Articulo de referencia

Despellejado

El análisis de retroceso (también llamado retrodesprendimiento) es una técnica de análisis geofísico utilizada en secuencias de rocas sedimentarias . Se emplea para estimar cuan...

El análisis de retroceso (también llamado retrodesprendimiento) es una técnica de análisis geofísico utilizada en secuencias de rocas sedimentarias . Se emplea para estimar cuantitativamente la profundidad que tendría el basamento en ausencia de sedimentos y agua. Esta profundidad proporciona una medida de las fuerzas impulsoras tectónicas desconocidas responsables de la formación de cuencas (también conocidas como subsidencia o elevación tectónica). Al comparar las curvas de retroceso con las curvas teóricas de subsidencia y elevación de cuencas, es posible deducir información sobre los mecanismos de formación de cuencas. [ 1 ]

La técnica desarrollada por Watts y Ryan en 1976 [ 2 ] permite recuperar la historia de subsidencia y elevación del basamento en ausencia de carga de sedimentos y agua y, por lo tanto, aislar la contribución de las fuerzas tectónicas responsables de la formación de una cuenca de rift. [ 3 ] Es un método mediante el cual las capas sucesivas de sedimentos de relleno de la cuenca se "despojan" de la estratigrafía total durante el análisis de la historia de esa cuenca. En un escenario típico, una cuenca sedimentaria se profundiza alejándose de una flexión marginal , y los estratos isócronos que la acompañan generalmente se engrosan hacia la cuenca. Al aislar los paquetes isócronos uno por uno, estos pueden "desprenderse" o retrocederse, y la superficie límite inferior rotarse hacia arriba hasta un datum. Al retroceder sucesivamente las isócronas, la historia de profundización de la cuenca puede trazarse en sentido inverso, lo que proporciona pistas sobre su origen tectónico o isostático . Un análisis más completo utiliza la descompactación de la secuencia restante tras cada etapa del proceso de remoción de sedimentos. Esto tiene en cuenta la compactación causada por la carga de las capas posteriores y permite una mejor estimación del espesor deposicional de las capas restantes y la variación de la profundidad del agua con el tiempo.

Teoría general

Diagrama esquemático de la técnica de desmoldeo posterior relacionada con la ecuación ( 2 ). La columna cargada se relaciona con la ecuación ( 3 ), y la columna descargada con las ecuaciones ( 4 ) y ( 5 ).

Como resultado de su porosidad , los estratos sedimentarios se compactan mediante la sucesión de capas sedimentarias. En consecuencia, el espesor de cada capa en una secuencia sedimentaria era mayor en el momento de su deposición que cuando se mide en el campo. Para considerar la influencia de la compactación de los sedimentos en el espesor y la densidad de la columna estratigráfica, es necesario conocer la porosidad. [ 4 ] [ 5 ] Los estudios empíricos muestran que la porosidad de las rocas disminuye exponencialmente con la profundidad. En general, podemos describir esto con la siguiente relación:

dóndeϕ{\displaystyle \phi }es la porosidad de la roca en profundidadz{\displaystyle z},ϕ0{\displaystyle \phi _{0}}es la porosidad en la superficie ydo{\displaystyle c}es una constante de compactación específica de la roca.

Ecuación de retroceso

La ecuación fundamental en el método de retroceso corrige el registro estratigráfico observado para tener en cuenta los efectos de la carga de sedimentos y agua y los cambios en la profundidad del agua, y viene dada por:

dóndeY{\displaystyle Y}es la subsidencia impulsada tectónicamente,S{\displaystyle S}es el espesor del sedimento descompactado,ρs{\displaystyle \rho _{s}}es la densidad media del sedimento,Wd{\displaystyle W_{d}}es la profundidad promedio a la que se depositaron las unidades sedimentarias,ρw{\displaystyle \rho _{w}}yρmetro{\displaystyle \rho _{m}}son las densidades del agua y del manto respectivamente, yΔSL{\displaystyle \Delta _{SL}}la diferencia en la altura del nivel del mar entre el presente y el momento en que se depositaron los sedimentos. Los tres términos independientes dan cuenta de las contribuciones de la carga de sedimentos, la profundidad del agua y las oscilaciones del nivel del mar a la subsidencia de la cuenca. [ 1 ] [ 3 ]

