Jökull


Jökull - 01.01.2014, Síða 72

Jökull - 01.01.2014, Síða 72
Ingi Þ. Bjarnason main ring fault of calderas, or even on what is com- monly observed in the field (e.g. Walker, 1984; Gud- mundsson, 1998b; Roche et al., 2000; Gudmunds- son, 2007). Anderson (1936) predicted, theoretically, that calderas ring faults should dip steeply outward, with reverse sense of motion above an underpressured magma chamber. The Anderson model has been favoured for a long time and has in general been confirmed by analogue experiments on caldera structures and development in the laboratory (e.g. Roche et al., 2000; Burchardt and Walter, 2009). Acocella (2007) has reviewed the sub- ject. Most of the work carried out in this field seems to comply with the Anderson-type ring fault in the first stages of caldera collapse (Acocella, 2007). In later collapse stages of caldera formation, the laboratory experiments show a second set of ring faults develop, with inward dip and normal sense of motion. The sec- ond set of ring faults was not a part of Anderson’s prediction, perhaps because his analytical theory was describing the initial stress stages in caldera forma- tion, and because his theory explained well observa- tions of calderas in Scotland in his time. The second major ring fault is concentric with the initial major ring fault but lies further outside, which increases the diameter of the caldera. The analogue experiments in- dicate that inward dipping major fault has steeper dip than the initial major ring fault at shallow depth, but the two join at greater depth (Acocella, 2007). Bur- chardt and Walter (2009) have shown with analogue experiments that the drop of the caldera floor in later stages of a caldera development is increasingly taken up with normal faulting on the outer lying ring fault. In studies on deeply eroded (1–2 km) calderas of extinct central volcanoes in Iceland, usually only one set of near vertical ring fault patches is reported (e.g. Sigurdsson, 1970; Fridleifsson, 1973; Jóhannesson, 1975; Torfason, 1979; Franzson, 1978). An excep- tion is perhaps Geitafell, an extinct central volcano in Southeast Iceland (Figure 1), where patches of con- centric sets of ring faults are observed inside and out- side the main ring fault (Fridleifsson, 1983). None of the reported studies mentioned did directly mea- sure the degree of the dip angle of the caldera fault. They usually infer inward dip with normal sense of motion, based on a sharp change in the dip of the strata with steeply inward dipping layers, just inside the caldera fault. Recently, however, a measurement has been carried out on a 300 m long segment of caldera fault in Southwest Iceland that has an average 85◦ inward dip with normal sense of motion (Brown- ing and Gudmundsson, 2015). Jóhannesson and Sae- mundsson (2009) have mapped ∼15 eroded calderas in Iceland. All of them have inward dipping ring fault patches, interpreted to be a part of the main ring fault of the calderas (H. Jóhannesson, pers. comm., Jan. 2015, and several other geologists). So far the only exception found to this comes from Steffi Bur- chardt (pers. comm., Feb. 2015). She observed curved outward dipping antithetic fault patches in the extinct Geitafell volcano, in the same outcrop as the main in- ward dipping ring fault. However, an antithetic fault may not be a good candidate for a major second set of a ring fault. Fridleifsson (1983) mapped curved patches faults close (∼1.0 km) to the Geitafell’s main caldera fault. One of these, which can be traced a considerable dis- tance, has inward dip with reverse sense of motion, and appears to join the caldera fault. Fridleifsson (1983) speculates that this fault first acted as a reverse fault, but later as caldera fault. In the present com- munication it is, however, proposed that the opposite may have happened. The reverse fault is reactivated caldera fault from the time of caldera resurgence. For a normal fault, originally close to vertical, to be reactivated into a reverse fault, a major change in stress field is required. The question arises if there are more signs in the geological record of Iceland than al- ready reported (Fridleifsson, 1983; Gudmundsson et al., 2008), to support that normal faults have been re- activated. Sibson (1985) presents an expression for the optimal angle (θ?) between a fault plane and the maximum principal stress (σ1) for reactivation, that depends on the coefficient of friction (f). For faults of normal strength (f=0.6–0.7), θ? is in the range 28– 30◦, but for weak faults (f=0.1–0.2) (Carpinteri and Paggi, 2004) the range is 39–42◦. It should be noted that faults can get reactivated in a wider range around the optimal angle. In the case of a caldera fault with normal strength and dipping inwards 80–85◦, the opti- 72 JÖKULL No. 64, 2014
Síða 1
Síða 2
Síða 3
Síða 4
Síða 5
Síða 6
Síða 7
Síða 8
Síða 9
Síða 10
Síða 11
Síða 12
Síða 13
Síða 14
Síða 15
Síða 16
Síða 17
Síða 18
Síða 19
Síða 20
Síða 21
Síða 22
Síða 23
Síða 24
Síða 25
Síða 26
Síða 27
Síða 28
Síða 29
Síða 30
Síða 31
Síða 32
Síða 33
Síða 34
Síða 35
Síða 36
Síða 37
Síða 38
Síða 39
Síða 40
Síða 41
Síða 42
Síða 43
Síða 44
Síða 45
Síða 46
Síða 47
Síða 48
Síða 49
Síða 50
Síða 51
Síða 52
Síða 53
Síða 54
Síða 55
Síða 56
Síða 57
Síða 58
Síða 59
Síða 60
Síða 61
Síða 62
Síða 63
Síða 64
Síða 65
Síða 66
Síða 67
Síða 68
Síða 69
Síða 70
Síða 71
Síða 72
Síða 73
Síða 74
Síða 75
Síða 76
Síða 77
Síða 78
Síða 79
Síða 80
Síða 81
Síða 82
Síða 83
Síða 84
Síða 85
Síða 86
Síða 87
Síða 88
Síða 89
Síða 90
Síða 91
Síða 92
Síða 93
Síða 94
Síða 95
Síða 96
Síða 97
Síða 98
Síða 99
Síða 100
Síða 101
Síða 102
Síða 103
Síða 104
Síða 105
Síða 106
Síða 107
Síða 108
Síða 109
Síða 110
Síða 111
Síða 112
Síða 113
Síða 114
Síða 115
Síða 116
Síða 117
Síða 118
Síða 119
Síða 120
Síða 121
Síða 122
Síða 123
Síða 124
Síða 125
Síða 126
Síða 127
Síða 128
Síða 129
Síða 130
Síða 131
Síða 132
Síða 133
Síða 134
Síða 135
Síða 136
Síða 137
Síða 138
Síða 139
Síða 140
Síða 141
Síða 142
Síða 143
Síða 144
Síða 145
Síða 146
Síða 147
Síða 148
Síða 149
Síða 150
Síða 151
Síða 152
Síða 153
Síða 154
Síða 155
Síða 156
Síða 157
Síða 158
Síða 159
Síða 160

x

Jökull

Beinleiðis leinki

Hvis du vil linke til denne avis/magasin, skal du bruge disse links:

Link til denne avis/magasin: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Link til dette eksemplar:

Link til denne side:

Link til denne artikel:

Venligst ikke link direkte til billeder eller PDfs på Timarit.is, da sådanne webadresser kan ændres uden advarsel. Brug venligst de angivne webadresser for at linke til sitet.