1、昆明盆地中深層地震剖面特殊處理與斷層解釋楊潤海，張建國，解麗，鄭定昌，郭若瑾，趙晉明，虎雄林，盧吉高，李正光（云南省地震局，昆明650224）摘要：論述了昆明盆地中深層地震勘探剖面的特殊處理方法，主要采用針對斷層及沉積地層較為敏感有效的波阻抗反演、層速度反演、瞬時相位、瞬時頻率、瞬時振幅以及二維相干等幾種處理手段以及基于此的斷層分析，給出了昆明盆地內(nèi)主要斷裂的參數(shù)。關(guān)鍵詞昆明盆地；基底斷裂；地震反演中圖分類號：P315-2文獻(xiàn)標(biāo)志碼A文章編號1000-0666（2008）增刊-0568-07*收稿日期：2008-10-20-0引言地震反演的基本目的是利用地震波在地F介質(zhì)中的傳播規(guī)律，通過數(shù)據(jù)采

2、集、處理與解釋等流程，推測地下巖層結(jié)構(gòu)和物性參數(shù)的空間分布,為勘探開發(fā)提供重要的依據(jù)（何樵登，1986;何樵登等，1991;姚姚等.1991;殷八斤等，1995）。地震資料反演已經(jīng)是一項較為成熟的技術(shù)，它充分利用測井、鉆井、地質(zhì)等資料所提供的豐富的構(gòu)造、層位、巖性等信息，從常規(guī)的地震剖面推導(dǎo)出地下地層的波阻抗、密度、速度、孔隙度、滲透率、沙泥巖百分比和壓力等信息。因此，地震資料反演可以為地震沉積學(xué)研究提供更多、更精細(xì)的地層內(nèi)部的資料與信息任正和、2008）。地震資料的精細(xì)處理、成像及解釋技術(shù)的綜合應(yīng)用是進(jìn)行地震資料解釋所必備的技術(shù)手段。除了常規(guī)的處理、成像與解釋技術(shù)之外，在目前的地震沉積學(xué)研究

3、中應(yīng)用較多的技術(shù)有波阻抗反演、地震數(shù)據(jù)的相干分析和地震數(shù)據(jù)的瞬態(tài)參數(shù)萌幅、頻率和相位）。波阻抗是巖石密度與地震波速度的乘積，它所反映的是巖石的屬性而不是界面的反射。它剔除了因包含子波所引起的復(fù)雜因素.通過加入測井?dāng)?shù)據(jù)信息，增加了比地震更多的信息，是地震和測井?dāng)?shù)據(jù)集成的結(jié)果。它是巖石的特性，與巖石的屬性如孔隙度、孔隙填充因子以及其它因子有密切關(guān)系、可用以進(jìn)行快速準(zhǔn)確的相干體的解釋。彈性波阻抗反演改進(jìn)了反射系數(shù)垂直入射假設(shè)的錯誤，巧妙地將AVO問題和地震道反演相結(jié)合.將地震道反演技術(shù)向前推進(jìn)了一步。由彈性波阻抗反演數(shù)據(jù)體可獲得縱、橫波阻抗，縱、橫波速度，縱、橫波速度比、密度和泊松比等多種參數(shù)，比疊

4、后反演具有明顯的優(yōu)越性，能更可靠地揭示地下儲層的展布情況和孔、滲物性及含油氣性任九拴等，2007）。波阻抗反演是地震反演的一個重要組成部分,由于波阻抗信息是聯(lián)系地質(zhì)和地球物理的一座橋梁、疊后計算數(shù)據(jù)量相對要小，在實際生產(chǎn)中應(yīng)用方便而且效果明顯。因此，波阻抗反演在地震反演中具有特殊的地位。波阻抗作為巖石特性而非反射界面特性可以用來直接進(jìn)行地質(zhì)解釋.波阻抗資料與地震資料相比，消除了調(diào)諧效應(yīng).提高了分辨率飼英等，2001）。地下不同介質(zhì)形狀不同，波阻抗不同，產(chǎn)生的反射波的振幅、相位、頻率均相應(yīng)產(chǎn)生變化,地震剖面顯示的反射波是其振幅、相位、頻率等參數(shù)綜合顯示的實信號，這樣其中個參數(shù)變化,因受其它參數(shù)制

