Brittle and ductile deformation around partially melted stepped dykes: insights from analogue modelling

Abstract

We present the analysis of two analog modelling experiments that studied the processes related to deformation in syntectonic “en echelon” dykes. The analogue materials used are white plasticine for the brittle-ductile host rock, and partially molten chocolate couverture for the melted dykes.The results show the highly heterogeneous distribution of strain around the deforming dykes due to the strong competence contrast between the materials. Dykes stretch and rotate at a higher rate than the host material. The higher strain is concentrated at the tips and the outer margins of the dyke, where shear zones localize. New fractures grow and propagate across dyke overlapping zones. The differences in the initiation and evolution of ductile and brittle structures between the two experiments are related to the initial arrangement of the dyke system (within the shortening or the extensional strain field ). This work gives insight into the relations between structures found in syntectonic dykes and the process and conditions responsible for it developing in naturePresentamos el análisis de dos experimentos realizados mediante modelización analógica para el estudio de procesos de deformación en diques sintectónicos dispuestos “en echelon”. Los materiales analógicos utilizados son plastilina blanca para el encajante frágil-dúctil, y cobertura de chocolate parcialmente fundida para los diques. Los resultados muestran una distribución de la deformación altamente heterogénea alrededor de los diques debido al gran contraste de competencias entre los materiales. Los diques se elongan y rotan a una tasa mayor que el encajante. La mayor deformación se concentra en las puntas y en los márgenes exteriores de los diques, donde se localizan cizallas. Crecen nuevas fracturas y se propagan a través de las zonas de solapamiento entre los diques. La diferente evolución de las estructuras en ambos experimentos se debe a la orientación inicial del sistema escalonado de diques (dentro del campo de esfuerzos de acortamiento o extensional). Este trabajo muestra las relaciones entre las estructuras asociadas a diques sintectónicos y el proceso y condiciones necesarios para su desarrollo en la naturaleza