Geometry and kinematics of experimental antiformal stacks

Abstract

Sandbox experiments with different boundary conditions demonstrate that antiformal stacks result from a forward-breaking thrust sequence. An obstacle blocks forward thrust propagation and transfers the deformation back to the hinterland in a previously formed true duplex. In the hinterland, continued shortening causes faults to merge toward the tectonic transport direction until the older thrusts override the younger thrusts. In experiments using thin sand layers or high basal friction, shortening is accommodated by a cyclic process of thrusting, back rotation of the newly formed thrust combined with strong vertical strain, and nucleation of a new thrust. Continuous deformation produces an antiformal stack through progressive convergence of branch lines. key words: basement structures, slightly dipping basal detachment, sand layer thickness, basal friction.

Positive inversion of extensional footwalls in the southern Serra do Espinhaço, Brazil - insights from sandbox laboratory experiments

“…The differences shown by models II and III are related to the thrust system geometry, an imbricate thrust system and an overlapping ramp anticline which produced an antiformal stack with increasing displacement, respectively. According to Gomes and Ferreira (2000), an antiformal stack forms in sandbox models when the regular forward development of a foreland vergent thrust system is inhibited. This impediment may be related either to the presence of an obstacle in the foreland, or to a high friction along basal detachment.…”

Modelos Físicos De Falhas De Empurrão Com Trajetória Em Degrau

“…Para tal, adotou-se o modelo clássico da formação de cinturões de dobras e falhas pelo processo de upthrusting. O trabalho constitui parte de uma pesquisa sobre mecanismos de deformação de sistemas compressivos e transpressivos, o qual gerou, entre outros, um estudo sobre a formação de pilhas antiformais (Gomes & Ferreira 2000). O interesse pelas falhas com trajetória em degrau nasceu de um estudo sobre o Sistema de Cavalgamento Fundão-Cambotas, um cinturão de dobras e falhas, brasiliano, na região leste do Quadrilátero Ferrífero, no Estado de Minas Gerais.…”

“…Sob alta magnitude de deformação, o processo acima descrito (relativo aos modelos FBF-lb, 2a e 2b) que conduziu à formação de falhas com 'falsa' geometria em degrau, pode gerar um sistema de empurrões do tipo pilha antiformal. Este processo ocorre após forte encurtamento quando o antepaís é submetido a uma obstrução total do deslocamento, como já descrito em Gomes & ferreira (2000).…”

“…Sugere-se, portanto, que uma variação na pressão dos poros na zona do descolamento, em princípio alta, como preconizado entre outros por Davis (1983) e Rubey & Hubbert (1959), possa gerar na natureza uma interrupção, pelo menos temporária, no processo de falhamento por colapso da lapa. Neste caso, o encurtamento prossegue com a formação de uma pilha antiformal (Gomes & Ferreira 2000) ou, na presença de uma camada incompetente intercalada em um pacote competente, com a formação de uma ou mais falhas com trajetória em degrau. CONCLUSÕES As modelagens demonstraram que a simulação física de falhas com trajetória em degrau não aflorantes, exige, em caixas de areia, condições especiais.…”