การตกตะกอนรูปลิ่มแบบปริซึมและการพัดพาของตะกอน

การตกตะกอนรูปลิ่มแบบปริซึมและการพัดพาของตะกอน

        ตะกอนรูปลิ่มแบบปริซึม (accretionary prism) มีการเติบโตโดยการพอกตัวไปทางด้านหน้าตรงที่ตะกอนถูกครูดออกในลักษณะเหมือนรถแทรกเตอร์เกลี่ยดินใกล้ๆกับร่องลึกก้นสมุทรหรือโดยการพอกตัวของตะกอนจากการมุดตัวและบางทีก็พบบริเวณเปลือกโลกใต้มหาสมุทรตามส่วนตื้นๆของพื้นผิวหน้ารอยเลื่อนของการมุดตัว (subduction decollement) การพอกตัวไปทางด้านหน้าตลอดอายุขัยของขอบของการลู่เข้าหากันยังผลให้ตะกอนมีอายุอ่อนกว่าทางด้านนอกสุดของตะกอนรูปลิ่มแบบปริซึมและจะแก่ที่สุดทางด้านในสุด ส่วนด้านในที่แก่กว่าจะมีการแข็งตัวกว่าและมีโครงสร้างที่ชันกว่าส่วนด้านนอกที่มีอายุที่อ่อนกว่า การพอกตัวของตะกอนนั้นเป็นการยากที่จะรับรู้ได้ในแนวมุดตัวปัจจุบันแต่อาจพบปรากฏในตะกอนรูปลิ่มแบบปริซึมโบราณอย่างเช่นในกลุ่มหินฟรานซิสกันในแคลิฟอร์เนียในรูปแบบของสิ่งผสมผสานทางเทคโทนิกและโครงสร้างคู่ (duplex structure) วิธีการพอกตัวที่แตกต่างกันส่งผลให้รูปลักษณ์สัณฐานของแนวลาดเอียงด้านในของร่องลึกก้นสมุทรซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะแสดงลักษณะสัณฐานใน 3 บริเวณคือ แนวลาดเอียงด้านล่างประกอบด้วยชุดรอยเลื่อนย้อนที่ซ้อนกันเกิดเป็นแนวสันหลายแนว แนวลาดเอียงส่วนกลางมีลักษณะเป็นระดับตะพัก และแนวลาดเอียงด้านบนมีความราบเรียบกว่าแต่อาจถูกตัดเป็นหุบเขาลึกใต้สมุทร เพราะว่าขอบของการลู่เข้าหากันที่มีตะกอนพอกตัวมีความสูงต่ำแตกต่างกันมากถูกแปรเปลี่ยนอย่างต่อเนื่องและเป็นที่อยู่ของตะกอนจำนวนมากที่มีระบบการแผ่กระจายตัวและการสะสมตัวได้ดี การพัดพาตะกอนถูกควบคุมโดยแผ่นดินถล่มใต้ทะเล การไหลของเศษหิน กระแสความขุ่น และแหล่งสะสมตามเส้นชั้น (contourites) หุบเขาลึกใต้สมุทรพัดพาเอาตะกอนจากชายหาดและแม่น้ำลงไปที่ความลาดด้านบน หุบเขาใต้สมุทรเหล่านี้ก่อให้เกิดตะกอนขุ่นตามร่องเขาและโดยปรกติแล้วจะสูญเสียนิยามตามความลึกเนื่องจากมีรอยเลื่อนอย่างต่อเนื่องทำให้ร่องเขาใต้สมุทรมีลักษณะที่ยุ่งเหยิง ตะกอนจะเคลื่อนลงไปที่ผนังด้านในของร่องลึกก้นสมุทรผ่านร่องเขาและแอ่งที่มีชุดของรอยเลื่อนกำกับอยู่ ตัวร่องลึกก้นสมุทรเองก็เป็นแนวแกนของการพัดพาของตะกอน ถ้ามีตะกอนมากเพียงพอเข้าไปในร่องลึกก้นสมุทรมันอาจถูกเติมด้วยตะกอนโดยสมบูรณ์เพื่อที่กระแสความขุ่นจะสามารถพัดพาเอาตะกอนไปได้ดีข้ามร่องลึกก้นสมุทรไปและอาจรวมถึงจะข้ามส่วนการพองตัวด้านนอก ตะกอนจากแม่น้ำทางด้านตะวันตกเฉียงใต้ของแคนาดาและด้านตะวันตกเฉียงเหนือของสหรัฐอเมริกาที่ถูกพัดพาแผ่เข้าไปในร่องลึกก้นสมุทรแคดคาเดียอาจจะถูกพัดพาข้ามแผ่นเปลือกโลกจวนเดอฟูก้าไปถึงสันเขาที่แผ่ห่างออกไปหลายร้อยกิโลเมตรทางด้านตะวันตก
