Über die mechanischen Ursachen von parallelen Abschiebungen

Abstract

Gruppen von parallel einfallenden Abschiebungen treten in der Natur sehr häufig und in unterschiedlichsten Dimensionen auf. Existierende, überwiegend experimentelle Arbeiten führen einheitliches Einfallen auf laterale Festigkeitsschwankungen oder, vor allem, auf horizontale Scherspannungen zurück (e.g. Brun et al. 1994, Behn et al. 2002). Einheitliche horizontale Scherspannungen im großen Maßstab werden mit einer konsistenten Fließrichtung in der mittleren und/oder unteren Kruste erklärt. Beobachtungen in einigen der bedeutensten Rift-Systeme lassen jedoch beide Erklärungen als zentrale Ursache unwahrscheinlich erscheinen. In der Basin-and-Range-Provinz in den westlichen Vereinigten Staaten ändert sich die Einfallrichtung von parallelen Abschiebungen im Streichen der Störungen, so dass strukturelle Domänen mit intern einheitlicher Einfallrichtung entstehen, die von Blattverschiebungen untereinander getrennt werden. Eine solche Geometrie ließe sich nur mit bizarren Fließmustern in der Unterkruste erklären. Wir präsentieren numerische Extensionsexperimente von sprödem Material, das auf einem linear-viskosen Substrat ruht... In unseren Modell sind parallele Abschiebungen nicht, wie bisher angenommen, auf einheitlichen horizontalen Scherstress, sondern auf vertikale Normalspannungen zurückzuführen, d.h. auf den Widerstand, den das viskose Substrat vertikalen Blockbewegungen in der spröden Lage entgegensetzt. Wenn unser Modell richtig ist, würde das für Gebiete wie die Basin-and- Range-Provinz bedeuten, dass die spröde Oberkruste auf einer wenige Kilometer dicken, viskosen mittleren Kruste liegt, die wiederum ein festeres Substrat hat. Die Unterkruste müsste deutlich fester sein als die mittlere Kruste. Es scheint, dass Folgen von parallelen Abschiebungen häufig in dünnen, niedrig viskosen Lagen (etwa Ton oder Salz) wurzeln.