5、約，往往不會引起實信號的明顯變化。因此，通過變換，將實信號轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)信號,并提取瞬時振幅、瞬時相位、瞬時頻率3個參數(shù),形成幾個參數(shù)相互獨立的剖面.可以更好地解釋地震反射剖面。瞬時振幅波形反映了給定時刻反射信號的能量大小及能量衰減狀況.利用它可以推測地下介質(zhì)的性質(zhì)。瞬時相位波形反映地下介質(zhì)相位的變化、地下介質(zhì)力學(xué)性質(zhì)差異常引起相位的變化，因此利用它可推測地下介質(zhì)的連續(xù)性。另外，瞬時相位大小與反射波的振幅無關(guān)，利用它可研究地下深層介質(zhì)的性質(zhì)。瞬時頻率波形也反映了地下介質(zhì)性質(zhì)的變化.利用它可推測地下介質(zhì)的形狀及性質(zhì)殊恩厚等，2004)o相干性表示地震道之間的相似程度。相干技術(shù)除了能突出數(shù)據(jù)體中的斷層之

6、外，也能用于檢測細(xì)微的地層非連續(xù)性，突出地震相的橫向變化以及反射終止。十五”期間，全國有20多個城市進(jìn)行了活斷層探測與地震危險性評價工作、在活斷層探測中，多數(shù)盆地覆蓋層薄，斷裂埋深淺，淺層地震勘探已能夠探測基底斷裂和斷層上斷點埋深。昆明盆地基底埋深比較深，局部達(dá)到1200m以上.因此進(jìn)行了2000m深度內(nèi)的中深層地震勘探。為了更好地解釋、判斷盆地內(nèi)隱伏斷裂的產(chǎn)狀，在常規(guī)解釋的基礎(chǔ)上，還進(jìn)行了地震剖面的特殊處理，這對活斷層的探測有較好的借鑒作用。本文主要敘述對昆明盆地中深層剖面的數(shù)據(jù)特殊處理和斷層解釋方法。地震測線位于盆地北部，西起西山太華寺，往東經(jīng)官渡鎮(zhèn)至果林水庫(楊潤海等,2008)o1地震

7、剖面特殊處理對昆明盆地豚4地震剖面的特殊處理工作主要采用針對斷層及沉積地層較為敏感有效的波阻抗反演、層速度反演、瞬時相位、瞬時頻率、瞬時振幅以及二維相干等幾種手段。1.1波阻抗與層速度反演利用地震剖面上各地層縱向及橫向上層速度、密度的不同進(jìn)行反演，當(dāng)各地層橫向沒有實測密度、層速度時.密度由戈德勒公式計算.層速度由速度譜計算。因此地震波阻抗反演實際上反映了地層縱向、橫向速度和密度的變化規(guī)律。經(jīng)地震波阻抗反演的KM4剖面(圖1.2)可預(yù)測地層的巖性變化規(guī)律.進(jìn)行巖性分析。圖IKM4地震布線波阻抗反演圖圖2KM4地震測線層速度反演圖1-2瞬時相位主要反映地震反射的幾何形態(tài)。當(dāng)某地層物性有所改變時，其

8、瞬時相位的幾何形態(tài)也會有所改變.據(jù)此可以驗證斷層的存在，解釋出斷層(ffl3)。1.3瞬時頻率主要反映地震反射的頻率變化。當(dāng)?shù)貙游镄杂兴淖儠r，其瞬時頻率也會隨之而變?yōu)榈皖l或高頻，一般當(dāng)?shù)貙用芏容^小時表現(xiàn)為低頻.由此可分析地層的巖性變化情況(ffl4)o1.4瞬時振幅主要反映地震反射的振幅變化，當(dāng)某地層物性有所改變時.其瞬時振幅也會隨之而有所改變，如地層成巖性較低或斷裂帶附近振幅會相應(yīng)變低，據(jù)此可分析地質(zhì)層位或斷裂等(ffl5)o1-5二維相干剖面二維相干剖面是根據(jù)地震反射波的波形、頻率、振幅、反射能量等地震特征進(jìn)行相鄰點的相似性計算。不相干反映了地震剖面在橫向上的差異，一般代表斷層發(fā)育或地層

