Обратная зачистка - Back-stripping - Wikipedia

Обратная зачистка (также обратная зачистка или обратная зачистка) - это метод геофизического анализа, используемый на осадочная порода последовательности - метод используется для количественной оценки глубины фундамента при отсутствии 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 поднятия бассейна, можно получить информацию о механизмах формирования бассейна.^[1]

Методика, разработанная Watts & Ryan в 1976 году. ^[2] позволяет восстановить проседание фундамента и историю поднятий при отсутствии наносов и водной нагрузки и, таким образом, изолировать вклад тектонических сил, ответственных за формирование рифтового бассейна.^[3] Это метод, с помощью которого последовательные слои бассейн наполнять осадок "обдирают" общую стратиграфия при анализе истории этого бассейна. В типичном сценарии осадочный бассейн углубляется от маргинального изгиб, и сопутствующие изохронный слои обычно утолщаются к бассейну. Изолируя изохронные пакеты один за другим, они могут быть «сняты» или оторваны, а нижняя ограничивающая поверхность повернута вверх до точки отсчета. Последовательно отражая изохроны, историю углубления бассейна можно изобразить в обратном порядке, что приведет к разгадке его состояния. тектонический или же изостатический источник. Более полный анализ использует разуплотнение оставшейся последовательности после каждой стадии обратного удаления. При этом учитывается количество уплотнение вызывается загрузкой более поздних слоев и позволяет лучше оценить толщину отложений оставшихся слоев и изменение глубины воды со временем.

Общая теория

Схематическая диаграмма техники обратной зачистки, относящаяся к уравнению (2). Загруженный столбец относится к уравнению (3), а ненагруженный столбец - в уравнения (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] Эмпирические исследования показывают, что пористость горных пород экспоненциально уменьшается с глубиной. В общем, это можно описать отношениями:

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

(1)

куда ${\displaystyle \phi }$ пористость породы на глубине ${\displaystyle z}$, ${\displaystyle \phi _{0}}$ - пористость на поверхности и ${\displaystyle c}$ - постоянная уплотнения для конкретной породы.

Уравнение обратной зачистки

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

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

(2)

куда ${\displaystyle Y}$ это тектоническое проседание, ${\displaystyle S}$ - толщина разуплотненного осадка, ${\displaystyle \rho _{s}}$ - средняя плотность осадка, ${\displaystyle W_{d}}$ - средняя глубина залегания осадочных толщ, ${\displaystyle \rho _{w}}$ и ${\displaystyle \rho _{m}}$ - плотности воды и мантии соответственно, а ${\displaystyle \Delta _{SL}}$ разница в высоте уровня моря между Настоящим и временем, когда осадки отложились. Три независимых члена учитывают вклад наносов, глубины воды и колебаний уровня моря в опускание бассейна.^[1][3]

Вывод

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

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

(3)

куда ${\displaystyle W_{d}}$ водная глубина отложения, ${\displaystyle c}$ - средняя толщина корки, ${\displaystyle S}$ - толщина осадка с поправкой на уплотнение, ${\displaystyle g}$ средняя сила тяжести и ${\displaystyle \rho _{w}}$,${\displaystyle \rho _{s}}$ и ${\displaystyle \rho _{c}}$ - плотности воды, осадка и корки соответственно. Давление в основании ненагруженной колонны определяется по формуле:

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

(4)

куда ${\displaystyle Y}$ тектоническое или исправленное проседание, ${\displaystyle \rho _{m}}$ - плотность мантии, а ${\displaystyle b}$ - это расстояние от основания ненагруженной коры до глубины компенсации (которая, как предполагается, находится в основании нагруженной коры) и определяется как:

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

(5)

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

Многослойный чехол

Для многослойного осадочного бассейна необходимо последовательно откладывать каждый индивидуально идентифицируемый слой отдельно, чтобы получить полную эволюцию тектонического проседания. Используя уравнение (2), полный анализ проседания выполняется путем поэтапного удаления верхнего слоя на любом этапе анализа и выполнения обратной зачистки, как если бы это было для однослойного случая. Для оставшегося столбца средние значения плотности и толщины должны использоваться на каждом шаге вычисления.^[4] Уравнение (2) затем становится тектонической величиной погружения во время седиментации только самого верхнего слоя. В этом случае ${\displaystyle L^{*}}$ и ${\displaystyle \rho _{L}}$ может быть определена как толщина и плотность всего оставшегося осадочного столба после удаления верхнего слоя ${\displaystyle l}$ (т.е. разуплотненная толщина). Толщина осадка с ${\displaystyle l}$ слои тогда:

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

(6)

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

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

(7)

Эффективно вы итеративно применяете (1) и (2) с помощью ${\displaystyle L^{*}}$ и ${\displaystyle \rho _{L^{*}}}$ вместо ${\displaystyle L}$ и ${\displaystyle \rho _{L}}$.

Рекомендации

1. Университет Вайоминга: Backstripping В архиве 2011-12-15 на Wayback Machine
2. Watts, A.B .; Райан, W.B.F. (1976). «Прогиб литосферы и бассейны континентальной окраины». Тектонофизика. 36 (1–3): 25–44. Дои:10.1016/0040-1951(76)90004-4.
3. Глава 4: Анализ обратного прохода и оседания скважины^{[постоянная мертвая ссылка ]} in Gravity Anomalies, Flexure and Theermo-Mechanical Evolution of the West Iberia Margin and its Conjugate of Newfoundland (2008), кандидатская диссертация Тьяго Кунья
4. Геодинамика литосферы (2-е изд.), K. Stüwe (2007), Нью-Йорк: Springer]