Derivación

Para derivar la ecuación ( 2 ), primero se debe considerar una columna "cargada" que representa una unidad sedimentaria acumulada durante un cierto período geológico, y una columna "descargada" correspondiente que representa la posición del basamento subyacente sin los efectos de los sedimentos. En este escenario, la presión en la base de la columna cargada viene dada por:

dóndeWd{\displaystyle W_{d}}es la profundidad del agua de deposición,do{\displaystyle c}es el espesor medio de la corteza,S{\displaystyle S}es el espesor del sedimento corregido por compactación,gramo{\displaystyle g}es la gravedad promedio yρw{\displaystyle \rho _{w}},ρs{\displaystyle \rho _{s}}yρdo{\displaystyle \rho _{c}}son las densidades del agua, el sedimento y la corteza, respectivamente. La presión en la base de la columna descargada viene dada por:

dóndeY{\displaystyle Y}es la subsidencia tectónica o corregida,ρmetro{\displaystyle \rho _{m}}es la densidad del manto, yb{\displaystyle b}es la distancia desde la base de la corteza descargada hasta la profundidad de compensación (que se supone que está en la base de la corteza cargada) y viene dada por:

Sustituyendo ( 3 ), ( 4 ) y ( 5 ) después de simplificar, obtenemos ( 2 ).

Estuche multicapa

Para una cuenca sedimentaria multicapa, es necesario retirar sucesivamente cada capa individualmente identificable por separado para obtener una evolución completa de la subsidencia tectónica. Usando la ecuación ( 2 ), se realiza un análisis completo de subsidencia eliminando paso a paso la capa superior en cualquier etapa durante el análisis y realizando el retiro como si fuera para un caso de una sola capa. Para la columna restante, se deben usar las densidades medias y el espesor en cada paso de tiempo o cálculo. [ 4 ] La ecuación ( 2 ) se convierte entonces en la cantidad tectónica de subsidencia durante la sedimentación de la capa más superficial solamente. En este casoL{\displaystyle L^{*}}yρL{\displaystyle \rho _{L}}se puede definir como el espesor y la densidad de toda la columna sedimentaria restante después de la eliminación de la capa superior.l{\displaystyle l}(es decir, el espesor descompactado). El espesor de un montón de sedimentos conl{\displaystyle l}entonces las capas son:

La densidad de la columna sedimentaria debajo de la capal{\displaystyle l}viene dada por la densidad media de todas las capas restantes. Esta es la suma de todas las densidades de las capas restantes multiplicadas por el espesor respectivo y dividida porL{\displaystyle L^{*}}:

En efecto, se aplican iterativamente ( 1 ) y ( 2 ) utilizandoL{\displaystyle L^{*}}yρL{\displaystyle \rho _{L^{*}}}en lugar deL{\displaystyle L}yρL{\displaystyle \rho _{L}}.

Referencias

  1. 1 2 Universidad de Wyoming: Backstripping Archivado el 15/12/2011 en Wayback Machine
  2. Watts, AB; Ryan, WBF (1976). "Flexión de la litosfera y cuencas de margen continental". Tectonophysics . 36 ( 1–3 ): 25–44 . Bibcode : 1976Tectp..36...25W . doi : 10.1016/0040-1951(76)90004-4 .
  3. 1 2 Capítulo 4: Análisis de la subsidencia y el desmonte de pozosEn Anomalías gravitatorias, flexión y evolución termomecánica del margen occidental de Iberia y su conjugado de Terranova (2008), tesis doctoral de Tiago Cunha
  4. 1 2 Geodinámica de la litosfera (2.ª ed.) , K. Stüwe (2007), Nueva York: Springer]
  5. Lee, EY, Novotny, J., Wagreich, M. (2019) Análisis y visualización de subsidencia: para el análisis y modelado de cuencas sedimentarias, Springer. doi : 10.1007/978-3-319-76424-5