แนวลาดเอียงของผนังด้านในของร่องลึกก้นสมุทรของขอบของการลู่เข้าหากันที่มีการสะสมตัวของตะกอนส่งผลให้เกิดการปรับตัวอย่างต่อเนื่องในความหนาและความกว้างของตะกอนรูปลิ่มแบบปริซึม ปริซึมนี้ยังคงรักษาสภาพรูปทรงสอบเรียววิกฤต (critical taper) ที่เกิดขึ้นในโครงร่างตามทฤษฎีโมหร์-คูลอมบ์สำหรับวัตถุที่เกี่ยวข้อง ชุดของตะกอนที่ถูกครูดออกจากแผ่นธรณีภาคชั้นนอกที่มุดลงไปจะเกิดการเปลี่ยนรูปจนกระทั่งตะกอนรูปลิ่มแบบปริซึมที่เติมเข้าไปเพื่อให้เข้าถึงรูปทรงเรขาคณิตสอบเรียววิกฤต ทันทีที่เข้าถึงจุดรูปทรงสอบเรียววิกฤตจะเกิดการลื่นไถลลงไปอย่างเสถียรไปตามฐานของผิวหน้ารอยเลื่อน (basal decollement) ของมัน อัตราการตึงและคุณสมบัติทางชลศาสตร์มีอิทธิพลอย่างมากต่อการคงทนอยู่ได้ของตะกอนรูปลิ่มแบบปริซึมและมุมของรูปทรงสอบเรียววิกฤต ความกดดันของของเหลวในช่องว่างทำให้ความคงทนของหินเปลี่ยนไปและก็มีความสำคัญต่อการควบคุมมุมของรูปทรงสอบเรียววิกฤตด้วย สภาพให้ซึมผ่านได้ที่ต่ำๆและการลู่เข้าหากันอย่างรวดเร็วอาจส่งผลในความดันในช่องว่างที่เกินกว่าความดันของธรณีภาคชั้นนอกและตะกอนรูปลิ่มแบบปริซึมที่บอบบางด้วยรูปทรงเรขาคณิตที่เรียวบางลง ขณะที่สภาพให้ซึมผ่านได้สูงๆและการลู่เข้าหากันอย่างช้าๆจะส่งผลให้เกิดความกดดันในช่องว่างที่ต่ำกว่า ปริซึมที่แข็งแรงกว่าย่อมเกิดรูปทรงเรขาคณิตที่ชันกว่าได้
ระบบร่องลึกก้นสมุทรเฮลเลนิกมีลักษณะที่ผิดปรกติเพราะว่าขอบของการลู่เข้าหากันของมันมีการมุดตัวลงไปในหินเกลือระเหย แนวเอียงตัวของพื้นผิวทางฝั่งด้านทิศใต้ของเทือกเขาเมดิเตอร์เรเนียนมีค่าต่ำมากคือประมาณ 1 องศาซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีค่าความเค้นเฉือนบนผิวหน้ารอยเลื่อยที่ฐานของลิ่มที่ต่ำมาก เกลือหินระเหยมีอิทธิพลต่อค่ารูปทรงสอบเรียววิกฤตของโครงสร้างที่ซับซ้อนของการพอกตัวขณะที่คุณสมบัติทางกลศาสตร์แตกต่างไปจากคุณสมบัติที่พบในตะกอนแร่ซิลิก้าทั้งหลายและเพราะว่าผลกระทบของมันทั้งหลายต่อการไหลของของไหลและต่อแรงกดดันของของไหลซึ่งควบคุมค่าแรงเค้น ในช่วงทศวรรษที่ 1970 แนวร่องลึกของร่องลึกก้นสมุทรเฮลเลนิกทางตอนใต้ของครีตถูกตีความว่ามีลักษณะเหมือนกับร่องลึกก้นสมุทรที่แนวมุดตัวอื่นๆแต่ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าเทือกเขาเมดิเตอร์เรเนียนมีโครงสร้างที่ซับซ้อนของการตกสะสมตะกอนรูปลิ่มแบบปริซึมซึ่งทำให้ดูเหมือนว่าร่องลึกก้นสมุทรเฮลเลนิกนั้นที่จริงแล้วเป็นแอ่งด้านหน้าหมู่เกาะรูปโค้งที่ถูกฝังกลบและนั่นกลายเป็นว่าขอบเขตรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกวางต้วอยู่ทางด้านใต้ของเทือกเขาเมดิเตอร์เรเนียน