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文檔簡(jiǎn)介

1、地 震 相 分 析 入 門在石油、煤炭等地下沉積礦產(chǎn)的勘探開發(fā)中,沉積相研究具有極為重要的意義。然而,由于目的層深埋于地下,因此所采用的研究手段和研究方法與露頭區(qū)的沉積相研究相比有很大不同。在地下相分析中只有通過巖石資料才能夠觀察到目的的沉積相標(biāo)志,而鉆井取心一般都不是連續(xù)進(jìn)行的,并且一口探井的全井取心率往往只有百分之幾到百分之十幾,這給沉積相研究造成很大困難。利用電測(cè)井資料進(jìn)行測(cè)井相分析雖可對(duì)全井做出連續(xù)的沉積相解釋,但其多解性較強(qiáng),因此除上述兩種資料外,還迫切需要從其它資料中獲取更多的信息以提高沉積相解釋的準(zhǔn)確性。更重要的是,即使單井相分析的資料足夠充分,但采用傳統(tǒng)研究方法所得到的畢竟只是

2、一部分信息,而如地層疊置模式、沉積體外形等重要信息并沒有利用。進(jìn)一步看,即使解釋完全正確,但畢竟只是“一孔之見”。要想進(jìn)一步掌握沉積相的平面展布特征就必須有大量的足夠密集的鉆孔,而這在勘探階段恰恰難以滿足。因此迫切需要一種僅用少量鉆孔就能較好地掌握沉積相平面變化特征的新手段、新方法。地震相分析正是為滿足上述迫切需要而產(chǎn)生的。地震相就是在地震反射時(shí)間剖面上所表現(xiàn)出來的反射波的面貌。地震相分析則是根據(jù)地震相特征進(jìn)行沉積相的解釋推斷。在石油勘探及某些煤田、鹽礦勘探中,地震勘探資料是必不可少的重要基礎(chǔ)資料。這些資料一般在勘探初期就可獲得,且一般都能覆蓋整個(gè)盆地,其中具有極為豐富的地層、構(gòu)造和沉積相信息

3、,因此是地下地質(zhì)分析中極為寶貴的基礎(chǔ)資料。地震相分析作為地震地層學(xué)的一個(gè)重要組成部分,誕生于1977年左右,并在世界上迅速傳播。十幾年來它在廣泛的實(shí)踐中不斷發(fā)展完善,已成為地下相分析不可缺少的銳利武器。地震相必須在一定的地震單元內(nèi)部進(jìn)行。最重要的地震地層單元是層序,它被定義為相對(duì)整一的,成因上有聯(lián)系的,其頂部和底部以不整合面及與之可對(duì)比的整合面為界的一套地層,主要根據(jù)地震剖面上的上超,削蝕及退覆型頂超來劃分。在層序內(nèi)部可進(jìn)一步細(xì)分為體系域(或準(zhǔn)層序組),體系域以重大海侵面為界,這一界面在地震剖面上表現(xiàn)為很強(qiáng)的連續(xù)反射同相軸,并在界面上下伴生有下超、視消截和前積型頂超等現(xiàn)象。每個(gè)體系域都具有獨(dú)特

4、的沉積體系及其組合的特征,因此應(yīng)以體系域作為地震相分析的基本地震地層單元。一、地震相標(biāo)志的基本類型地震相標(biāo)志是地震相分析的基礎(chǔ),所謂地震相標(biāo)志是準(zhǔn)層序組內(nèi)部那些對(duì)地震剖面的面貌有重要影響,并且具有重要沉積相意義的地震反射特征。它有兩種類型,即地震反射結(jié)構(gòu)、地震反射構(gòu)型。1地震反射結(jié)構(gòu)在沉積相標(biāo)志中,沉積結(jié)構(gòu)是指沉積巖各個(gè)組成部分的形態(tài)特點(diǎn)。例如碎屑巖的結(jié)構(gòu)包括三方面內(nèi)容:即碎屑顆粒本身的特點(diǎn)(如粒度、分選),膠結(jié)物的特點(diǎn)以及碎屑與膠結(jié)物的關(guān)系。與之類似,地震反射結(jié)構(gòu)是指地震剖面的各個(gè)組成部分(即同相軸)的物理地震學(xué)特征,包括其視振幅、視周期(視頻率)、連續(xù)性三個(gè)方面。()視振幅視振幅反映了其相

5、應(yīng)地下界面反射系數(shù)的大小。對(duì)于相同的入射波而言,地震反射系數(shù)越大則產(chǎn)生的反射波的振幅越強(qiáng)。反射系數(shù)的大小由界面上下巖層的波阻抗差所決定。波阻抗是巖層的密度與速度V的乘積。波阻抗與巖性有著密切的關(guān)系,一般說來泥巖波阻抗較低,砂巖波阻抗居中,碳酸鹽巖波阻抗較高。因此視振幅的大小最終可歸結(jié)為界面上,下巖性差別的表現(xiàn)(圖1)。圖1 地震波形的振幅分級(jí)()視周期視周期(視頻率)反映了反射界面之間間距的大小。間距越大,則它們各自產(chǎn)生的反射波之間的時(shí)間差越大,即相當(dāng)于視周期越大。反之間距越小則視周期越小。當(dāng)界面間距小于入射地震波的/主波長(zhǎng)時(shí),兩個(gè)界面形成的反射波將相互疊加成為一個(gè)復(fù)合波,從而無法將兩個(gè)界面區(qū)

