El backstripping (también llamado backstripping o backstripping) es una técnica de análisis geofísico que se utiliza en secuencias de rocas sedimentarias . Se utiliza para estimar cuantitativamente la profundidad que tendría el basamento en ausencia de sedimentos y carga de agua. Esta profundidad proporciona una medida de las fuerzas impulsoras tectónicas desconocidas que son responsables de la formación de la cuenca (también conocida como subsidencia o elevación tectónica). Al comparar las curvas de backstripping con las curvas teóricas de subsidencia y elevación de la cuenca, es posible deducir información sobre los mecanismos de formación de la cuenca. [1]
La técnica desarrollada por Watts y Ryan en 1976 [2] permite recuperar la historia de subsidencia y elevación del basamento en ausencia de sedimentos y carga de 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 por el cual las capas sucesivas de sedimento 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 a partir 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 se pueden "desprender" o despojar, y la superficie límite inferior se puede rotar hacia arriba hasta un dato. Al despojar sucesivamente las isócronas, la historia de profundización de la cuenca se puede trazar en sentido inverso, lo que conduce a pistas sobre su origen tectónico o isostático . Un análisis más completo utiliza la descompactación de la secuencia restante después de cada etapa del desmonte. Esto tiene en cuenta la cantidad de compactación causada por la carga de las capas posteriores y permite una mejor estimación del espesor de sedimentación de las capas restantes y la variación de la profundidad del agua con el tiempo.
Como resultado de su porosidad, los estratos sedimentarios se compactan al superponerse capas sedimentarias después de la deposición. 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 sedimentos en el espesor y la densidad de la columna estratigráfica, se debe 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 relación:
donde es la porosidad de la roca en profundidad , es la porosidad en la superficie y es una constante de compactación específica de la roca.
La ecuación fundamental en el desmonte en retroceso corrige el registro estratigráfico observado para los efectos de la carga de sedimentos y agua y los cambios en la profundidad del agua, y se da por:
donde es la subsidencia impulsada tectónicamente, es el espesor del sedimento descompactado, es la densidad media del sedimento, es la profundidad promedio a la que se depositaron las unidades sedimentarias, y son las densidades del agua y del manto respectivamente, y 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]
Para derivar la ecuación ( 2 ), primero se debe considerar una columna "cargada" que representa una unidad sedimentaria acumulada durante un cierto período de tiempo geológico, y una columna "descargada" correspondiente que representa la posición del basamento subyacente sin los efectos de los sedimentos. En el escenario, la presión en la base de la columna cargada, está dada por:
donde es la profundidad del agua de deposición, es el espesor medio de la corteza, es el espesor del sedimento corregido por compactación, es la gravedad promedio y , y son las densidades del agua, el sedimento y la corteza respectivamente. La presión en la base de la columna descargada viene dada por:
donde es la subsidencia tectónica o corregida, es la densidad del manto, y 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 ).
Para una cuenca sedimentaria de múltiples capas, es necesario desmantelar sucesivamente cada capa individualmente identificable por separado para obtener una evolución completa del hundimiento tectónico. Utilizando la ecuación ( 2 ), se realiza un análisis completo del hundimiento mediante la eliminación gradual de la capa superior en cualquier etapa durante el análisis y realizando el desmantelamiento como si fuera para un caso de una sola capa. Para la columna restante, se deben utilizar densidades y espesores medios en cada momento o paso de cálculo. [4] La ecuación ( 2 ) se convierte entonces en la cantidad tectónica de hundimiento durante la sedimentación de la capa superior únicamente. En este caso , se puede definir como el espesor y la densidad de toda la columna sedimentaria restante después de la eliminación de la capa superior (es decir, el espesor descompactado). El espesor de una pila de sedimentos con capas es entonces:
La densidad de la columna sedimentaria que se encuentra debajo de la capa se obtiene a partir de la densidad media de todas las capas restantes. Esta es la suma de todas las densidades de las capas restantes multiplicada por el espesor respectivo y dividida por :
Efectivamente, se aplican iterativamente ( 1 ) y ( 2 ) utilizando y en lugar de y .