9、巖性突變。在KM4地震剖面所做的二維相干剖面上能夠清楚看到各斷層的存在(圖6)o圖3KM4地宸測線時時相位圖ffl4KM4地震測線瞬時頻率圖圖5KM4地坂泌線瞬時振幅圖圖6皿14地震測線二維相干圖2斷層解釋根據(jù)地震剖面（圖7）對比解釋成果伺時測線附近已有鉆井深度）、采用分層平均速度曲線進(jìn)行時T深轉(zhuǎn)換，得到各反射層的深度，繪制地質(zhì)剖面地層界線，然后依據(jù)鉆井地層巖性，波阻抗反演結(jié)果.層速度反演結(jié)果以及瞬時頻率、瞬時相位、瞬時振幅、二維相干等對剖面作特殊處理（圖16）,綜合分析充填地質(zhì)剖面各層巖性，完成綜合地質(zhì)解釋剖面圖的制作（圖8）0共解釋出斷層19條，其中較大的斷層13條，斷層性質(zhì)有正有逆?zhèn)lDo

10、經(jīng)過分析認(rèn)為：正斷層一般為上新世以后由于拉張形成的斷層，大的逆斷層均為長期發(fā)育的老斷層，分布在測線的兩端?，F(xiàn)就各斷層的情況分別描述如下。2.1普渡河一西山斷裂帶（E）普渡河一西山斷裂帶（R）在上部分為3支（R”、R”、R.3）,3支斷裂向下延伸相聚于一條,最深至11395m（圖7、8）。Fi斷層：位于昆明盆地西部，地震測線上101（樁號，地震剖面上該斷層表現(xiàn)為反射波組錯斷，斷面波清晰，瞬時相位剖面上反映為同相軸錯位和扭曲不連續(xù)，瞬時振幅剖面上表現(xiàn)為強振幅不連續(xù)，二維相干剖面上表現(xiàn)為同相軸不相似。斷層兩盤出露巖性為二會系玄武巖.為一逆斷層.表1KM4測線斷層解釋要素序號位置（樁號）性質(zhì)向下延伸/

11、m反射層斷距/m傾角/()Tc70逆Td7511010TC80S8Tz80Tc25逆1139542521032q2567Tz60正tg33031059Tz20071Ik4041203正1875R22070Tz125勇14551381正379532565Tz360勇3061549正»95Tc3063Tz30正Tc160716811680Tz12056逆tg2581722893Tz6041逆Tc6091782101551Tz210逆Te60101843667Tz7036111920逆1155Tz25526121948逆780Tz3019正Te45132052780Tz12543圖7K】4

12、地震測線地災(zāi)解能割面圖8KM4地震測線綜合地質(zhì)祥釋剖而，RK««M山弓&'；1061IlliIHi1211I2»lmiMHSMIMl斷面東傾，斷開地層有二登系、石炭系、泥盆系、寒武系、震旦系等，斷層傾角58°oE.2斷層：位于昆明盆地西部，地震測線上1032樁號,地震剖面上該斷層表現(xiàn)為反射波組錯斷、斷面波清晰.瞬時相位剖面上反映為同相軸錯位、扭曲不連續(xù)，瞬時振幅剖面上表現(xiàn)為強振幅不連續(xù).二維相干剖面上表現(xiàn)為同相軸不相似。斷層兩盤出露巖性為二疊系，為一逆斷層，斷面東傾,斷開地層有二疊系、石炭系、泥盆系、寒武系、震旦系等，斷層傾角67

13、6;,垂直斷距約60moR.3斷層：位于昆明盆地西部草海，地震測線上1059樁號.地震剖面上該斷層表現(xiàn)為反射波組錯斷、斷面波清晰，瞬時相位剖面上反映為同相軸錯位、扭曲不連續(xù)，瞬時頻率剖面上表現(xiàn)為頻率不一致.瞬時振幅剖面上表現(xiàn)為強振幅不連續(xù).二維相干剖面上表現(xiàn)為同相軸不相似，波阻抗反演剖面上表現(xiàn)為波阻抗差異較大，層速度反演剖面上表現(xiàn)為斷層兩盤層速度差別較大，是昆明盆地的西部邊界，形成于上新世，為正斷層，斷層上升盅出露為二疊系.下降盤出露為第四系.斷面東傾.斷層傾角71°,垂直斷距約200300m。2.2普吉一家村斷裂（F、）位于民族村至大自然風(fēng)情園之間之間.地震測線上1203樁號，地震