6、分開,這就是地震波的垂向分辨率。習(xí)慣上人們?cè)诘卣鹣嗝枋鰰r(shí)更喜歡用視頻率這一術(shù)語。由于視頻率是視周期的倒數(shù),因此其地質(zhì)意義從本質(zhì)上講是相同的,只不過視周期越長(zhǎng)則視頻率越低而已(圖2)。圖2 地震波形的周期分級(jí)()連續(xù)性連續(xù)性是指同相軸的視振幅以及視頻率在橫向上的穩(wěn)定程度。根據(jù)以上討論不難理解它所反映的是界面上、下巖性差別或界面間距在橫向上的穩(wěn)定程度。在定性描述時(shí),不論對(duì)視振幅、視頻率還是連續(xù)性都可分為三至五個(gè)等級(jí),分別為高、中、低或高、較高、中、較低、低。根據(jù)這三個(gè)方面的特點(diǎn)可描述地震反射結(jié)構(gòu),并可劃分不同的地震反射結(jié)構(gòu)類型(圖3)。圖3 地震波形的連續(xù)性分級(jí)()描述和命名方法地震反射結(jié)構(gòu)有兩種

7、描述和命名方法。當(dāng)準(zhǔn)層序組內(nèi)部上述三個(gè)方法面的特征上、下都比較均勻時(shí),可直接按“視振幅+視頻率+連續(xù)性”的順序進(jìn)行描述和命名,例如“強(qiáng)振幅高頻高連續(xù)性反射結(jié)構(gòu)”,當(dāng)以上特征上、下 不均勻時(shí),則可在上述命名基礎(chǔ)上加上垂向上的變化特點(diǎn)進(jìn)行描述和命名,例如“振幅向上增強(qiáng)反射結(jié)構(gòu)”。2地震反射構(gòu)型在沉積相標(biāo)志中,沉積構(gòu)造是指沉積巖各個(gè)部分的空間排列方式。與之類似,地震反射構(gòu)型是指地震剖面中的各個(gè)組成部分(即同相同軸)的空間排列方式,它在形態(tài)上與層理構(gòu)造十分相似,例如平行反射構(gòu)型類似于水平層理;前積反射構(gòu)型類似于交錯(cuò)層理等,從而在某種意義上可將其看做是“超巨型”的層理。但它們?cè)诔梢驒C(jī)制上有著本質(zhì)區(qū)別。層

8、理構(gòu)造反映是水流體制和物質(zhì)組分粒度特征的變化,而地震反射構(gòu)型則是厚度大致與準(zhǔn)層序(以海洋洪水面為界的地層單元)或成因?qū)樱ㄒ猿练e環(huán)境突變面為界的地層單元)相當(dāng)?shù)膸r層的疊加模式的直接表現(xiàn),反映的是宏觀沉積作用的性質(zhì)和沉積補(bǔ)償狀況等。它們都在沉積相解釋推斷中具有重要意義。地震反射構(gòu)型討論的是同相軸之間的幾何關(guān)系,屬于幾何地震學(xué)信息。而地震反射結(jié)構(gòu)討論的是同相軸的物理特征,屬于物理地震學(xué)信息。前者受地震波采集和處理過程的影響很小,因此比較可靠,但它只能反射宏觀地質(zhì)特征,如扇體、三角洲等,比較粗略。后者受采集、處理的影響很大,可靠性較差,但在資料可靠的情況下能反映更細(xì)致的地質(zhì)特征,如巖性變化等。因此在地

9、震相分析中應(yīng)根據(jù)它們各自的特點(diǎn)合理應(yīng)用。3非地質(zhì)影響因素需要指出的是以上分析僅僅討論了影響視振幅、視頻率和連續(xù)性的地質(zhì)因素。實(shí)際上它們作為地震波的物理地震學(xué)特點(diǎn)還與地震波的激發(fā)條件、傳播過程、接收條件,以及資料處理中的流程和參數(shù)選擇有密切聯(lián)系,影響因素極為復(fù)雜。這些影響有時(shí)十分強(qiáng)烈,以至于將地質(zhì)因素的影響掩蓋掉。因此必須對(duì)這些非地質(zhì)影響因此有所了解,才不至于被假象所蒙蔽。非地質(zhì)影響因素可分為兩類:一類是自然因素,如地震波在傳播過程中的能量損失和視頻率損失,地下巖層的構(gòu)造復(fù)雜情況等。前者使地震波的振幅隨深度而逐漸減小,頻率特性也發(fā)生顯著變化,主頻逐漸降低。后者使地震波的傳播路徑發(fā)生劇烈變化,從而

10、使反射波性質(zhì)也出現(xiàn)復(fù)雜變化;另一類是人為因素,如地震波的激發(fā)效果、采集效果、處理效果等。在同一測(cè)線上采用不同的觀測(cè)方法,或采用不同的處理方法,則剖面上的視振幅、視頻率和連續(xù)性會(huì)有很大不同,表現(xiàn)為不同的地震反射結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。其中視振幅與地震波的激發(fā)能量,檢波器的偶合情況、干擾波的壓制效果、靜校正的效果、水平疊加和偏移處理的效果、動(dòng)平衡和相干加強(qiáng)的效果以及顯示比例因子的選擇等均有密切關(guān)系。而視頻率則與激發(fā)出的地震波的頻率特性、檢波器的組合方式和采樣間隔、濾波頻率參數(shù)的選擇、反褶積的效果等有密切關(guān)系。至于連續(xù)性,因它反映的是視振幅與視頻率的橫向穩(wěn)定程度,因此與上述各種因素均有關(guān)系。作為一個(gè)高級(jí)地震解釋人

