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Authors: Fernandez Terrones, Naiara
Title: 2D and 3D numerical modelling of multilayer detachment folding and salt tectonics
Online publishing date: 10-Nov-2014
Language : english
Abstract: Numerical modelling was performed to study the dynamics of multilayer detachment folding and salt tectonics. In the case of multilayer detachment folding, analytically derived diagrams show several folding modes, half of which are applicable to crustal scale folding. 3D numerical simulations are in agreement with 2D predictions, yet fold interactions result in complex fold patterns. Pre-existing salt diapirs change folding patterns as they localize the initial deformation. If diapir spacing is much smaller than the dominant folding wavelength, diapirs appear in fold synclines or limbs.rnNumerical models of 3D down-building diapirism show that sedimentation rate controls whether diapirs will form and influences the overall patterns of diapirism. Numerical codes were used to retrodeform modelled salt diapirs. Reverse modelling can retrieve the initial geometries of a 2D Rayleigh-Taylor instability with non-linear rheologies. Although intermediate geometries of down-built diapirs are retrieved, forward and reverse modelling solutions deviate. rnFinally, the dynamics of fold-and-thrusts belts formed over a tilted viscous detachment is studied and it is demonstrated that mechanical stratigraphy has an impact on the deformation style, switching from thrust- to folding-dominated. The basal angle of the detachment controls the deformation sequence of the fold-and-thrust belt and results are consistent with critical wedge theory.rn
Numerische Modelle liefern einen Einblick in die Dynamik von Faltungen mehrschichtiger Ablagerungen entlang von Abscherzonen sowie der Salztektonik. Im Falle dieser Faltungen entlang der Abscherzonen zeigen analytisch abgeleitete Diagramme. Dabei handelt es sich bei der Hälfte der Falten um krustenmaßstäbliche Strukturen. Dreidimensionale Simulationen sind in Übereinstimmung mit denen der zweidimensionalen, wobei die Interaktion der Falten zu komplexeren Mustern führen. Bereits bestehende Salzstöcke führen zu einem veränderten Faltungsmuster, sie lösen die Anfangsdeformation aus. Wenn der Abstand der Salzdiapire viel kleiner ist als die dominierende Wellenlänge der Falte, treten die Diapire in der Faltensynklinalen oder im Schenkel auf.rnDreidimensionale numerische Modelle von â down-buildingâ Diapire zeigen, dass die Sedimentationsrate die Entwicklung von Diapire steuert und gleichzeitig das Gesamtmuster des Diapirismus beeinflusst. Numerische Codes wurden zur Retrodeformation von modellierten Salzdiapire verwendet. Rückwärtsgerichtete Modelle können die Anfangsgeometrien einer 2-dimensionalen Rayleigh-Taylor Instabilität mit einer nicht-linearen Rheologie wieder herstellen. Obwohl die dazwischenliegenden Geometrien von â down-builtâ Diapire wiederhergestellt werden können, zeigen die rückwärts gerichteten Modelle eine Abweichung zu den vorwärts gerichteten Modellen. rnSchließlich zeigt die Untersuchung der Dynamik von Falten und Überschiebungsgürteln mittels einer geneigten, viskosen Abscherzone, dass die mechanische Stratigraphie eine Auswirkung auf den Deformationsstil ausübt. Dies wird anhand des Wechsels von einer Störungs- zu einer Falten-Dominanz angezeigt. Der basale Neigungswinkel der Abscherzone kontrolliert die Deformationssequenz von Falten und Überschiebungsgürteln und stimmt somit mit Theorie der kritischen Keilform überein.rn
DDC: 550 Geowissenschaften
550 Earth sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place: Mainz
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-2916
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: in Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent: 198 S.
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