The effect of the rheological column on the structural style in progressive arcs: ductile and brittle-ductile analogue models

Abstract

Analogue models have been performed to simulate a progressive arc indenting in a parallelepiped composed only of silicone and of silicone and a layer of sand of progressively increasing thickness. The experiments permit to study the ductile deformation within the silicone and the influence of the sand thickness on the development of structures. To do so, we used an indenter that diminished its curvature ratio while its protrusion degree increased with progressive deformation. In all models, strain was partitioned between arc-perpendicular shortening and arc-parallel stretching. In silicone models, the deformation was homogeneous, while even when a very thin sand layer was sieved on top, heterogeneous deformation was observed, and folds, thrusts, strike-slip and normal faults formed. With increasing sand layer thickness, folds wavelength increases and blocks capped by sand individualize and rotate clockwise and counterclockwise in the left and right arc limbs, respectively. With progressive deformation, some of these structures evidence a change in the kinematic regime because of rotations around a vertical axis

Se han hecho modelos analógicos con un backstop que simula un arco progresivo deformando un paralelepípedo compuesto sólo por silicona y con una capa de arena cuyo espesor se incrementó progresivamente. Esto permite estudiar la deformación dúctil en la silicona y la influencia del espesor de arena en el desarrollo de estructuras. Para ello, usamos un indenter que disminuyó su radio de curvatura mientras su grado de protrusión se incrementó con la deformación progresiva. En todos los modelos se observó un reparto de la deformación entre acortamiento perpendicular y estiramiento paralelo al arco. En los modelos con silicona, la deformación fue homogénea mientras que al poner una fina capa de arena sobre ella, se observó deformación heterogénea, y se formaron pliegues, cabalgamientos, fallas de salto en dirección y normales. A medida que se incrementa el espesor de arena, la longitud de onda de los pliegues aumenta y se individualizan bloques que rotan en el sentido horario y antihorario en el flanco izquierdo y derecho, respectivamente. Con la deformación progresiva, algunas estructuras evidencian un cambio de régimen cinemático por rotaciones en el eje vertical