11、員必須對(duì)以上因素有充分的了解,可參考有關(guān)地震勘探的教材。一個(gè)初學(xué)者則主要應(yīng)掌握兩個(gè)原則:一是用于地震反射結(jié)構(gòu)分析剖面應(yīng)是采用相同的采集和處理方法獲取的,質(zhì)量應(yīng)是合格的,切忌將用不同采集處理方法得到的剖面混在一起使用;二是在分析中著重考慮視振幅、視頻率和連續(xù)性在同一地層單元內(nèi)的橫向相對(duì)變化,而不必過分重視它們的絕對(duì)值大小。采用這兩個(gè)原則實(shí)際上相當(dāng)于對(duì)地震剖面進(jìn)行了歸一化處理,在一定程度上了消除各種非地質(zhì)因素的影響。綜上所述,在地震相分析中有兩種基本的地震相標(biāo)志,它們分別具有不同的地質(zhì)意義,因此應(yīng)當(dāng)相互配合使用。下面將分別介紹它們的具體類型及地質(zhì)意義。需要注意的是,在國內(nèi)一些地震地層學(xué)教材中將含義

12、為同相軸的排列方式特征的“Seismic configuration”一詞譯為“地震反射結(jié)構(gòu)”,這與人們對(duì)“結(jié)構(gòu)”概念的理解是不吻合的。故在此一律采用地震反射構(gòu)型的術(shù)語。此外在國內(nèi)外的地震地層學(xué)文獻(xiàn)中對(duì)地震反射構(gòu)型的術(shù)語使用的不很嚴(yán)格,把完全是根據(jù)同相軸的物理地震學(xué)特征所定義的一些地震相特征也稱為某某反射構(gòu)型,如無反射構(gòu)型等,這與它所下的定義自相矛盾。因此我們根據(jù)“結(jié)構(gòu)”與“構(gòu)型”的一般定義,將同相軸的物理地震學(xué)特征稱為地震反射結(jié)構(gòu),而將同相軸的排列方式稱為地震反射構(gòu)型。二、地震反射結(jié)構(gòu)在兩種地震相標(biāo)志中,以地震反射結(jié)構(gòu)的類型為最多。按三類物理地震學(xué)特征,每類有三種狀態(tài)計(jì),可出現(xiàn)27種組合形式

13、。若它們?cè)诖瓜蛏戏植疾痪鶆颍瑒t描述出的類型就會(huì)更多。在此我們僅僅介紹幾種典型的地震反射結(jié)構(gòu)。1雜亂反射結(jié)構(gòu)(強(qiáng)振幅低連續(xù)結(jié)構(gòu))由于視頻率的影響因素很多,干擾因素的影響往往比地質(zhì)因素更強(qiáng),因此除了其地質(zhì)意義特別重要的少數(shù)場(chǎng)合,一般可不考慮視頻率的特點(diǎn)。雜亂反射結(jié)構(gòu)的基本特征就是振幅很強(qiáng),但又不連續(xù),故顯得很雜亂(圖4)。振幅強(qiáng)意味著巖性或巖層厚度橫向變化劇烈,從而反射系數(shù)橫向上變化很大。這種反射結(jié)構(gòu)往往發(fā)育于沖積扇,陡崖濁積扇、海底扇等扇體中,或者由于重力滑動(dòng)或構(gòu)造變動(dòng)而強(qiáng)烈變形了的地層里。由于重力滑動(dòng)或構(gòu)造變動(dòng)而強(qiáng)烈變形了的地層海底扇的重力滑塌變形造成的雜亂反射圖4 雜亂反射結(jié)構(gòu)(強(qiáng)振幅低連續(xù)

14、結(jié)構(gòu))2無反射結(jié)構(gòu)(極低振幅中連續(xù)性結(jié)構(gòu))其基本特征就是振幅極低,幾乎看不出同相軸的存在。在這種情況下很難評(píng)價(jià)連續(xù)性的好壞,故籠統(tǒng)地稱之為中連續(xù)性(圖5)。形成無反射結(jié)構(gòu)的根本原因是巖性均一、形不成反射界面。這與巖性本身無直接關(guān)系,巨厚的深湖相泥巖,濱海相砂巖、陸棚相灰?guī)r、白云巖以及泥質(zhì)沉積很貧乏的辮狀河砂巖中都可發(fā)育這種反射結(jié)構(gòu)。它們的巖性差別很大,但都在宏觀上都很均一。圖5 無反射結(jié)構(gòu)(極低振幅中連續(xù)性結(jié)構(gòu))3三高反射結(jié)構(gòu)(高振幅、高頻、高連續(xù)性結(jié)構(gòu))其特征是振幅、頻率、連續(xù)性都很高。圖6為典型的三高反射結(jié)構(gòu)。振幅高意味著界面上、下巖性差異大。頻率高意味著層厚較薄且頻繁交替,連續(xù)性高則意味

15、著巖性和巖層厚度橫向上很穩(wěn)定,它是濁積砂發(fā)育的深海相、深湖相、或者薄煤層穩(wěn)定發(fā)育的淺湖沼澤相的典型特征。圖6 三高反射結(jié)構(gòu)(高振幅、高頻、高連續(xù)性結(jié)構(gòu))4向上增強(qiáng)反射結(jié)構(gòu)其基本特征是振幅在下部較弱,而向上顯著增強(qiáng)(圖7)。這表明在下部巖性較均一,而向上巖性差別增大。通常在反旋回的沉積相組合中,如三角洲、海退期陸棚沉積等容易形成這種反射結(jié)構(gòu)。綜上所述,只要抓住振幅強(qiáng)弱與界面上、下巖性差別大小相對(duì)應(yīng);頻率高低與巖層厚薄相對(duì)應(yīng);連續(xù)性好壞與巖體及巖層厚度的橫向穩(wěn)定性相對(duì)應(yīng)這一關(guān)鍵,再根據(jù)對(duì)不同沉積相單元中的巖性差異特點(diǎn),橫向變化特點(diǎn)和旋回性特點(diǎn)的理解,就可以進(jìn)行初步的沉積相解釋。然而必須記住,影響地

