Some aspects on the origin of fold-type fabrics — theory, experiments and field applications

Zusammenfassung

Eine anwendungsbezogene Deutung der Gefügegenese muß in erster Linie auf geometrischen Überlegungen beruhen, damit sie auf Geländedaten übertragen werden kann. Ausgehend von Partikelbewegungsfeldern, die für homogene und isotrope Körper gelten, wird eine Theorie der Genese faltenförmiger Gefüge entwickelt, die konzentrische und kongruente Biegegleitfalten und Knickzonen bei rhombischen und monoklinen Deformationstypen erfaßt. Die Ergebnisse von Experimenten und der Vergleich mit Geländebefunden bestätigen weitgehend die Theorie und tragen zu ihrer Weiterentwicklung bei. Einige Trends zeichnen sich ab: Mit steigender Monoklinität des Deformationstyps nimmt die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Knickzonen auf Kosten von konzentrischen und kongruenten Biegegleitfalten zu. Während der Anteil monokliner Deformation zur Tiefe hin größer wird, zeigt eine rhombische Symmetrie der Falten im elastisch-plastischen Bereich die Nähe der Erdoberfläche oder einer Abscherungsfläche an. Bei zunehmender Anisotropie werden zunächst bevorzugt Scherbrüche, dann Knickzonen und schließlich kongruente und konzentrische Biegegleitfalten gebildet.

Abstract

An applicable interpretation of fabrics should be based mainly on geometrical considerations in order to cover available field data. Therefore a theory on the formation of foldtype fabrics including congruent and concentric flexural-slip folds as well as kink bands in materials subjected to rhombic and different monocline strain types is derived by means of particle motion fields for homogeneous and isotropic bodies. The analysis of experimental results and their comparison with field observations largely confirms the theory and contributes to its improvement. Some trends can be established: With increasing monocline character of the strain type, the probability of concentric and congruent flexural-slip folding is reduced. It is substituted by kink band formation. While the portion of monocline strain is enlarged with depth, rhombic fold symmetry indicates, in the realm of elastic-plastic behaviour, the proximity of the surface of the earth or of a detachment surface. With gradual increase of the rock anisotropy, the development of shear faults, kink folds and, finally, congruent and concentric flexural-slip folds is favoured.

Résumé

L'interprétation, en vue de son application, de la genèse des formes structuraux résultant de processus tectoniques doit être basée essentiellement sur des raisonnements géométriques pour qu'elle corresponde à la structure des observations faites sur le terrain. Pour cette raison, une théorie de la formation des formes structuraux d'aspect plissé, y compris des plis semblables ou isopaques à glissement banc sur banc ainsi que des knicks, est développée à partir d'une figuration générale des mouvements des particules dans les corps homogènes et isotropes soumis à des déformations à symétrie orthorhombique ou monoclinique. L'analyse des résultats expérimentaux et des comparaisons avec des observations sur le terrain confirment largement la théorie et contribuent à son perfectionnement. Quelques tendances se dessinent: avec l'accroissement du caractère monoclinique de la déformation s'accroît aussi la probabilité de la formation des knicks plutôt que des plis à glissements banc sur banc, concentriques et congruents. Tandis que la déformation monoclinique prend une part plus importante avec la profondeur, la symétrie orthorhombique des plis en régime de déformation élastoplastique indique la proximité de la surface de la Terre ou d'une surface de décollement. Avec l'augmentation de l'anisotropie des roches, la formation de cassures de cisaillement, de knicks et enfin de plis semblables et isopaques à glissement banc sur banc est favorisée.

Краткое содержание

Для того, чтобы интерп ретировать обазован ие структур данного рельефа, необходимо, прежде вс его, обосновать их гео метрически. Исходя из полей передвижния частиче к, действительных для гомогенных и изотропных тел, развили теорию проис хождения складчатых структур, охватывающих, как концентрические, так и флексурные складки, получившиеся в резул ьтате скольжения между сло ями, а также зоны изгиб а при ромбическом и монокл инном типе деформации. Резу льтаты опытов сравни ли с формами, установленными при полевых исследов аниях. При этом подтве рдили теоретические рассуждения и дополн ии их. Вырисовывается следующая тенденция: при увеличении монок линной деформации ве роятность появления зон изгибо в за счет концентричес ких и конгруентных ск ладок возрастает, В то время, как доля моноклинной деформации с глубино й возрастает, вблизи по верхности земли, или поверхност и скола, в эластичных р егионах, появляются при увеличении анизо тропии сначала разры вы скольжения, затем зон ы изгибов, и наконец, кон груентные и концентр ические флексурные складки в результате скольже ния между слоями.