إسفين تراكمي

يتشكل إسفين التراكم أو موشور التراكم من الرواسب المتراكمة على الصفيحة التكتونية غير المنغرزة عند حدود الصفائح المتقاربة . يتكون معظم مادة إسفين التراكم من رواسب بحرية مكشوطة من الصفيحة المنغرزة من القشرة المحيطية ، ولكن في بعض الحالات يشمل الإسفين نواتج التعرية لأقواس الجزر البركانية المتكونة على الصفيحة العلوية.

المجمع التراكمي هو إسفين تراكمي حالي (في الاستخدام الحديث) أو سابق. تتكون المجمعات التراكمية عادةً من مزيج من رواسب التوربيديت من مواد أرضية، وبازلت من قاع المحيط ، ورواسب بحرية وشبه بحرية ^. على سبيل المثال، يتكون معظم القاعدة الجيولوجية لليابان من مجمعات تراكمية. [ ^{1 ]}

لا تُعادل الأوتاد التراكمية والتضاريس المتراكمة الصفائح التكتونية، بل ترتبط بها وتتراكم نتيجةً للتصادم التكتوني. تشمل المواد المُدمجة في الأوتاد التراكمية ما يلي:

• البازلت الموجود في قاع المحيط - عادةً ما يكون جبالًا بحرية تم كشطها من الصفيحة المنزلقة
• الرواسب البحرية - عادةً ما تكون فوق القشرة المحيطية للصفيحة المنزلقة مباشرةً
• رواسب الخنادق – عادةً ما تكون رواسب عكرية قد تكون مشتقة من:
• قوس جزر محيطي بركاني
• القوس البركاني القاري وسلسلة جبال كورديليرا
• الكتل القارية المتجاورة الواقعة على طول الامتداد (مثل باربادوس ).
• المواد المنقولة إلى الخندق عن طريق الانزلاق بفعل الجاذبية وتدفق الحطام من حافة القوس الأمامي (الانزلاق الرسوبي).
• الأحواض المتراكبة، وهي أحواض صغيرة تقع في منخفضات سطحية على الموشور التراكمي.
• قد تشمل المواد المكشوفة في سلسلة جبال القوس الأمامي شظايا من القشرة المحيطية أو الصخور المتحولة عالية الضغط التي اندفعت من أعماق منطقة الاندساس.

تنتقل المناطق المرتفعة داخل أحواض المحيطات ، مثل سلاسل الجزر الخطية، والحيود المحيطية ، وقطع القشرة الأرضية الصغيرة (مثل مدغشقر أو اليابان)، والمعروفة باسم التضاريس ، باتجاه منطقة الاندساس وتلتحم بالهامش القاري. منذ أواخر العصر الديفوني وأوائل العصر الكربوني، أي قبل حوالي 360 مليون سنة، أدى الاندساس تحت الهامش الغربي لأمريكا الشمالية إلى عدة اصطدامات مع التضاريس، نتج عن كل منها حدثٌ لتكوين الجبال . وقد أضافت هذه التضاريس المتراكمة تدريجيًا ما متوسطه 600 كيلومتر (370 ميلًا) إلى عرض الهامش الغربي لقارة أمريكا الشمالية . ^{[ 2 ]}  

يشكل التضاريس الناتجة عن الوتد التراكمي حافةً قد تسد أحواض المواد المتراكمة التي كانت ستُنقل إلى الخندق من الصفيحة العلوية لولا ذلك. وتُعد الأوتاد التراكمية موطنًا للمزيج الصخري ، وهو عبارة عن كتل صخرية مشوهة بشدة تفتقر إلى التطبق الداخلي المتماسك والنظام الداخلي المتماسك. ^{[ 3 ]}

يشبه التركيب الداخلي للوتد التراكمي ذلك الموجود في حزام الدفع الأمامي ذي القشرة الرقيقة . تتشكل سلسلة من الدفعات المتجهة نحو الخندق ، حيث ترفع التراكيب الأحدث والأبعد تدريجيًا الدفعات الأقدم والأقرب إلى الداخل.