16、震反射結(jié)構(gòu)的非地質(zhì)因素很多,它們?cè)斐杉傧笫菬o法避免的,因此還必須充分利用其它兩類地震相標(biāo)志。通過綜合分析,去偽存真。圖7 向上增強(qiáng)反射結(jié)構(gòu)三、地震反射構(gòu)型常見的地震反射構(gòu)型有十種類型,它們受地震資料采集、處理過程的影響較小,且一般都具有顯著的沉積相意義,因此在地震相分析中占十分重要的地位。1平行(亞平行)反射構(gòu)型以同相軸彼此平行或微有起伏為特點(diǎn)(圖8)。它是沉積速率在橫向上大體相等的均勻垂向加積作用的產(chǎn)物。在陸棚、深海盆地、深湖或淺湖、沼澤等許多相帶中都可發(fā)育,因此多解性很強(qiáng),但反映了在穩(wěn)定條件下的均勻沉積這一點(diǎn)是相當(dāng)明確的。此反射構(gòu)型中的連續(xù)性一般都比較好。振幅和頻率則可以因情況不同而異。圖

17、8 平行(亞平行)反射構(gòu)型2波狀反射構(gòu)型其特征為各同相軸之間在總體趨勢(shì)上是相互平行的,但細(xì)看都有一定程度的波狀起伏(圖9)。它是不均勻垂向加積作用產(chǎn)物,也就是說從準(zhǔn)層序或成因?qū)舆@一地層單元的級(jí)別上看總體上表現(xiàn)為垂向加積作用,從而同相軸之間在總體上相互平行;但從更細(xì)的級(jí)別上看沉積速率在橫向上并不相同,甚至還存在次級(jí)的進(jìn)積作用。例如在以曲流河為主的沖積平原上,河流相沉積是由點(diǎn)砂壩的進(jìn)積作用實(shí)現(xiàn)的,而在岸外平原澤發(fā)育有細(xì)粒的垂向加積產(chǎn)物。在這種沉積作用下,同一地層單元內(nèi)的巖性橫向上變化較大,巖層厚度也不穩(wěn)定,因此反射界面在橫向上變化較大,巖層厚度也不穩(wěn)定,因此反射界面在橫向上變化不定,使反射波同相軸

18、 表現(xiàn)為波狀起伏的特點(diǎn)。這種反射構(gòu)型的連續(xù)性一般都不太好,振幅和頻率可以變化較大。通常在沖積平在沖積平原、濱淺海(湖)以及總的沉積速率相對(duì)比較緩慢的扇體等相帶中容易產(chǎn)生這種構(gòu)造其特征為各同相軸之間在總體趨勢(shì)上是相互平行的,但細(xì)看都有一定程度的波狀起伏。反射波同相軸 表現(xiàn)為波狀起伏的特點(diǎn)。振幅和頻率可以變化較大。圖9 波狀反射構(gòu)型3發(fā)散反射構(gòu)型其特征為同相軸之間的間距朝著一方逐漸減小,其中一些同相軸逐漸消失,從而使同相軸的個(gè)數(shù)也朝一方減少,與之對(duì)應(yīng)的地層單元的厚度也相應(yīng)減薄。但這種地層厚度減薄并不是由于在地層單元頂、底界發(fā)生削蝕或上超所造成的,而是由于各同相軸的間距向一方減小而造成。當(dāng)兩根同相軸

19、的間距減小到地震垂向分辨率的極限時(shí)就合并成為一根,從而使同相軸的數(shù)量減少(圖10)。它是在差異沉降的背景下,由于沉積速率的橫向上遞減,導(dǎo)致巖層厚度向一方變薄而造成的。在箕狀斷陷中、陸坡上、盆地的構(gòu)造樞紐帶上以及同生斷層下降盤上都可以發(fā)育這種反射構(gòu)型,其構(gòu)造地質(zhì)學(xué)意義遠(yuǎn)大于沉積學(xué)意義,但對(duì)沉積相解釋還是有一定幫助的。在這種反射構(gòu)型中可以出現(xiàn)各種反射結(jié)構(gòu)。圖10 發(fā)散反射構(gòu)型4前積反射構(gòu)型若以準(zhǔn)層序組的頂、底界為參照平面,則其間的同相軸相對(duì)傾斜并朝一方進(jìn)積。標(biāo)準(zhǔn)的前積構(gòu)型具有頂積層、前積層和底積層(圖11)。根據(jù)前積層的形態(tài)特點(diǎn)以及頂積層、底積層的發(fā)育程度可進(jìn)一步將前積構(gòu)型細(xì)分為八種類型。雖然它們

20、之間有著種種差別,但都具有前積層,都是沉積物進(jìn)積的產(chǎn)物,都反映了古水流的方向。前積構(gòu)型是三角洲、扇三角洲、各種扇體以及大陸坡、碳酸鹽臺(tái)地邊緣斜坡的典型標(biāo)志。圖11 前積反射構(gòu)型沉積模式圖()s型前積構(gòu)型是標(biāo)準(zhǔn)的前積構(gòu)型,具有頂積層、前積層和底積層(圖12)。頂積層發(fā)育表明當(dāng)時(shí)該地區(qū)的水平面處于相對(duì)上升狀態(tài),可容空間增大,從而陸源物質(zhì)得以向上垂向加積。底積層發(fā)育表明在沉積體的前方也沉積了大量物質(zhì),而根據(jù)沉積分異原理,較粗的碎屑物質(zhì)應(yīng)在頂積層及前積層的部位上卸載,在與底積層對(duì)應(yīng)的地區(qū)則主要為細(xì)粒沉積物,因此可以把底積層發(fā)育看作陸源物質(zhì)粒度較細(xì)、泥質(zhì)沉積特別豐富的表現(xiàn)。通常在大陸坡和泥質(zhì)豐富的三角洲

