Przekroje palinspastyczne

PRZEKROJE PALEOTEKTONICZNE
(PALEOSTRUKTURALNE ) (PPT)
Przekroje paleotektoniczne (PPT)
Klasyczne PPT, czasami określane jako przekroje wyrównawcze, są używane do
odtworzenia rozwoju budowy geologicznej basenów sedymentacyjnych.
Podstawowym założeniem umożliwiającym wykonywanie PPT jest sformułowana
przez Nikolasa Steno zasada pierwotnej horyzontalności zalegania warstw.
Seria przekrojów paleotektonicznych obrazujących wykształcenie strukturalne i
tektonikę basenów sedymentacyjnych po zakończeniu najważniejszych etapów
ich formowania, pozwala dokonać rekonstrukcji procesu powstawania i destrukcji
(czasami) pułapek węglowodorowych. Współcześnie PPT są używane jako osnowa
geometryczna dwuwymiarowych (2-D), komputerowych modelowań
generacyjnych wykonywanych z zastosowaniem zaawansowanego
oprogramowania, takiego jak na przykład Petromod 2-D.
Zasadnicze etapy modelowania rozwoju tektonicznego i
procesów generowania i ekspulsji obejmują:

Rekonstrukcję pierwotnych miąższości w profilach wierceń znajdujących się na
obszarze badań.

Odtworzenie wieku początku i końca sedymentacji poszczególnych wydzieleń
stratygraficznych,

Ustalenie wieku i czasu trwania okresów przerw w sedymentacji

Wydzielenie okresów erozji występujących w analizowanym basenie
sedymentacyjnym oraz ilościowe określenie rozmiaru erozji.

Opracowanie współczesnych przekrojów strukturalnych na podstawie danych
wiertniczych i sejsmicznych

Digitalizacje przekrojów (wraz z uskokami) do formatu czytanego przez program
Petromod

Niezbędne uproszczenie osnowy geometrycznej (np. wyeliminowanie uskoków
inwersyjnych)
Rekonstrukcja pierwotnych miąższości, erozji, czasu
sedymentacji, litologii w profilach wierceń
Siciny IG-1
tabela stratygraficzno-miąższościowa
Formation
trzeciorzed
hiat-Tr
erod-laram
depo-J/Kr
dolna seria gipsowa
wap muszl grn
wap muszlsrd
wap muszl dln
pstry psk grn/ret
pstry psk srd
pstry psk dln
cechsztyn B
dolomit glowny
cechsztyn A
sakson
hiat-P1
seria wylewna
dolna seria osadowa
karb-erod
karb-depo
karbon
Type
F
H
E
D
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
H
F
F
E
D
F
Age
Top
Thickness Missing Lithology
0
323
czwart. + trzeciorz.
35
49
68
228
230
323
233.5
402 30.5
235 432.5 44.5
238
477
240
648
245.8
790
249
1016
253.5
1334 48.5
254 1382.5
256 1412.5 192.5
260
1605
285
290
1775 160.5
295 1935.5
305
320
340 2004.5 995.5
79
171
142
226
318
30
170
69
-1800
1800 depo
dln gipsowe
wapien muszlowy
wapien muszlowy
wapien muszlowy
pstry p-wiec grn
pstry p-wiec srd
pstry p-wiec dln
cechsztyn B
Dolomite
cechsztyn A
Sandstone
Igneous
dln seria osad
-3600
3600 karb
karb
Wykorzystanie PPT do modelowania procesów
generowania i migracji węglowodorów
Wiedza z zakresu kartografii wgłębnej jest niezbędna do stworzenia
współczesnego przekroju strukturalnego, stanowiącego osnowę modelu 2D
Współczesny przekrój strukturalny
- osnowa geometryczna dla modelowań generacyjnych
Ślęzany 1L
Biała Wielka IG-1
S ecemin IG-1
Włoszczowa IG-1
Wykorzystanie PPT do modelowania procesów
generowania i migracji węglowodorów
Wyniki modelowania programem Petromod obejmują poczynając od najprostszych:

Rekonstrukcję geometrii potencjalnych pułapek w trakcie rozwoju basenu

Rekonstrukcje czaso-przestrzennej zmienności termicznej ”dojrzałości” basenu
(kalibrowane przez na przykład oznaczenia refleksyjności witrynitu i analizy Rock Eval)

