異議を唱え、デタッチメント褶曲の進化では、変形が進行すると不調和形状からリフトオフデタッチメント褶曲への褶曲遷移が生じるという説を提唱した。ほとんどの運動モデルは、モデル内に境界条件を設定し、変数を制限することで、最も単純な形状を生み出すように開発されているが、統一モデルは、機械的地層パラメータ[2]肢長延長、肢回転、[6] [8] [14]面積バランス、背斜および向斜偏向を組み込んで、デタッチメント褶曲の進化を均一に示すシステムを開発している。
デタッチメント褶曲の進化は、機械的に異なる不適格なユニットと適格なユニットを持つ、振幅が低く短い圧縮環境というモデル仮定から始まります。褶曲は短縮によって始まります。肢の伸長と回転、ヒンジの移動により、向斜面が元の位置より下に移動し、向斜面の谷の下の延性物質が背斜面の核に流れ込みます。その結果、背斜面の褶曲の振幅が増加します。[3] [4] [5] [6] [15]
ヒンジの移動が支配的なさらなる圧縮により、褶曲が引き締まり、背斜核内の空間調整の問題が発生し、不調和褶曲の形成につながります。[16] [17] EpardとGroshong(1994)は、不調和褶曲に似たパターンを認識し、それを二次短縮と名付けました。[18]基本モデルと実験[4] [6] [12] [19]、および同心褶曲モデル[9] [20]は、単層の分離褶曲に焦点を当てているため、不調和褶曲を認識できず、実験方法の解像度が不足していたり、複数のユニットを仮定しているにもかかわらず、変形によって不調和を引き起こす可能性のあるユニットパラメータが制限されています。 背斜核内の継続的な短縮と余分な物質は、振幅と不調和褶曲の増加につながるだけでなく、褶曲した向斜または背斜領域からの推力の開始につながる可能性があります。等傾斜褶曲は、肢の回転によるさらなる変形とヒンジの移動により、最終的にリフトオフ形状をとる。[4] [3]向斜褶曲に逆断層が形成されている場合、それが回転して、さらなる締め付けと回転により、分離したリフトオフ褶曲の形成を助ける可能性がある(図4)。[3]
剥離断層
断層はデタッチメント褶曲から、または褶曲に関係する運動学的メカニズムを通じて発達することが多いことが文書化されている。[4] [3] [6] [7] [15] [19] [21]一般に、断層は断層滑りとデタッチメント褶曲の間に2つの方法で発生する可能性がある。第一に、褶曲した肢の漸進的な褶曲または締め付けが最大の褶曲形状に達し、褶曲からせん断への移行が生じたときに、断層が誘発される可能性がある。[4] [12]第二に、物質の流れと収容空間が平衡状態にない場合、断層が背斜核に伝播する可能性があることが示唆されている。[4]物質の流れが不十分であるという考えは、褶曲と回転が継続することによる断層ほどうまく対処されていないかもしれないが、そのような議論の根拠は、面積が保存されるという強い信念にある。保存されなければ、断層がそれを補う可能性が高い。対称的なデタッチメント褶曲のデタッチメント断層の基本的な形状を図4に示す。非対称および対称の設定における断層デタッチメント褶曲の進化モデルについては、 Mitra [4] [15]を参照。
断層は対称褶曲でも非対称褶曲でも発生する可能性があり、類似点と相違点の両方を持つ断層形状を生じる。どちらの状況でも、断層は褶曲の固定と歪みの蓄積に依存しており、通常は臨界角で発生する。非対称褶曲は褶曲の前肢(スラスト源から最も遠い肢)で発生し、褶曲を構成する地層単位に歪みを吸収するか、または歪みを伝達する可能性がある。[15]歪みを吸収するシステムは、三角形の形状の三面せん断帯[22]として認識されている。一方、平行変形帯は褶曲単位全体にせん断を伝達し[15]、通常は平行四辺形または長方形の形状をとる。これらの 2 つの変形パターンは単一の褶曲に存在する可能性があり、継続的な変形中にいつか分離と再接続する可能性がある。また、非対称褶曲形状では、地層の回転と移動により前肢全体にせん断が生じるため、逆断層が発生する可能性がある。
対称断層は、以前は基本的に「リフトオフ」褶曲という名前で扱われていました(図 4 を参照)。対称褶曲における進行性肢回転とロックアップは、褶曲の前肢と後肢の両方で剪断を引き起こし、その結果、両方の肢に断層が生じてリフトオフを引き起こす可能性があります。非対称褶曲断層と同様に、基底剥離に沿って進行性滑りが発生すると、前肢または後肢(スラストの発生源に最も近い肢)のスラストが基底剥離と再接続する可能性があります。[15]断層のより堅牢な定義については、Mitra 2002 を参照してください。[4] [15]
参考文献
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