21、中容易發(fā)育這種反射構(gòu)造。圖12 s型前積構(gòu)型()頂超型前積構(gòu)型其特征是缺失頂積層,前積層向上方以頂超的方式終止于地層單元頂界上(圖13)。頂超關(guān)系的存在表明頂積層不是因后期構(gòu)造侵蝕而缺失的,而是由于在水平面相對(duì)靜止時(shí)期可容空間保持不變,使水平面以上無法發(fā)生垂向加積作用,沉積過路的沉積物只能在沉積體前緣帶進(jìn)積下來,從而缺失頂積層。其底積層發(fā)生的地質(zhì)意義同s型前積構(gòu)型相同。通常在水平面相對(duì)靜止時(shí)期泥質(zhì)豐富的三角洲中容易發(fā)育這種反射構(gòu)型。圖13 頂超型前積構(gòu)型()下超型前積構(gòu)型其特征是缺失底積層,前積層向下方以下超的方式終止于地層單元底界上(圖14)。其頂積層發(fā)育表明在水平面相對(duì)上升時(shí)期形成的。而缺

22、失底積層則表明陸源碎屑物質(zhì)粒度較粗,缺乏細(xì)粒沉積物。一般在沖積扇、陡崖濁積扇和扇三角洲上容易發(fā)育這種構(gòu)造。圖14 下超型前積構(gòu)型()斜交型前積層均不存在,前積層分別以頂超和下超的方式終止于地層單元的頂、底界面之上(圖15)。根據(jù)前面的分析可知,它是在水平面相對(duì)靜止時(shí)期由較粗的碎屑物質(zhì)進(jìn)積所造成的,它所對(duì)應(yīng)的沉積體性質(zhì)與下超型前積構(gòu)造相同,區(qū)別僅在于水平面相對(duì)變化的狀態(tài)不同。圖15 斜交型前積()疊瓦型前積構(gòu)型其特征與斜交型很相似,區(qū)別僅在 于前積層的傾角更平緩,所對(duì)應(yīng)的地層更薄,通常僅相當(dāng)于12個(gè)同相軸的間距,從而形態(tài)上就如同疊在一起的瓦片一樣(圖16)。它是在水平面相似靜止時(shí)期,于水深較淺、

23、坡度較緩的背景下由沉積物進(jìn)積而形成的。通常發(fā)育于浪控三角洲、拗陷湖盆三角洲、碳酸鹽臺(tái)地緩坡等環(huán)境中。疊瓦狀前積構(gòu)造由于規(guī)模較小,故在地震剖面上較難識(shí)別,但在湖盆中最常見的恰恰是這種構(gòu)造,因此在我國陸相含油氣盆地研究中具有格外重要的意義。圖16 疊瓦型前積構(gòu)型()雜亂前積構(gòu)型在前面介紹的各種前積構(gòu)型類型中,如果同相軸不平整呈起伏狀,并且連續(xù)性較差,則可稱之為雜亂前積構(gòu)型(圖17)。它的地質(zhì)意義與其對(duì)應(yīng)的前積構(gòu)型類型相似,區(qū)別在 于其巖性界面橫向上不穩(wěn)定,變化大,這可能是高能條件下沉積所造成的。如沖積扇等常具此種前積構(gòu)型;也可能是由于重力滑動(dòng)或構(gòu)造變動(dòng)使巖層發(fā)生強(qiáng)烈變形,如盆底扇、陸坡扇等可具此種

24、構(gòu)造。應(yīng)注意不要把雜亂前積構(gòu)型的概念與雜亂反射結(jié)構(gòu)的概念相混淆。前者強(qiáng)調(diào)的是同相軸之間的排列方式,是幾何地震學(xué)信息。而后者強(qiáng)調(diào)的是同相軸的物理地震學(xué)特征。具有雜亂前積構(gòu)型的沉積體一般都具有雜亂反射結(jié)構(gòu)。然而具雜亂反射結(jié)構(gòu)的巖層如果不具進(jìn)積的條件,就不會(huì)具有雜亂前積構(gòu)型。圖17 雜亂前積構(gòu)型()復(fù)合前積構(gòu)型以上介紹的各種基本類型都與一定的地質(zhì)條件相對(duì)應(yīng),如水平面的相對(duì)變化狀況、沉積物的粒度性質(zhì)、沉積時(shí)的穩(wěn)定程度等等。在實(shí)際情況中,這些條件往往是在不斷變化的,從而在不同時(shí)期就形成不同的前積構(gòu)型類型,它們的共生組合就是所謂復(fù)合前積構(gòu)型(圖18),我們不難將其分解為各種基本類型,進(jìn)而可分析其地質(zhì)條件的

25、演化。圖18 復(fù)合前積構(gòu)型()雙向前積構(gòu)型其特征是同相軸在中間呈丘形上拱,其兩側(cè)依次下超于地層單元的底界上,表現(xiàn)為雙向的進(jìn)積(圖19)。這與前述朝著一個(gè)方向的進(jìn)積有截然不同。但它實(shí)際上只不過是那些具有無底積層前積構(gòu)型的沉積體的橫切面,從而地質(zhì)意義也與之相同。當(dāng)在地震剖面上發(fā)現(xiàn)雙向前積構(gòu)型之后,應(yīng)從與其正交的剖面上找出相當(dāng)于沉積體縱剖面上的前積構(gòu)型,并對(duì)其進(jìn)行深入分析。圖19 雙向前積構(gòu)型前積反射構(gòu)型在沉積體識(shí)別、古水流分析、古水深分析、水平面相對(duì)變化分析等方面都具有非常重要的意義,因此應(yīng)很好掌握。5退積反射構(gòu)型一般發(fā)育在陸棚邊緣,由于海平面快速上升,岸線大幅度向陸移動(dòng),造成陸棚邊緣附近沉積物的