Czaso-przestrzenne modelowania procesów generowania, ekspulsji i migracji
węglowodorów
Przykład modelowania generacyjnego z
wykorzystaniem programu Petromod
P
rz
e
k
ró
jB
ia
łaW
ie
lk
aIG
-1-S
e
c
e
m
inIG
-1-W
ło
s
z
c
z
o
w
aIG
-1
S
W
B
ia
laW
ie
lk
aIG
-1
0[m
e
te
r]
S
e
c
e
m
inIG
-1
1
0
0
0
0
2
0
0
0
0
N
E
W
lo
s
z
c
z
o
w
aIG
-1
3
0
0
0
0
4
0
0
0
0
5
0
3
2
1
0
[m
e
te
r]
E
v
e
n
t_
1
5
1
0
0
0
T
1
_
1
3
D
3
_
4
2
0
0
0
D
2
_
3
3
0
0
0
4
0
0
0
5
0
0
0m
5
0
0
0
[G
P
]
F
ig
.
1
0
2
0
3
0
4
0
5
0
W
s
p
ó
łc
z
e
s
n
yr
o
z
k
ła
d
w
s
k
a
ź
n
ik
ar
e
fle
k
s
y
jn
o
ś
c
iw
itr
y
n
itu
(%
R
o
)
6
0
7
0
8
0
p
e
rc
e
n
t
0
.1
0-0
.4
0
0
.4
0-0
.7
0
0
.7
0-1
.0
0
1
.0
0-1
.3
0
1
.3
0-1
.6
0
1
.6
0-1
.9
0
1
.9
0-2
.2
0
2
.2
0-2
.5
0
2
.5
0-2
.8
0
2
.8
0-3
.1
0
Przykład modelowania generacyjnego z
wykorzystaniem programu Petromod
Przekrój Biała Wielka IG-1 - Secemin IG-1 - Włoszczowa IG-1
SW
Biala Wielka IG-1
0 [meter]
Secemin IG-1
10000
20000
NE
Wloszczowa IG-1
30000
40000
50321
0
[meter]
Event_15
1000
T1_13
D3_4
2000
D2_3
3000
4000
5000 m
5000
[GP]
Fig.
10
20
30
40
50
60
Rozkład wskaźnika refleksyjności witrynitu (%Ro) - po erozji kimeryjskiej
70
80
percent
0.10 - 0.40
0.40 - 0.70
0.70 - 1.00
1.00 - 1.30
1.30 - 1.60
1.60 - 1.90
1.90 - 2.20
2.20 - 2.50
2.50 - 2.80
2.80 - 3.10
Przykład modelowania generacyjnego z
wykorzystaniem programu Petromod
Przekrój Biała Wielka IG-1 - Secemin IG-1 - Włoszczowa IG-1
SW
Biala Wielka IG-1
0 [meter]
Secemin IG-1
10000
20000
NE
Wloszczowa IG-1
30000
40000
50321
0
[meter]
Event_15
1000
T1_13
2000
D3_4
3000
D2_3
4000
5000 m
5000
[GP]
Fig.
10
20
30
40
50
60
Rozkład wskaźnika refleksyjności witrynitu (%Ro) - u schyłku jury środkowej
70
80
percent
0.10 - 0.40
0.40 - 0.70
0.70 - 1.00
1.00 - 1.30
1.30 - 1.60
1.60 - 1.90
1.90 - 2.20
2.20 - 2.50
2.50 - 2.80
2.80 - 3.10
Przykład modelowania generacyjnego z
wykorzystaniem programu Petromod
Biala Wielka IG-1
0 [meter]
Secemin IG-1
10000
20000
Wloszczowa IG-1
30000
40000
50321
0
[meter]
D3_4
1000
D2_3
2000
3000
4000
5000 m
5000
[GP]
Fig.
10
20
30
40
50
60
Rozkład wskaźnika refleksyjności witrynitu (%Ro) - po erozji waryscyjskiej
70
80
Przykład modelowania generacyjnego z
wykorzystaniem programu Petromod
Biala Wielka IG-1
0 [meter]
Secemin IG-1
10000
20000
Wloszczowa IG-1
30000
40000
50321
0
[meter]
Cnierozdz._5
1000
D3_4
2000
D2_3
3000
4000
5000 m
5000
[GP]
Fig.
10
20
30
40
50
60
Rozkład wskaźnika refleksyjności witrynitu (%Ro) - u schyłku sedymentacji
osadów karbonu
70
80
Przekroje palinspastyczne
Przekroje palinspastyczne (PPL) stanowią specyficzny rodzaj przekrojów
paleotektonicznych. PPL umożliwiają rekonstrukcje czasoprzestrzennej ewolucji
basenów sedymentacyjnych (obszarów), które w trakcie rozwoju podlegały
horyzontalnym (sub-horyzontalnym) przemieszczeniom i skracaniu.
Najbardziej typowym zastosowaniem przekrojów palinspastycznych jest ich
wykorzystanie do odtworzenia prekompresyjnej budowy pasów fałdowonasunięciowych.
Mówiąc obrazowo analiza palinspastyczna polega na próbie rozprostowania
sfałdowanych warstw, zbilansowaniu wielkości zrzutów na znanych uskokach i
nasunięciach, odtworzeniu pierwotnej wewnętrznej geometrii basenu i jeśli to
możliwe pierwotnego położenia basenu.
Przekroje palinspastyczne
Przekroje PPL są konstruowane z zastosowaniem trzech podstawowych
technik:
