Un aborde euleriano al problema de balanceo de secciones geologicas estructurales

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Revista Mexicana de Ciencias Geológicas, v. 27, núm. 1, 2010, p. 18-31 Contreras-Pérez



Un aborde euleriano al problema del balanceo de secciones geológicas estructurales
Juan Contreras-Pérez
Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Carretera Tijuana-Ensenada 3918, Zona Playitas, 22860 Ensenada B.C., México. juanc@cicese.mx

RESUMEN En la mecánicadel medio continuo, un proceso de deformación puede ser descrito eligiendo, ya sea, un sistema de referencia lagrangiano o euleriano. Tradicionalmente el problema del balanceo de secciones estructurales se ha abordado usando el primer sistema de referencia en donde el observador se desplaza con el medio conforme se deforma. En tal sistema de referencia, sólo se puede establecer el campo dedistorsión del medio a través de relaciones geométricas entre marcadores geológicos. El balanceo de secciones busca establecer, a partir de tales relaciones, una reconstrucción del subsuelo en la que exista continuidad de estratos y áreas en cierto tiempo en el pasado geológico (retrodeformabilidad). A la vez, el área de las rocas contenidas en la sección en esos dos estados debe ser la misma de acuerdocon el principio de conservación de masa. Utilizando resultados clásicos de la mecánica del medio continuo se establece que el problema de balanceo de secciones estructurales se puede caracterizar de forma equivalente a través del campo de velocidad del proceso de deformación. Para esto hay que elegir un sistema de referencia euleriano en donde el observador permanece inmóvil. Palabras clave:deformación, conservación de masa, plegamiento, fallamiento, balanceo de secciones estructurales.

ABSTRACT In continuum mechanics, a deformation process can be described either using a Lagrangian reference frame or an Eulerian reference frame. The problem of balancing and restoration of crosssections traditionally has been approached using the former reference frame in which the observer moves withthe rocks as they deform. Under such reference frame an observer is only aware of changes in geometrical relationships among geological markers (distortion field). Geologists in turn use this information to build a model of the subsurface geometry that satisfies the stratigraphic principles of continuity of strata and bed area at a given time in the geologic past (cross section restoration). At thesame time, the amount of area contained in the balanced and restored cross-section must be the same because mass must be conserved. Using classical results from continuum mechanics, this paper shows that the problem of balancing and restoration of cross-sections can also be characterized by the velocity field of the deformation process. This requires, however, using an Eulerian reference frame inwhich the observer remains stationary. Key words: deformation, mass conservation, folding, faulting, cross-section balancing.

Contreras-Pérez, J., 2010, Un aborde Euleriano al problema del balanceo de secciones geológicas estructurales: Revista Mexicana de Ciencias Geológicas, v. 27, núm. 1, p. 18-31.

Balanceo de secciones geológicas estructurales

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INTRODUCCIÓN El balanceo desecciones estructurales permite obtener reconstrucciones retrodeformables del subsuelo que satisfacen el principio de conservación de masa (Dahlstrom, 1969). El procedimiento involucra la minimización de la diferencia de atributos geométricos tales como área, longitud y espesor de estratos entre el estado inicial y deformado observado (v.g., Suppe, 1985; Wilkerson y Dicken, 2001). Las seccionesbalanceadas han ayudado a entender estructuras y relaciones complejas en cinturones de pliegues y cabalgaduras (Hossack 1979; Suter, 1981; Suppe, 1983). Esto es de aplicación inmediata en la industria del petróleo debido a que los cinturones orogénicos contienen estructuras ideales para acumular y producir hidrocarburos. A pesar de que esta es una idea simple y elegante, la construcción de...