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構造地質学 における断面復元またはパリンスパスティック復元は、断面を構築するために使用された解釈を検証するために、地質断面を徐々に元に戻すために使用される技術です。また、地域の地質学的発達の初期段階の形状に関する洞察を提供するためにも使用されます。面積を変えることなく、地質学的に合理的な形状にうまく元に戻すことができる断面は、バランス断面として知られています。[1]
同様に、パリンスパスティック地図は地質学的特徴を示す地図であり、変形前の状態を表し、読者が地域を認識しやすいように現在の海岸線も含まれることが多い。
2D修復
技術の発展
復元された断面を作成する最も初期の試みは、前地褶曲帯と逆断層帯で行われました。[2]この技術は、断面全体で単位厚さが一定または滑らかに変化する地層のテンプレートを想定していました。線の長さは、現在の変形した断面で測定され、テンプレートに転送され、変形が始まる前の状態に断面を再構築します。この方法では、面積が保存されることは保証されず、線の長さのみが保証されます。この技術は、最初は垂直単純せん断を使用して伸張テクトニクスの領域に適用されました。 [3] [4]次の10年間で、数種類の市販の復元ソフトウェアが利用可能になり、この技術を日常的に適用できるようになりました。
変形アルゴリズム
断面内の要素の形状の変化を計算するために、さまざまな変形アルゴリズムが使用されます。当初はこれらの多くが手動で適用されていましたが、現在では専門のソフトウェア パッケージで利用できます。これらの変形アルゴリズムは実際のひずみ経路の近似値および理想化であり、現実から逸脱していることに留意してください (Ramsey および Huber、1987)。地質媒体は通常、連続体材料ではありません。つまり、断面バランス調整に使用されるすべてのひずみアルゴリズムで暗黙的に想定されている等方性媒体ではありません。とはいえ、バランスの取れた断面は材料バランスを維持します。これは、変形した領域の運動履歴を概念化するために重要です。
垂直/傾斜せん断
このメカニズムは、近接した平行なすべり面上の動きによる形状の変化に対応するために要素を変形します。最も一般的な仮定は垂直せん断ですが、よく理解されている例との比較から、約 60°～70° の反対傾斜せん断 (つまり、制御断層に対する傾斜の反対方向) が、伸張中の実際の岩石の挙動に最も近似していることが示唆されています。[5] [6]これらのアルゴリズムは面積を保存しますが、一般に線の長さを保存しません。このタイプのアルゴリズムを使用した復元は手作業で実行できますが、通常は専門のソフトウェアを使用して行われます。このアルゴリズムは、変形が発生する実際のメカニズムを表すものではなく、妥当な近似値を表すものであると一般に考えられています。
曲げ滑り
曲げ滑りアルゴリズムでは、変形は、変形した断層が層理面に沿った滑りによって馬の境界で区切られて展開することによって発生します。 [1]このモデリング メカニズムは、褶曲した層理面に沿った滑面によって示されるように、実際の地質学的メカニズムを表しています。 [7]展開した馬の形状は、復元された断層境界を復元されたセクションの以前の馬に使用するか、ブロック自体の内部ピンを使用してさらに制約されます (変形中に剪断されていないと仮定)。このアルゴリズムは通常、ソフトウェア ベースの復元でのみ使用されます。面積と線の長さの両方が保持されます。
トリシア
他のアルゴリズムでは断層伝播褶曲に伴う厚さの変化やひずみの変化を説明できないため、三角せん断アルゴリズムを使用して断層伝播褶曲をモデル化し復元する。伝播する断層の先端領域内の変形は、断層の先端から始まる三角形領域内の不均一なせん断に理想化される。[8]
圧縮
ほとんどの断面修復には、バックストリッピングとデコンパクションの要素が含まれています。これは、後の堆積物の荷重による圧縮効果を考慮して断面の形状を調整するために必要です。[9]
フォワードモデリング
断面の復元には、自然物の変形を元に戻すこと、つまり逆モデリングの一形態が含まれます。[10]多くの場合、順モデリングを実行すると、断面の全体または一部の概念をテストするのに役立ちます。
3D修復
2D 復元の基本的な前提は、すべての断層の変位が断面の平面内にあることです。また、断面平面に出入りする物質がないことも前提としています。複雑な多相変形や横ずれ変形の領域、または塩分が存在する場所では、これが当てはまることはほとんどありません。3D 復元は、Midland Valley の Move3D、Paradigm の Kine3D、Schlumberger の Dynel3D などの専門ソフトウェアを使用してのみ実行できます。このような復元の結果は、炭化水素の移動を初期段階で研究するために使用できます。[11]
参考文献
- ^ ab Groshong, R. (2006). 「構造の検証、修復、予測」。3D構造地質学: 定量的地表および地下地図解釈の実践ガイド。Birkhäuser。pp. 305–372。ISBN 978-3-540-31054-9. 2010年2月20日閲覧。
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- ^ Gibbs, AD (1983). 「伸張テクトニクス地域における地震断面からのバランス断面構築」.構造地質学ジャーナル. 5 (2): 153–160. Bibcode :1983JSG.....5..153G. doi :10.1016/0191-8141(83)90040-8.
- ^ Williams, G.; Vann I. (1987). 「リストリック正断層の形状と上盤の変形」. Journal of Structural Geology . 9 (7): 789–795. Bibcode :1987JSG.....9..789W. doi :10.1016/0191-8141(87)90080-0.
- ^ Hauge, TA; Gray GG (1996). 「正断層とロールオーバー形状のモデリング技術の批評」。Buchanan PG & Nieuwland DA (編)。構造解釈、検証、モデリングの最新開発。特別出版。第99巻。ロンドン地質学会。pp. 89–97 。 2010年2月9日閲覧。
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- ^ Faill, RT (1973). 「ペンシルベニア州バレーおよびリッジ地域のキンクバンド褶曲」.アメリカ地質学会紀要. 84 (4): 1289–1314. Bibcode :1973GSAB...84.1289F. doi :10.1130/0016-7606(1973)84<1289:KFVARP>2.0.CO;2 . 2010年2月20日閲覧。
- ^ Erslev, EA (1991). 「Trishear 断層伝播褶曲」.地質学. 19 (6): 617–620. Bibcode :1991Geo....19..617E. doi :10.1130/0091-7613(1991)019<0617:TFPF>2.3.CO;2 . 2010-02-20閲覧。
- ^ Skuce, AG (1996)。「正断層上の圧縮のフォワードモデリング：リビア、シルテ盆地の例」。Buchanan PGおよびNieuwland DA（編）「構造解釈、検証およびモデリングの最新開発」。特別出版。第99巻。ロンドン：地質学会。pp. 135–146 。 2010年2月20日閲覧。
- ^ Poblet, J.; Bulnes M. (2007). 「復元された断面のフォワードモデリングを使用したひずみの予測：リストリック正断層のロールオーバー背斜への適用」Journal of Structural Geology . 29 (12): 1960–1970. Bibcode :2007JSG....29.1960P. doi :10.1016/j.jsg.2007.08.003.
- ^ Clarke, SM; Burley SD; Williams GD; Richards AJ; Meredith DJ; Egan SS (2006)。「堆積盆地構造と炭化水素移動の統合 4 次元モデリング」Buiter SJH および Schreurs G. (編)。地殻スケール プロセスのアナログおよび数値モデリング。特別出版。第 253 巻。ロンドン地質学会。pp. 185–211。ISBN 978-1-86239-191-8. 2010年2月20日閲覧。