Najstarsza i najmniej dokładna z nich opiera się na rozprostowaniu powierzchni stropu
warstw sfałdowanych i zredukowaniu zrzutów dyslokacji (McKay 1945). (zachowanie
długości warstw)
Nowsze PPL wykonywane są tak by długość granic i powierzchnia warstw w okresie
poprzedzającym fałdowanie i współcześnie były jednakowe (zachowanie długości i
powierzchni warstw). Przekroje takie odzwierciedlają wybrane, pojedyncze wycinki
czasowe rozwoju pasa fałdowo nasunięciowego
Najnowsza odmiana przekrojów PPS to tzw. przekroje bilansowane (balansowane),
które również są wykonywane z zachowaniem stałej długości granic i powierzchni
rozwijanych warstw jednak by powiedzieć, że dany przekrój jest przekrojem
balansowanym musi on spełniać postulat stałej długości i powierzchni warstw na
każdym etapie rozwoju basenu!!! W praktyce dotyczy to jedynie przekrojów
komputerowych wykonanych z zastosowaniem specjalistycznego oprogramowania.
REKONSTRUKCJA PALINSPASTYCZNA
(ZACHOWANA DŁUGOŚĆ WARSTW)
nd2
paleoląd południowy
paleoląd
północno-wschodni
basen śląsko - skolski
nk2
0m
Pk2
B
0
<10
<20
<30
K
nd3
<40
<50 <60
<70
<80
RPp > 132 km / ~ 0.79 L 2 /
Pk3
L2
1.
km
RSpt > 97 km / ~ 0.58 L 2 /
0m
A
<90
nk3
2.
3.
4.
<10
167 km
5.
6.
REKONSTRUKCJA PALINSPASTYCZNA
(ZACHOWANA DŁUGOŚĆ I POWIERZCHNIA WARSTW)
T3
T1
0
2km
2km
T2
e
A
T1
T2
2km
T3
2km
B
PRZEKROJE BALANSOWANE
Munoz J.A. The Pyrenees. Structure and modelling of an orogen
[http://www.ub.es/ggac/research/piris/piris.htm]
METODA FAŁDÓW SIMILARNYCH
METODA ŁUKÓW
METODA KINK
Metoda łuków
(metoda Busk’a)
Aproksymacja fałdów jako serii warstw o
charakterze współśrodkowych łuków
METODA FAŁDÓW SIMILARNYCH
Rekonstrukcja polega na przedłużaniu
poszczególnych warstw tego samego wieku w
sąsiednich skrzydłach fałdów
nie jest często używana
-zakłada podobny „kształt” warstw
-konieczne wyznaczenie płaszczyzny osiowej
fałdów
-
METODA FAŁDÓW SIMILARNYCH
WPŁYW NACHYLENIA PŁASZCZYZNY
OSIOWEJ FAŁDÓW (KINK)
W pełni ciągłe balansowanie przekrojów w strefach fałdowo
nasuwczych oraz tektoniki solnej jest możliwe tylko przy
wykorzystaniu specjalistycznego oprogramowania jak np. Locace
W pracy za pomocą oprogramowania Locace, można
testować spójność geometryczną przekrojów geologicznych,
powstałych w wyniku geologicznej interpretacji
głębokościowych profili sejsmicznych.
Wykorzystując to oprogramowanie można odtworzyć warstwy
geologiczne do stanu przed deformacją.
Elementy rekonstruowanego przekroju geologicznego
odtwarzane są krok po kroku w kolejności odpowiadającej
kierunkowi transportu tektonicznego.
Program Locace umożliwia zastosowanie różnych metod odtwarzania
elementów przekroju geologicznego (modułów, na które dzielony jest
przekrój). W wyniku procesu odtwarzania otrzymujemy przekrój
źródłowy i przekrój wynikowy.
Przekrój źródłowy jest interpretacją od której rozpoczyna się
rekonstrukcję lub też jego modyfikacją wykonaną w celu uzyskania
spójności geometrycznej.
Przekrój wynikowy przedstawia basen sedymentacyjny przed
rozpoczęciem procesów deformacyjnych.
Połączenie przekroju źródłowego i wynikowego stanowi scenariusz.
Możliwe jest stworzenie dowolnej liczby scenariuszy, ostatecznie
wybierany jest scenariusz, który jest najbardziej wiarygodny w oparciu
o wszelkie dostępne dane geologiczne i geofizyczne.
Przykładowy wynik balansowania komputerowego