14、剖面上該斷層表現(xiàn)為反射波組明顯錯斷、斷面波清晰.瞬時相位剖面上反映為同相軸錯位、扭曲不連續(xù).瞬時頻率剖面上表現(xiàn)為斷層兩盤頻率不一致，瞬時振幅剖面上表現(xiàn)為強振幅不連續(xù)，二維相干剖面上表現(xiàn)為同相軸不相似，波阻抗反演剖面上表現(xiàn)為波阻抗差異較大.層速度反演剖面上表現(xiàn)為斷層兩盤層速度差別較大。F,斷裂控制了昆明盆地第三系的主要沉積凹陷，并向上終止于第四系底界，為一正斷層，斷面西傾，斷開地層有寒武系、震旦系等，斷層傾角70°,垂直斷距約40220m,斷面向下延伸最深至1875mo2.3盤龍江斷裂（F,）位于昆明盆地梁家村附近，地震測線上1381樁號.地震剖面上該斷層表現(xiàn)為反射波組明顯錯斷、斷面波

15、清晰.瞬時相位剖面上反映為同相軸錯位、扭曲不連續(xù).瞬時頻率剖面上表現(xiàn)為斷層兩盤頻率不一致、瞬時振幅剖面上表現(xiàn)為強振幅不連續(xù)，二維相干剖面上表現(xiàn)為同相軸不相似,波阻抗反演剖面上表現(xiàn)為波阻抗差異較大，層速度反演剖面上表現(xiàn)為斷層兩盤層速度差別較大。F5斷裂控制了昆明盆地東部的一個沉積凹陷.向上終止于第四系下部，為一正斷層，斷面東傾，斷開地層為第三系、寒武系、震旦系等，斷層傾角65°,垂直斷距約140360m,向下斷距明顯增大，斷面向下延伸最深至3795m,具有同生性質(zhì),是盆地中最大的正斷層。2.4黑龍?zhí)?渡斷裂（F6）F6-】斷層：位于昆明盆地梁家村至官渡之間,地震測線上1549樁號，地震

16、剖面上該斷層表現(xiàn)為反射波組扭曲.瞬時相位剖面上反映為同相軸雜亂、扭曲,瞬時振幅剖面上表現(xiàn)為強振幅連續(xù)性差，二維相干剖面上表現(xiàn)為同相軸較亂，斷層向上終止于第四系中部，為一正斷層，斷面西傾,斷開地層為第三系、寒武系、震旦系等，斷層傾角63°,垂直斷距約30in.斷面向下延伸最深至1495m（圖7、8）oF6.2斷層：位于昆明盆地官渡附近，地震測線上1681樁號.地震剖面上該斷層表現(xiàn)為反射波組明顯錯斷.斷面波清晰，瞬時相位剖面上反映為同相軸錯位、扭曲不連續(xù)，瞬時頻率剖面上表現(xiàn)為斷層兩盤頻率不一致，瞬時振幅剖面上表現(xiàn)為強振幅不連續(xù)，二維相干剖面上表現(xiàn)為同相軸不相似，波阻抗反演剖面上表現(xiàn)為波阻

17、抗差異較大.層速度反演剖面上表現(xiàn)為斷層兩盤層速度差別較大。該斷層是昆明盆地第三系的沉積東部邊界,早期為逆斷層，上新世由于局部拉張形成一正斷層，斷面西傾，斷層傾角56°,垂直斷距約120m.斷面向下延伸最深至1680m®7、8）02.5基巖逆沖斷層組（月）環(huán)斷層：位于昆明盆地官渡以東.地震測線上1722樁號，地震剖面上該斷層表現(xiàn)為反射波組明顯錯斷.瞬時相位剖面上反映為同相軸錯位、扭曲不連續(xù).瞬時頻率剖面上表現(xiàn)為斷層兩盤頻率不一致，二維相干剖面上表現(xiàn)為不相似該斷層為逆斷層，斷層地表被第四系覆蓋，斷面西傾,斷開了寒武系、震旦系等地層，斷層傾角41°,垂育斷距約2560m

18、.斷面向下延伸最深至893nioFt斷層：位于昆明盆地官渡以東，地震測線上1783樁號，地震剖面上該斷層表現(xiàn)為反射波組明顯錯斷、斷面波清晰.瞬時相位剖面上反映斷層為同相軸錯斷、不連續(xù)，瞬時頻率剖面上表現(xiàn)為斷層兩盤頻率不一致,瞬時振幅剖面上表現(xiàn)為強振幅不連續(xù)，二維相干剖面上表現(xiàn)為地層不相似，波阻抗反演剖面上表現(xiàn)為波阻抗差異較大，層速度反演剖面上表現(xiàn)為斷層兩盤層速度差別較大，為逆斷層，斷層地表被第四系覆蓋，斷面西傾，斷開了寒武系、震旦系等地層，斷層傾角51°,垂直斷距約210m.斷面向下延伸最深至1015m。F.斷層：位于昆明盆地官渡以東，地震測線上1843樁號，地震剖面上該斷層表現(xiàn)為反

