Обратная зачистка

Обратная зачистка (также обратная зачистка или обратная зачистка) - это метод геофизического анализа, используемый для отложений осадочных пород - этот метод используется для количественной оценки глубины, на которой фундамент будет находиться в отсутствие наносов и водной нагрузки. Эта глубина является мерой неизвестных тектонических движущих сил, ответственных за формирование бассейна (также известного как тектоническое проседание или поднятие). Сравнивая обратные кривые с теоретическими кривыми опускания и подъема бассейна, можно получить информацию о механизмах формирования бассейна. ^[1]

Методика, разработанная Watts & Ryan в 1976 г. ^[2], позволяет восстановить проседание фундамента и историю поднятий в отсутствие наносов и водной нагрузки и, таким образом, изолировать вклад тектонических сил, ответственных за формирование рифтового бассейна. ^[3] Это метод, с помощью которого последовательные слои наносов, заполняющих бассейн , «удаляются» из общей стратиграфии во время анализа истории этого бассейна. В типичном сценарии осадочный бассейн углубляется от краевого прогиба , и сопровождающий его изохронный пласты обычно утолщаются к бассейну. Изолируя изохронные пакеты один за другим, они могут быть «сняты» или оторваны - и нижняя ограничивающая поверхность повернута вверх до точки отсчета. Последовательно отражая изохроны, историю углубления бассейна можно изобразить в обратном порядке, что приведет к разгадке его тектонического или изостатического происхождения. Более полный анализ использует разуплотнение оставшейся последовательности после каждого этапа обратного удаления. Это учитывает степень уплотнения, вызванного нагрузкой более поздних слоев, и позволяет лучше оценить толщину отложений оставшихся слоев и изменение глубины воды со временем.

Общая теория [ править ]

Схематическая диаграмма метода обратной зачистки, связанная с уравнением ( 2 ). Загруженный столбец относится к уравнению ( 3 ), а ненагруженный столбец - к уравнениям ( 4 ) и ( 5 ).

В результате своей пористости осадочные толщи уплотняются перекрытием осадочных слоев после отложения. Следовательно, толщина каждого слоя осадочной толщи была больше во время его отложения, чем при измерении в полевых условиях. Чтобы учесть влияние уплотнения наносов на толщину и плотность стратиграфической колонки, необходимо знать пористость. ^[4]^[5] Эмпирические исследования показывают, что пористость горных пород экспоненциально уменьшается с глубиной. В общем, это можно описать отношениями:

{\ displaystyle \ phi = \ phi _ {0} e ^ {- cz}}

( 1 )

где - пористость породы на глубине ; - пористость на поверхности; - удельная константа уплотнения породы. ${\ displaystyle \ phi}$ ${\ displaystyle z}$ ${\ displaystyle \ phi _ {0}}$ ${\ displaystyle c}$

Уравнение обратной зачистки [ править ]

Фундаментальное уравнение при отстойке корректирует наблюдаемые стратиграфические данные с учетом воздействия наносов и водной нагрузки, а также изменений глубины воды и выражается следующим образом:

Y=S\cdot {\frac {(\rho _{m}-\rho _{s})}{(\rho _{m}-\rho _{w})}}+W_{d}-\Delta _{SL}\cdot {\frac {\rho _{m}}{(\rho _{m}-\rho _{w})}}

( 2 )

где это тектонически приводом просадки, является decompacted осадка толщиной, является средняя плотность осадка, средняя глубина , на которой были депонированы осадочные единицы, и являются плотности воды и мантии соответственно, а разница в высоте уровня моря между Настоящим и временем, когда осадки были отложены. Три независимых члена учитывают вклад наносов, глубины воды и колебаний уровня моря в опускание бассейна. ^[1]^[3] $Y$ $S$ $\rho _{s}$ $W_{d}$ $\rho _{w}$ $\rho _{m}$ $\Delta _{SL}$

Вывод [ править ]

Чтобы вывести уравнение ( 2 ), необходимо сначала рассмотреть «загруженный» столбец, который представляет собой осадочную единицу, накопленную за определенный геологический период времени, и соответствующий «ненагруженный» столбец, который представляет положение нижележащего фундамента без воздействия отложений. В этом сценарии давление в основании нагруженной колонны определяется как:

W_{d}\rho _{w}g+S\rho _{s}g+c\rho _{c}g

( 3 )