يتحدد شكل الوتد بمدى سهولة انهياره على طول سطحه القاعدي وفي داخله؛ وهذا يتأثر بشدة بضغط سائل المسام . ينتج عن هذا الانهيار وتد ناضج ذو شكل مقطع عرضي مثلثي متوازن ذي تدرج حرج . بمجرد أن يصل الوتد إلى هذا التدرج الحرج، فإنه يحافظ على هذا الشكل الهندسي وينمو فقط ليصبح مثلثًا مشابهًا أكبر حجمًا .

تُعرف الأجزاء الصغيرة من القشرة المحيطية التي تُدفع فوق الصفيحة العلوية باسم " الانزلاقات ". وعند حدوث ذلك، تُحفظ شرائح نادرة من القشرة المحيطية، تُعرف باسم "الأفيوليتات" ، على اليابسة. تُشكل هذه الشرائح مختبرًا طبيعيًا قيّمًا لدراسة تركيب وخصائص القشرة المحيطية وآليات تكوّنها وحفظها على اليابسة. ومن الأمثلة الكلاسيكية على ذلك أفيوليت سلسلة جبال الساحل في كاليفورنيا، الذي يُعدّ من أوسع نطاقات الأفيوليت في أمريكا الشمالية. من المرجح أن هذه القشرة المحيطية قد تشكلت خلال العصر الجوراسي الأوسط ، قبل حوالي 170 مليون سنة، في نظام تمددي ضمن حوض قوس خلفي أو أمامي. ثم انضمت لاحقًا إلى الهامش القاري لوراسيا. ^{[ 4 ]}

يرتبط التناقص الطولي للرواسب ما قبل التكوين الجبلي ارتباطًا وثيقًا بانحناء حزام التراكم الأمامي تحت سطح البحر في هامش بحر الصين الجنوبي ، مما يشير إلى أن سمك الرواسب ما قبل التكوين الجبلي هو العامل الرئيسي المتحكم في هندسة البنى الأمامية. وقد أعاق منحدر بحر الصين الجنوبي الموجود مسبقًا، والذي يقع بشكل مائل أمام إسفين التراكم المتقدم، تقدم الطيات الأمامية، مما أدى إلى توقف متتابع للطيات على طول امتداد منحدر بحر الصين الجنوبي وعكسه. كما يؤدي وجود منحدر بحر الصين الجنوبي إلى تحول امتداد الطيات المتصادمة ذات الاتجاه الشمالي الشمالي الغربي بشكل أكثر حدة إلى اتجاه شمالي شرقي، موازيًا لامتداد منحدر بحر الصين الجنوبي. ويُظهر التحليل أن عدم تجانس الخصائص الميكانيكية/القشرية ما قبل التكوين الجبلي وشكل قاع البحر يمارسان تأثيرات قوية على تطور حزام الدفع في منطقة تصادم قوس تايوان القارية الناشئة . ^{[ 5 ]}

في الأوتاد التراكمية، قد تؤدي الزلازل التي تنشط الدفعات المتراكبة إلى دفع الميثان والنفط إلى أعلى من القشرة الأرضية العليا. ^{[ 6 ]}

تُظهر النماذج الميكانيكية التي تُعامل مُركّبات التراكم على أنها أسافين رسوبية مُدبّبة بشكل حرج، أن ضغط المسام يتحكم في زاوية تدبّبها من خلال تعديل مقاومة القص القاعدية والداخلية. تُشير نتائج بعض الدراسات إلى أن ضغط المسام في الأسافين التراكمية يُمكن اعتباره استجابة ديناميكية مُستمرة لعوامل تُحرك ضغط المسام (مصادر الضغط) وعوامل تُحد من التدفق (النفاذية وطول مسار التصريف). تُعد نفاذية الرواسب وسُمك الرواسب الواردة أهم العوامل، بينما يكون تأثير نفاذية الصدع وتوزيع الرواسب ضئيلاً. في إحدى هذه الدراسات، وُجد أنه مع زيادة نفاذية الرواسب، ينخفض ​​ضغط المسام من قيم قريبة من الضغط الليثوستاتيكي إلى قيم هيدروستاتيكية، مما يسمح بزيادة زوايا التدبّب المستقرة من حوالي 2.5 درجة إلى 8-12.5 درجة. مع ازدياد سُمك الرواسب (من 100 إلى 8000 متر (330 إلى 26250 قدمًا) )، يؤدي ارتفاع ضغط المسام إلى انخفاض زاوية التناقص المستقرة من 8.4° إلى 12.5° إلى أقل من 2.5° إلى أقل من 5°. وبشكل عام، تحافظ الرواسب الواردة السميكة ذات النفاذية المنخفضة على ضغوط مسامية عالية تتوافق مع هندسة تناقصية ضحلة، بينما تؤدي الرواسب الواردة الرقيقة ذات النفاذية العالية إلى هندسة تناقصية حادة. وتتميز الهوامش النشطة التي تحتوي على نسبة كبيرة من الرواسب الدقيقة الحبيبات ضمن المقطع الوارد، مثل جزر الأنتيل الشمالية وشرق نانكاي ، بزوايا تناقص رقيقة، بينما تتميز تلك التي تحتوي على نسبة أعلى من الرواسب الطينية الرملية، مثل كاسكاديا وتشيلي والمكسيك ، بزوايا تناقص حادة. وتشير الملاحظات من الهوامش النشطة أيضًا إلى اتجاه قوي لانخفاض زاوية التناقص (من أكثر من 15° إلى أقل من 4°) مع ازدياد سُمك الرواسب (من أقل من 1 إلى 7 كيلومترات). ^{[ 7 ]}   