19、射波組借斷，瞬時相位剖面上反映斷層為同相軸雜亂扭曲.瞬時振幅剖面上表現(xiàn)為強振幅不連續(xù).二維相干剖面上表現(xiàn)為條帶狀不相似。該斷層為逆斷層，斷層地表被第四系覆蓋，斷面西傾，斷開了寒武系、震旦系等地層，斷層傾角36°.垂直斷距約70m,斷面向下延伸最深至667moFj.,斷層：位于昆明盆地官渡以東與果林水庫之間，地震測線上1920樁號，地震剖面上該斷層表現(xiàn)為反射波組明顯錯斷且地層產(chǎn)狀明顯不一致、斷面波清晰、瞬時相位剖面上反映斷層為同相軸不連續(xù)，瞬時頻率剖面上表現(xiàn)為斷層兩盤頻率不一致，瞬時振幅剖面上表現(xiàn)為強振幅不連續(xù).二維相干剖面上表現(xiàn)為地層不相似.波阻抗反演剖面上表現(xiàn)為波阻抗差異較大，層速

20、度反演剖面上表現(xiàn)為斷層兩盤層速度差別較大。該斷層為逆斷層，斷層以西出露第四系，斷層以東出露寒武系.斷面西傾，斷開了寒武系、震旦系等地層，斷層傾角26°,垂直斷距約255m,是昆明盆地東部邊界的重要斷層.斷面向下延伸最深至1155m（圖8）o寫“斷層：位于昆明盆地官渡以東與果林水庫之間，地震測線上1948樁號，地震剖面上該斷層表現(xiàn)為反射波組產(chǎn)狀變化，斷面波明顯，瞬時相位剖面上反映斷層為同相軸產(chǎn)狀不一、不連續(xù)，瞬時振幅剖面上表現(xiàn)為強振幅不連續(xù)，二維相干剖面上表現(xiàn)為地層不相似。該斷層為逆斷層.斷層兩盤出露均為寒武系，斷面西傾，斷開了寒武系、震旦系等地層.斷層傾角19°.垂直斷距約

21、30m,斷面向下延伸最深至780mo2.6白邑橫沖斷裂（FQ位于昆明盆地官渡以東果林水庫附近，地震測線上2052樁號，地震剖面上該斷層表現(xiàn)為反射波組強弱有變化.瞬時相位剖面上反映斷層為同相軸扭曲、雜亂，二維相干剖面上表現(xiàn)為反射層有條帶狀不相似、為正斷層，斷層西邊為第四系覆蓋，斷層以東出露泥盆系地層，斷面東傾，斷開了寒武系、震旦系等地層，斷層傾角43°,垂直斷距約45-125m,斷面向下延伸最深至780nio3結(jié)論與討論根據(jù)地震剖面和剖面特殊處理結(jié)果判譯，斷層是可靠的，和前人工作結(jié)果基本一致。在眼向的主要斷裂中.普吉Y家堆斷裂（FQ未在剖面內(nèi)；長蟲山斷裂（EJ在剖面內(nèi)未有顯示，可能已經(jīng)

22、尖滅：普渡河一西山斷裂（R）主要有3個分支，但控制盆地主要活動的是5.3；盤龍江斷裂（FQ是一條重要的斷裂，前人因研究手段有限，對它有所忽略,其實它是昆明盆地內(nèi)一條十分重要的斷裂；黑龍?zhí)抖俣蓴嗔眩‵6）具有兩個明顯分支，這與淺層勘探結(jié)果一致。參考文獻(xiàn)：何樵登，能維綱.1991.應(yīng)用地球物理教程一地宸勘探M.北京：地質(zhì)出版社.何椎登.1986.地震勘探原理和方法M.北京：地質(zhì)出版社.王九拴.丁清香.邵林梅.等.2007.彈性波阻抗反演技術(shù)的應(yīng)用J.天然氣工業(yè)，27（增刊A）:434-436.王正和.2008.地震沉積學(xué)研究中所采用的地球物理技術(shù)J.內(nèi)蒙古石油化工，（3）:23-25.楊潤海，張建國，解麗，等.2008.昆明盆地中深層地震剖面地震資料解釋J.地震研究.31（增刊）:564-567.姚姚.痔正彬.錢紹湖