ABSTRACT

We investigated quantitatively the propagation of a reactivated strike-slip fault through a sedimentary cover. To this end we prepared five simplified analogue models that reproduce a chain withits frontal allochtonous wedge overrunning the foreland. The foreland/chain deformation follows the reactivation of an inherited strike-slip fault cutting the foreland domain. The observation and quantification of the effects of this reactivation, in particular on theorogenic wedge front,  provide new insight on the evolution of this type of tectonic setting. We placed special emphasis on quantifying the structural features observed in the models to (1) interpret the kinematics of the reactivated shear zone, and (2) put forward hypotheses on areas indirectly affected by the reactivated fault. The interpretation of the models was based on an integrated analysis of surface and subsurface data. The results show that the geological setting is strongly influenced by the presence of a reactivated preexisting lineament, that ultimately controls the development andpattern of newly-formed faults. Finally, we present and discuss two natural examples (in Italy Molise-Gondola shear zone, Southern Apennines, and Scicli-Ragusa line, Sicily) in view of the modelingr esults.

KEYWORDS: Fault reactivation, foreland, orogenic wedge, sandbox models, quantitative analysis.

RIASSUNTO

Propagazione di una faglia trascorrente ereditata attraversoun sistema avampaese/catena: aspetti quantitativi e applicazionisulla base di modelli analogici.

Nel presente lavoro è stata investigata quantitativamente la propagazione di una zona di taglio regionale, trascorrente, ereditata che, riattivandosi, fa risentire i propri effetti su una copertura sedimentaria. Tale copertura è data dalla parte frontale di una catena caratterizzata da unità alloctone (cuneo orogenico), marcatamente sovrascorse sul relativo avampaese in cui è presente la zona di taglio stessa. Per questo motivo, sono stati realizzati cinque modelli analogici che riproducono in modo semplificato le deformazioni a carico di un sistema costituito da avampaese-cuneo orogenico-catena, conseguenti alla riattivazione di una faglia trascorrente ereditata sita all’interno dell’avampaese e ortogonale al fronte della catena. Le osservazioni e le analisi quantitative degli effetti della riattivazione sul cuneo orogenico e sulla catena, possibili grazie alla grande quantità di dati facilmente ricavabili dai modelli, forniscono in particolare ulteriori e nuovi spunti sulla conoscenza della possibile evoluzione di questi sistemi e contestistrutturali. Particolare attenzione è stata dedicata agli aspettiquantitativi di elementi strutturali osservati nei modelli per (1) interpretare correttamente la cinematica del lineamento riattivato e (2) formulare osservazioni e ipotesi sui domini che non ospitano direttamente il lineamento riattivato (cuneo orogenico e catena). L’interpretazione dei modelli si è basata sull’osservazione e l’analisi congiunta dei dati raccolti in superficie e in profondità (superficie del modello e sezioni del modello stesso). I risultati mostrano cheil contesto geologico è fortemente influenzato dalla presenza di un lineamento preesistente che si riattiva e che controlla lo sviluppo delle faglie di nuova formazione. Al termine del lavoro, vengono proposti e discussi due esempi di casi naturali in Italia (Molise-Gondola shear zone, Appennino Meridionale e linea Scicli-Ragusa,Sicilia) alla luce dei risultati dei modelli analogici qui presentati.

TERMINI CHIAVE: Riattivazione, avampaese, cuneo orogenico, modelli analogici, analisi quantitativa.

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