где - глубина осаждения воды, - средняя толщина корки, - толщина отложений с поправкой на уплотнение, - средняя плотность , и - плотности воды, отложений и корки соответственно. Давление в основании ненагруженной колонны определяется по формуле: $W_{d}$ $c$ $S$ $g$ $\rho _{w}$ $\rho _{s}$ $\rho _{c}$

Y\rho _{w}g+c\rho _{c}g+b\rho _{m}g

( 4 )

где - тектоническое или скорректированное погружение, - плотность мантии, - расстояние от основания ненагруженной коры до глубины компенсации (которая, как предполагается, находится в основании нагруженной коры) и определяется как: $Y$ $\rho _{m}$ $b$

b=S+W_{d}-\Delta _{SL}-Y

( 5 )

Подставляя ( 3 ), ( 4 ) и ( 5 ) после упрощения, получаем ( 2 ).

Многослойный чехол [ править ]

Для многослойного осадочного бассейна необходимо последовательно отклеивать каждый индивидуально идентифицируемый слой отдельно, чтобы получить полную эволюцию тектонического проседания. Используя уравнение ( 2 ), выполняется полный анализ проседания путем поэтапного удаления верхнего слоя на любой стадии анализа и выполнения обратной зачистки, как если бы это было в случае одного слоя. Для оставшегося столбца средние значения плотности и толщины должны использоваться на каждом этапе расчета. ^[4] Уравнение ( 2 ) затем становится тектонической величиной проседания во время седиментации только самого верхнего слоя. В этом случае и $L^{*}$ $\rho _{L}$ может быть определена как толщина и плотность всего оставшегося осадочного столба после удаления верхнего слоя (т. е. разуплотненная толщина). Тогда толщина слоя наносов со слоями составляет: $l$ $l$

L^{*}=\sum _{j=1}^{l}L_{j}

( 6 )

Плотность осадочного столба под слоем определяется средней плотностью всех остальных слоев. Это сумма всех плотностей оставшихся слоев, умноженная на соответствующую толщину и разделенная на : $l$ $L^{*}$

\rho _{L^{*}}={\frac {\sum _{j=1}^{l}L_{j}(\phi _{j}\rho _{w}+(1-\phi _{j})\rho _{g})}{L^{*}}}

( 7 )

По сути, вы итеративно применяете ( 1 ) и ( 2 ), используя и вместо и . $L^{*}$ $\rho _{L^{*}}$ $L$ $\rho _{L}$

Ссылки [ править ]

^ a b Университет Вайоминга: Backstripping Архивировано 15 декабря 2011 г. в Wayback Machine
^ Watts, AB; Райан, WBF (1976). «Прогиб литосферы и бассейны континентальной окраины». Тектонофизика . 36 (1–3): 25–44. DOI : 10.1016 / 0040-1951 (76) 90004-4 .
^ a b Глава 4: Анализ обратного прохода и оседания скважины ^{[ постоянное мертвое звено ]} в аномалиях силы тяжести, изгибе и термомеханической эволюции окраины Западной Иберии и ее сопряженной с Ньюфаундлендом (2008), докторская диссертация Тьяго Кунья
^ a b Геодинамика литосферы (2-е изд.) , K. Stüwe (2007), Нью-Йорк: Springer]
^ Ли, Е.Ю., Новотный, J., Wagreich, М. (2019) анализ Оседания и визуализация: для анализа осадочных бассейнов и моделирования, Springer. DOI : 10.1007 / 978-3-319-76424-5

[back1-1] Университет Вайоминга: Backstripping Архивировано 15 декабря 2011 г. в Wayback Machine

[2] Watts, AB; Райан, WBF (1976). «Прогиб литосферы и бассейны континентальной окраины». Тектонофизика . 36 (1–3): 25–44. DOI : 10.1016 / 0040-1951 (76) 90004-4 .

[Cunha-3] Глава 4: Анализ обратного прохода и оседания скважины ^{[ постоянное мертвое звено ]} в аномалиях силы тяжести, изгибе и термомеханической эволюции окраины Западной Иберии и ее сопряженной с Ньюфаундлендом (2008), докторская диссертация Тьяго Кунья

[stuwe-4] Геодинамика литосферы (2-е изд.) , K. Stüwe (2007), Нью-Йорк: Springer]

[5] Ли, Е.Ю., Новотный, J., Wagreich, М. (2019) анализ Оседания и визуализация: для анализа осадочных бассейнов и моделирования, Springer. DOI : 10.1007 / 978-3-319-76424-5

[1]