26、欠補(bǔ)償,形成密集段,地層疊置模式為退積模式,即下部界面為上超,準(zhǔn)層序向盆地方向減薄尖滅,隨地層時(shí)代變新,尖滅點(diǎn)向陸移動(dòng),從而上部界面為視削截。該反射構(gòu)型是海進(jìn)體系域的典型特征(圖20)。圖20 退積反射構(gòu)型6上超充填反射構(gòu)型有兩種成因,一種是在由區(qū)域性不整合面所造成的地形洼地上由新地層上超充填沉積而成(圖21),它除了表明這是在一個(gè)新的沉積旋回初期的產(chǎn)物外,無明顯指相意義。另一種是在陸坡下部由海底扇向上上超向下下超所形成。是低水位體系域的典型特征。圖21 上超充填反射構(gòu)型7丘形反射構(gòu)型其特征是同相軸之間的間距厚、兩邊薄,從而向兩側(cè)傾斜,總體上表現(xiàn)為丘形正向隆起(圖22)。它表明沉積速率為中間大

27、、兩邊小。通常在各類扇體和三角洲沉積體的橫切面上容易見到此類反射構(gòu)型。它與雙向前積構(gòu)型的區(qū)別在于兩側(cè)無下超現(xiàn)象,這表明沉積體發(fā)育有底積層,泥質(zhì)沉積較豐富。有時(shí)這種構(gòu)型規(guī)模很小,僅見于很少幾根同相軸之間,這往往是灘、沿岸砂壩的表現(xiàn)。圖22 丘形反射構(gòu)型8谷形反射構(gòu)型其特征與丘形反射構(gòu)型恰為鏡象對(duì)稱關(guān)系,即總體上為谷形負(fù)向凹陷(圖23)。它表明除了沉積速率是中間大、兩邊小之外,沉降速率也是中間大、兩邊小。通常在盆地凹陷軸的橫切面上容易形成這種反射構(gòu)型,而這一構(gòu)造部位上又恰好是水流匯聚的地方,容易發(fā)育河流或三角洲,雖然相互之間對(duì)應(yīng)關(guān)系程度不是非常高,但畢竟是很有參考意義的。有時(shí)這種構(gòu)型規(guī)模很小,僅見

28、于很少幾根同相軸之間,這往往是河道砂體的表現(xiàn)。圖23 谷形反射構(gòu)型9透鏡形反射構(gòu)型其特征為前兩種反射構(gòu)型的疊加,上部為丘形、下部為谷形,總體上為一中間厚、兩邊薄的透鏡形(圖24)。其中間下凹表明沉降速率中間大、兩邊小。而地層中間厚、兩邊薄則有兩種原因;一是中間沉積速率大;二是中間砂巖發(fā)育、兩邊泥巖發(fā)育,從而在后期差異壓實(shí)的作用下中間后、兩邊薄。這種原因一般是共生的。因此這種構(gòu)造往往是海底扇上的疊置扇或三角洲、繼承性主河道的表現(xiàn),具有重要的指相意義。另一種情況是規(guī)模較小,一般發(fā)育在準(zhǔn)層序組內(nèi)部。特征是同相軸上凸下凹,形如眼球,寬度一般在幾百米至幾公里范圍之內(nèi),厚度多為幾根同相軸左右。一些規(guī)模不大

29、的河道砂體、沿岸砂壩和疊置扇朵葉等容易形成這種反射構(gòu)型。圖24 透鏡形反射構(gòu)型10塊狀凸起形反射構(gòu)型其特征是地層單元在局部突然增厚,向上凸起而被上覆地層所圍繞。其同相軸的間距、數(shù)量均比同期周圍地層要大得多,地震反射結(jié)構(gòu)一般也有顯著不同,其間的突變界限十分顯著(圖25)。這種反射構(gòu)型有兩種成因:一種是由于生物礁的生長(zhǎng)作用而截然高于同期地層之上,隨后被后期不同性質(zhì)的沉積物所掩蓋;另一種是由于塑性地層或侵入巖體所形成的底辟構(gòu)造。它們的形態(tài)特征一般較相似,需結(jié)合速度資料和重、磁資料,以及區(qū)域地質(zhì)背景資料來區(qū)分。此外圍巖的牽引構(gòu)造是底辟構(gòu)造獨(dú)具的特點(diǎn),可幫助區(qū)分二者。此種反射構(gòu)型對(duì)于識(shí)別生物礁具有重要意

30、義。圖25 塊狀凸起形反射構(gòu)型11侵蝕充填反射構(gòu)型其特點(diǎn)是地層局部突然增厚,向下侵蝕充填于下伏地層之中,其地震反射結(jié)構(gòu)與圍巖有明顯區(qū)別,同相軸的間距也往往不同,與圍巖之間有明顯的分界線,但地層的產(chǎn)狀與圍巖并無很大區(qū)別,不具典型的上超關(guān)系(圖26)。它是局部性的水下侵蝕河道的典型標(biāo)志,通常發(fā)育于陸棚、陸坡和海底扇上,反映了海平面的相對(duì)下降。圖26 侵蝕充填反射構(gòu)型12披蓋反射構(gòu)型其特征是上覆地層為平形構(gòu)造,但彎曲地蓋在下伏的不整合地形之上(圖27)。其形態(tài)與不整合地形的形態(tài)完全一致,且其間無上超關(guān)系存在。它是在深水環(huán)境中由懸浮沉積物均勻地垂向加積起來的,否則將出現(xiàn)上超關(guān)系。因此這是深水、尤其是遠(yuǎn)