من المرجح أن يؤدي التحميل التكتوني السريع للرواسب الرطبة في الأوتاد التراكمية إلى ارتفاع ضغط السوائل حتى يصل إلى مستوى كافٍ لإحداث تشققات تمددية. ويمكن أن يؤدي نزح المياه من الرواسب التي انزلقت وتراكمت أسفل الوتد إلى إنتاج إمداد كبير وثابت من هذه السوائل ذات الضغط العالي. ستخلق التشققات التمددية مسارات هروب، لذا من المرجح أن يتم تثبيت ضغط السوائل عند القيمة المطلوبة للانتقال بين تشقق القص والتشقق الشدّي المائل (التمددي)، وهي قيمة تزيد قليلاً عن ضغط التحميل إذا كان أقصى انضغاط أفقيًا تقريبًا. وهذا بدوره يخفف من قوة الوتد عند قوة التماسك، وهي قوة لا تعتمد على الضغط، ولن تختلف اختلافًا كبيرًا في جميع أنحاء الوتد. بالقرب من مقدمة الوتد، من المرجح أن تكون القوة هي قوة التماسك على الصدوع الانزلاقية الموجودة في الوتد. ستكون مقاومة القص على قاعدة الوتد ثابتة نسبيًا، وترتبط بقوة التماسك لطبقة الرواسب الضعيفة التي تعمل كطبقة انفصال قاعدية. تسمح هذه الافتراضات بتطبيق نموذج متصل بلاستيكي بسيط، والذي يتنبأ بنجاح بالتناقص التدريجي المحدب الطفيف الملحوظ للأوتاد التراكمية. ^{[ 8 ]}

افترض بيلايو ووينز أن بعض أحداث التسونامي نتجت عن تمزق في الصخور الرسوبية على طول مستوى الانفصال القاعدي لإسفين تراكمي. ^{[ 9 ]}

يُعدّ انزلاق الجزء الخلفي من إسفين التراكم، باتجاه القوس فوق صخور حوض مقدمة القوس، سمةً شائعةً في التكتونية التراكمية. ويتناقض الافتراض القديم القائل بأنّ دعامات إسفين التراكم تميل للخلف باتجاه القوس، وأنّ المواد المتراكمة تُوضع أسفل هذه الدعامات، مع الملاحظات الواردة من العديد من أقواس مقدمة القوس النشطة، والتي تُشير إلى ما يلي: (1) شيوع الانزلاق، (2) شيوع أحواض مقدمة القوس المصاحبة لإسفين التراكم، (3) تباعد قاعدة مقدمة القوس، عند تصويرها، عن الرسوبيات، حيث تميل أسفل الإسفين بينما ترتفع الرواسب العلوية غالبًا باتجاهه. وقد يكون الانزلاق مُفضّلاً في المناطق ذات التضاريس المرتفعة بين قمة الإسفين وسطح حوض مقدمة القوس، لأنّ هذا الارتفاع يجب أن يكون مدعومًا بإجهاد القص على طول الانزلاق. ^{[ 10 ]}

• التحول الصخري في منطقة الاندساس

• مسرد مرئي – إسفين تراكمي. (هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية)