Brittle-ductile analogue models of fold-and-thrust belts developed during progressive arching: the effect of viscous basal layer pinch-outs

Abstract

Two brittle-ductile analogue models of fold-and-thrust belts developed during progressive arching that include silicone pinch-outs either perpendicular or parallel to the backstop apex motion direction (AMD) have been performed to test their role in fold-and-thrust belt geometry and structural evolution. When the silicone pinch-out is oriented perpendicular to the AMD the deformation front stagnates at the silicone pinch-out and arc-parallel lengthening is accommodated by normal and strike-slip faults. When deformation progresses, the wedge thickens and collapses, developing dismantling units. In contrast, when silicone pinch-outs are parallel to the AMD, different structural styles appear along the fold-and-thrust belt: a foreland verging imbricate system where silicone is absent, and a doubly-verging system where silicone is present, both separated by transfer zones. Additionally, the absence of silicone gives place to fold and thrust belt segments relatively narrower in plan-view and vertically thickened. Both models could be useful to delve into both the deposition of dismantling units and the distribution of along-strike structural differences observed in the Gibraltar Arc fold-and-thrust belt

Se han realizado dos modelos analógicos frágil-dúctiles de pliegues y cabalgamientos desarrollados durante un arqueamiento progresivo que estudian el efecto de la geometría de los límites de la capa dúctil basal, perpendicular o paralela a la dirección de movimiento del ápex (AMD). El objetivo es caracterizar la geometría del cinturón de pliegues y cabalgamientos, así como su evolución estructural. Cuando el límite de silicona es perpendicular al AMD la deformación avanza hasta el límite de la silicona y el estiramiento paralelo al arco es acomodado por fallas normales y de salto en dirección. Después, la cuña se engrosa y colapsa desarrollando unidades de desmantelamiento. Cuando los límites de silicona son paralelos al AMD se observan diferentes estilos estructurales a lo largo del cinturón de pliegues y cabalgamientos: un sistema imbricado vergente al antepaís donde la silicona está ausente y un sistema doble-vergente en presencia de la silicona, ambos separados por zonas de transferencia. Además, la ausencia de silicona da lugar a segmentos de cinturones de pliegues y cabalgamientos estrechos en planta y verticalmente engrosados. Ambos modelos son útiles para investigar el depósito de unidades de desmantelamiento y la distribución de las diferencias estructurales observadas a lo largo del cinturón de pliegues y cabalgamientos del arco de Gibraltar