31、洋沉積的顯著標(biāo)志。綜上所述,各種反射構(gòu)型特征明顯,易于識(shí)別,與沉積相大多有密切的對(duì)應(yīng)關(guān)系。同時(shí)它作為幾何地震學(xué)信息,受資料采集和處理中假象的影響較小,可造性較強(qiáng),因此在地震相分析中具有特別重要的意義。圖27 披蓋反射構(gòu)型四、地震相劃分所謂地震相劃分就是在地震地層單元內(nèi)部,根據(jù)地震相標(biāo)志劃分出不同的地震相單元,從而為地震相分析,即根據(jù)地震相特征進(jìn)行沉積相的解釋推斷,打下必要基礎(chǔ)。根據(jù)在劃分時(shí)所利用的地震相標(biāo)志的不同,可分為單因素和綜合劃分兩種不同方法。1單因素劃分這種方法在劃分時(shí)每次都只考慮一種地震相標(biāo)志。例如根據(jù)地震反對(duì)構(gòu)造進(jìn)行地震相劃分或根據(jù)振幅進(jìn)行地震相劃分等,由此編制出各單一地震相標(biāo)志的

32、相圖。其優(yōu)點(diǎn)在于可以細(xì)致地刻劃出各種地震相標(biāo)志的空間變化特征,而缺點(diǎn)是每種地震相標(biāo)志在單獨(dú)應(yīng)用時(shí)都只具有有限的沉積相意義,其多解性較強(qiáng),因此不便于進(jìn)行沉積相解釋推斷。在實(shí)際應(yīng)用中,一般僅把它作為一種輔助手段。2綜合劃分這種方法在劃分時(shí)間時(shí)綜合考慮各種地震相標(biāo)志,由此劃分出的每一個(gè)地震相單元都具有最豐富的地震相信息,便于進(jìn)行沉積相解釋推斷。不同的地震相標(biāo)志在平面分布范圍上以及所對(duì)應(yīng)的沉積相單元的級(jí)別上均有很大差別,例如一種地震反射構(gòu)型可與一個(gè)或多個(gè)二級(jí)沉積相單元相對(duì)應(yīng),有 時(shí)亦可與一個(gè)一級(jí)沉積相單元相對(duì)應(yīng)。地震反射結(jié)構(gòu)的分布范圍最小,在同一地震反射構(gòu)型的分布范圍內(nèi)可以出現(xiàn)多種地震反射結(jié)構(gòu)。一種地

33、震反射結(jié)構(gòu)可與多個(gè)三級(jí)沉積相單元或一個(gè)至多個(gè)二級(jí)沉積相單元相對(duì)應(yīng)。由于存在以上差別,因此在劃分地震相時(shí)不應(yīng)把它們等同看待,而應(yīng)根據(jù)它們之間的層次關(guān)系采用三級(jí)劃分的方法,即首先根據(jù)地震反射構(gòu)型劃分一級(jí)地震相單元,最后根據(jù)反射結(jié)構(gòu)劃分二級(jí)地震相單元。對(duì)所劃分出的地震相單元可根據(jù)地震反射構(gòu)型+地震反射結(jié)構(gòu)(視振幅、視頻率、連續(xù)性)的順序來命名。綜合劃分方法充分利用了地震資料中的地震相信息,且能較好地反映各種地震相標(biāo)志之間的內(nèi)在有機(jī)聯(lián)系,故作者推薦這種劃分方法。五、地震相編圖地震相劃分的結(jié)果要編制成地震相圖以便于分析。有兩種基本的地震相圖,即剖面圖和平面圖,其中前者又是后者的基礎(chǔ)。1地震相剖面圖最簡(jiǎn)便

34、的方法是在地震時(shí)間剖面上直接進(jìn)行地震相劃分,從而得到地震相剖面圖。當(dāng)最終目的是只需要得到地震相平面圖時(shí)可采用這一方法。而如果想得到正規(guī)的地震相剖面圖,則應(yīng)當(dāng)在由地震時(shí)間剖面經(jīng)過時(shí)深轉(zhuǎn)換得到的深度剖面上進(jìn)行。2地震相平面圖這是地震相分析中最重量的基礎(chǔ)圖件。將各地震剖面上同一地層中的地震相單元投影到平面圖上,并將它們連結(jié)成為平面相區(qū),就可以得到某一時(shí)期地層的地震相平面圖。在編圖時(shí)必須注意解決好以下幾個(gè)重要問題。(1)地震相特殊的各向異性問題大量的實(shí)踐表明,地震向特征常常具有明顯的各向異性,即在同一地區(qū)同一地層位中,不同方向的地震剖面可以表現(xiàn)為不同的地震向特征。例如從地震反射構(gòu)造上看,當(dāng)主測(cè)線上為前

35、積構(gòu)型時(shí),聯(lián)絡(luò)線上可能為丘形反射構(gòu)型,也可能為雙向前積構(gòu)型,甚至可能為波狀反射構(gòu)型。這是由于巖層的排列方式在不同方式上不同所造成的。再從地震反射結(jié)構(gòu)上看,垂直沉積相走向的剖面上由于相變劇烈,從而水平疊加的效果一般比較差,故連續(xù)性相對(duì)較低,振幅相對(duì)較弱。而在平行沉積相走向的剖面上由于相變緩慢,從而水平疊加的效果一般比較好,故連續(xù)性相對(duì)較高,振幅相對(duì)較強(qiáng)。這種現(xiàn)象在陸相斷陷盆地中表現(xiàn)得尤為突出。地震相特征各向異性問題的存在,給編制地震相平面帶來很好困難,在相交地震剖面的交點(diǎn)處會(huì)出現(xiàn)兩種不同的地震相特征。在編圖時(shí)應(yīng)當(dāng)選用哪一種呢?對(duì)比可以采用兩方法來處理。一種方法是基本上只要按照主測(cè)線的地震相特征編

