Обратное вскрытие

редактировать

Обратное вскрытие (также обратное вскрытие или обратное вскрытие) - это метод геофизического анализа, используемый на осадочных породах последовательности - этот 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 оседания и подъема бассейна, можно получить информацию о механизмах формирования бассейна.

Метод, разработанный Watts Ryan в 1976 году, позволяет восстановить историю проседания и подъема фундамента. в отсутствие наносов и водной нагрузки и, следовательно, изолировать вклад тектонических сил, ответственных за формирование рифтового бассейна. Это метод, с помощью которого последовательные слои бассейна заполнения отложений «очищаются» от общей стратиграфии во время анализа истории этого бассейна. В типичном сценарии осадочный бассейн углубляется от краевого прогиба, и сопровождающие его изохронные пласты обычно утолщаются по направлению 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 тектонического или изостатического происхождения. Более полный анализ использует разуплотнение оставшейся последовательности после каждой стадии обратного удаления. Это учитывает степень уплотнения , вызванную нагрузкой более поздних слоев, и позволяет лучше оценить толщину отложений оставшихся слоев и изменение глубины воды со временем.

Содержание

1 Общая теория
- 1.1 Уравнение обратной зачистки
- 1.2 Получение
2 Многослойный случай
3 Ссылки

Общая теория

Принципиальная схема задней метод зачистки, связанный с уравнением (2). Столбец с нагрузкой относится к уравнению (3), а столбец без нагрузки - к уравнениям (4) и (5)

В результате своей пористости осадочные слои уплотняются за счет перекрытия осадочных слоев после отложения. Следовательно, толщина каждого слоя в осадочной толще во время его отложения была больше, чем при измерении в полевых условиях. Чтобы учесть влияние уплотнения наносов на толщину и плотность стратиграфической колонки, необходимо знать пористость. Эмпирические данные Исследования показывают, что пористость горных пород экспоненциально уменьшается с глубиной. В целом мы можем описать это соотношением:.

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

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

(1)

. где $ϕ {\ displaystyle \ phi}$ $\ phi$ - пористость породы на глубине $z {\ displaystyle z}$ $z$ , $ϕ 0 { \ displaystyle \ phi _ {0}}$ $\ phi _ {0}$ - пористость на поверхности, а $c {\ displaystyle c}$ $c$ - константа уплотнения для конкретной породы.

Задняя полоса Уравнение ping

Фундаментальное уравнение для обратной зачистки корректирует наблюдаемую стратиграфическую запись с учетом воздействия наносов и водной нагрузки, а также изменений глубины воды и выражается следующим образом:.

Y = S ⋅ (ρ m - ρ s) (ρ м - ρ вес) + W d - Δ SL ⋅ ρ м (ρ м - ρ ш) {\ Displaystyle Y = S \ CDOT {\ гидроразрыва {(\ rho _ {m} - \ rho _ { s})} {(\ rho _ {m} - \ rho _ {w})}} + W_ {d} - \ Delta _ {SL} \ cdot {\ frac {\ rho _ {m}} {(\ rho _ {m} - \ rho _ {w})}}}

{\ 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)

. где $Y {\ displaystyle Y}$ $Y$ - оседание, вызванное тектоническими факторами, $S {\ displaystyle S}$ $S$ - толщина разуплотненного осадка, $ρ s {\ displaystyle \ rho _ {s}}$ $\ rho_s$ - средняя плотность осадка, $W d {\ displaystyle W_ {d}}$ ${\ displaystyle W_ {d}}$ - средняя глубина, на которой отложились осадочные образования, $ρ w {\ displaystyle \ rho _ {w}}$ $\ rho _ {w}$ и $ρ m {\ displaystyle \ rho _ {m}}$ $\ rho _ {m}$ - плотности воды и мантии соответственно, а $Δ SL {\ displaystyle \ Delta _ {SL}}$ ${\ displaystyle \ Delta _ {SL}}$ разница в высоте над уровнем моря будет Между Настоящим и временем, когда осадки были отложены. Три независимых члена учитывают вклад наносов, глубины воды и колебаний уровня моря в оседание бассейна.

Вывод

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

W d ρ wg + S ρ sg + c ρ cg {\ displaystyle W_ {d} \ rho _ {w} g + S \ rho _ {s} g + c \ rho _ {c} g}

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

(3)

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

Y ρ wg + c ρ cg + b ρ mg {\ displaystyle Y \ rho _ {w} g + c \ rho _ {c} g + b \ rho _ {m} g}

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

(4)

где $Y {\ displaystyle Y}$ $Y$ - тектоническое или скорректированное проседание, $ρ m {\ displaystyle \ rho _ {m}}$ $\ rho_m$ - это плотность мантии, а $b {\ displaystyle b}$ $b$ - это расстояние от основания ненагруженной коры до глубины компенсации (которая предполагается, что он находится в основании загруженной коры) и определяется как:

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

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

(5)

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

Многослойный случай

Для многослойного осадочного бассейна необходимо последовательно откладывать заднюю полосу каждого индивидуально идентифицируемого слоя отдельно, чтобы получить полную эволюцию тектонического проседания. Используя уравнение (2), выполняется полный анализ проседания путем пошагового удаления верхнего слоя на любом этапе анализа и выполнения обратной зачистки, как если бы это было для одного слоя. Для оставшегося столбца средние значения плотности и толщины должны использоваться на каждом шаге вычисления. Уравнение (2) затем становится тектонической величиной проседания во время седиментации только самого верхнего слоя. В этом случае $L ∗ {\ displaystyle L ^ {*}}$ ${\ displaystyle L ^ {*}}$ и $ρ L {\ displaystyle \ rho _ {L}}$ $\ rho_L$ можно определить как толщина и плотность всей оставшейся осадочной колонки после удаления верхнего слоя $l {\ displaystyle l}$ $l$ (т.е. толщина в разуплотненном состоянии). Толщина осадочной кучи со слоями $l {\ displaystyle l}$ $l$ тогда будет:.

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

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

(6)

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

ρ L ∗ = ∑ j = 1 l L j (ϕ j ρ вес + (1 - ϕ j) ρ g) L ∗ {\ displaystyle \ rho _ {L ^ {*}} = {\ frac {\ sum _ {j = 1} ^ {l} L_ {j} ( \ phi _ {j} \ rho _ {w} + (1- \ phi _ {j}) \ rho _ {g})} {L ^ {*}}}}

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

(7)

. Фактически вы итеративно применяете (1) и (2), используя $L ∗ {\ displaystyle L ^ {*}}$ $L ^ { *}$ и $ρ L ∗ {\ displaystyle \ rho _ {L ^ {*} }}$ ${\ displaystyle \ rho _ {L ^ {*}}}$ вместо $L {\ displaystyle L}$ $L$ и $ρ L {\ displaystyle \ rho _ {L}}$ $\ rho_L$ .

Ссылки