Введение
Техника геофизического анализа. Обратное стриппинг (также back stripping или backstripping) – это техника геофизического анализа, применяемая к последовательностям осадочных пород. Она используется для количественной оценки глубины залегания фундамента в отсутствие осадочного и водного нагружения. Эта глубина служит мерой неизвестных тектонических сил, ответственных за формирование бассейна (также известных как тектоническое оседание или поднятие). Сравнивая кривые обратного стриппинга с теоретическими кривыми оседаний и поднятий бассейна, можно получить информацию о механизмах формирования бассейна. Метод, разработанный Watts & Ryan в 1976 году, позволяет восстановить историю оседаний и поднятий фундамента без учета осадочной и водной нагрузки и, следовательно, выделить вклад тектонических сил, ответственных за образование рифтового бассейна. Это метод, при котором последовательные слои осадочного заполнения бассейна "удаляются" из общей стратиграфии при анализе истории бассейна. В типичном сценарии осадочный бассейн углубляется от краевого прогиба, а сопутствующие изохронные слои обычно утолщаются в направлении центра бассейна. Изолируя изохронные пакеты последовательно, их можно "отслоить" или выполнить обратное стриппинг, а нижнюю ограничивающую поверхность повернуть вверх к выбранному уровню отсчета. Последовательно выполняя обратное стриппинг изохрон, можно восстановить историю углубления бассейна в обратном порядке, что позволяет получить представление о его тектоническом или изостатическом происхождении. Для более полного анализа используется декомпакция оставшейся последовательности после каждого этапа обратного стриппинга. Это учитывает степень уплотнения, вызванного нагрузкой вышележащих слоев, и позволяет более точно оценить толщину осаждения оставшихся слоев и изменение глубины воды с течением времени.
Back stripping (also back stripping or backstripping) is a geophysical analysis technique used on sedimentary rock sequences. It is used to quantitatively estimate the depth that the basement would be in the absence of sediment and water loading. This depth provides a measure of the unknown tectonic driving forces that are responsible for basin formation (otherwise known as tectonic subsidence or uplift). By comparing backstripped curves to theoretical curves for basin subsidence and uplift it is possible to deduce information on the basin forming mechanisms. The technique developed by Watts & Ryan in 1976 allows for the recovery of the basement subsidence and uplift history in the absence of sediment and water loading and, therefore isolate the contribution from the tectonic forces responsible for the formation of a rift basin. It is a method by which successive layers of basin fill sediment are "stripped off" the total stratigraphy during analysis of that basin's history. In a typical scenario, a sedimentary basin deepens away from a marginal flexure, and the accompanying isochronous strata typically thicken basinward. By isolating the isochronous packages one by one, these can be "peeled off" or backstripped and the lower bounding surface rotated upward to a datum. By successively backstripping isochrons, the basin's deepening history can be plotted in reverse, leading to clues as to its tectonic or isostatic origin. A more complete analysis uses decompaction of the remaining sequence following each stage of the back stripping. This takes into account the amount of compaction caused by the loading of the later layers and allows a better estimation of the depositional thickness of the remaining layers and the variation of water depth with time.
Общая теория
В результате пористости осадочные слои уплотняются под воздействием вышележащих осадочных слоев после отложения. Следовательно, толщина каждого слоя в осадочной последовательности была больше в момент отложения, чем при измерении в полевых условиях. Для учета влияния уплотнения осадка на толщину и плотность стратиграфического разреза необходимо знать пористость. Эмпирические исследования показывают, что пористость горных пород экспоненциально уменьшается с глубиной. В общем случае это можно описать следующим соотношением:
где – пористость породы на глубине , – пористость на поверхности, а – константа уплотнения, специфичная для данной породы.
Многослойный корпус
Для многослойного осадочного бассейна необходимо последовательно удалять каждый отдельно идентифицируемый слой, чтобы получить полную эволюцию тектонического прогибания. Используя уравнение, полный анализ прогибания выполняется путем поэтапного удаления верхнего слоя на любой стадии анализа и проведения обратного отсечения, как для однослойного случая. Для оставшейся колонны на каждом временном или расчетном шаге необходимо использовать средние плотности и толщины. Уравнение тогда представляет собой тектоническое количество прогибания, произошедшее только во время осаждения верхнего слоя. В этом случае и можно определить как толщину и плотность всего оставшегося осадочного столба после удаления верхнего слоя (то есть декомпактированную толщину). Толщина осадочного пакета из слоев тогда:
Плотность осадочного столба под слоем определяется как средняя плотность всех оставшихся слоев. Это сумма плотностей всех оставшихся слоев, умноженная на соответствующую толщину и деленная на:
Фактически, вы итеративно применяете и , используя и вместо и .