36、圖,對(duì)聯(lián)絡(luò)線僅用作參考。這樣可人為地排除各向異性的影響,方法簡(jiǎn)便。但此法損失了不少在聯(lián)絡(luò)線方向上的信息。另一種方法是將主測(cè)線與聯(lián)絡(luò)線的地震相特征都投影到平面圖上,在勾圖時(shí),選擇那種反映出垂直沉積相走向的地震相特征。例如,當(dāng)一個(gè)方向?yàn)榍胺e構(gòu)型而另一方向?yàn)椴顦?gòu)造時(shí),將該點(diǎn)作為前積構(gòu)型處理。再如當(dāng)一方向?yàn)楦哒穹哌B續(xù)結(jié)構(gòu),而另一個(gè)方向?yàn)橹姓穹羞B續(xù)結(jié)構(gòu)時(shí),把該點(diǎn)當(dāng)作后者處理。(2)不同采集、處理?xiàng)l件資料的應(yīng)用問題當(dāng)采集、處理?xiàng)l件不同時(shí),地震相特征會(huì)有很大不同,尤其表現(xiàn)在對(duì)地震反射結(jié)構(gòu)的影響上。而地震反射構(gòu)型和地震相單元外形因?yàn)槭菐缀蔚卣饘W(xué)信息,故對(duì)采集、處理?xiàng)l件不太敏感。因此在編制地震相平面圖時(shí),

37、應(yīng)盡可能使用采集、處理?xiàng)l件相同的資料。如果工區(qū)內(nèi)的地震測(cè)網(wǎng)是由多期采集、處理?xiàng)l件不同的測(cè)線穿插組成的,則應(yīng)挑選質(zhì)量最好,覆蓋面積最大、密度最大的一期地震剖面為基干剖面。對(duì)其它剖面,如果測(cè)網(wǎng)密度已足夠進(jìn)行地震相分析時(shí)(一般24km或44km測(cè)網(wǎng)就基本上可以滿足需要),則可以不用。當(dāng)基干剖面太稀而不得不把不同期地震剖面混合使用時(shí),如果各期地震資料的質(zhì)量都還不錯(cuò),僅僅是在振幅、頻率、連續(xù)性上存在一種系統(tǒng)偏差,則可在地震相劃分時(shí)分別加上相應(yīng)的系統(tǒng)偏差,以達(dá)到全區(qū)剖面的一致性要求。如果某一時(shí)期地震資料質(zhì)量相對(duì)較差,信噪比較低,則其物理地震學(xué)信息是不可信的,只能利用其地震反射構(gòu)型和地震相單元外形等幾何地震

38、學(xué)信息,從而在全區(qū)編圖中只能當(dāng)做輔助剖面使用??傊欢ú灰巡煌瑫r(shí)期的采集、處理挑剔不同的地震剖面混雜在一起使用,這樣將引起嚴(yán)重的失誤。(3)傾斜的地震相單元分界面的表示方法目前通用的方法是根據(jù)“優(yōu)勢(shì)相”的概念,將界線取在該線的中點(diǎn)上,這種方法雖然簡(jiǎn)便,但不能很好地刻劃各地震相單元的空間展布特征。在計(jì)算各相單元體積時(shí)誤差較大。本文推薦的方法是將地震相分界面與層序頂面的交點(diǎn)投影到平面上,用細(xì)線表示,而分界面與層序底面交點(diǎn)投影到平面上,用粗線表示。在勾繪地震相單元平面分布時(shí),將粗、細(xì)線分別相連接,由此可在某種程度上用二維平面圖表現(xiàn)出地震相單元的三維展布特征。其中由細(xì)線指向粗線的法線方向相當(dāng)于地震

39、相單元分界面的傾向。根據(jù)地層厚度和粗、細(xì)線之間的距離可換算出該界面的頂角。粗、細(xì)線之間的地區(qū)是地震相單元逐漸尖滅的部位。當(dāng)某一地震相單元的內(nèi)側(cè)為粗、外側(cè)為細(xì)線時(shí),表明它是向上逐漸尖滅的,反之則為向下逐漸尖滅的。采用這種表示方法,當(dāng)把平面相圖與地層等厚圖相配合計(jì)算生油巖或儲(chǔ)集巖的體積時(shí),就可得到更為準(zhǔn)確的結(jié)果。(4)前積構(gòu)型的表示方法前積構(gòu)型是所有地震反射構(gòu)型中最為重要的一類構(gòu)造,它可以反映沉積體的性質(zhì)、古水流方向及沉積-沉降之間的補(bǔ)償狀況。因此在編制地震相平面圖時(shí),應(yīng)當(dāng)盡可能對(duì)前積構(gòu)型的類型加以細(xì)致劃分,并且將各剖面上前積構(gòu)型的推進(jìn)方向投影到平面圖上。當(dāng)前積構(gòu)型表現(xiàn)為多期推進(jìn)的特點(diǎn)時(shí),應(yīng)盡可能

40、將各推進(jìn)期劃分開,并在圖上加以注明。在有條件情況下,應(yīng)計(jì)算儲(chǔ)前積層的視傾角并標(biāo)注在平面圖上。(5).地層接觸關(guān)系的表示方法為便于進(jìn)行綜合分析,應(yīng)當(dāng)將地層單元的削蝕邊界和超覆邊界表在地震相平面圖上。六、地震相單元外形地震相單元外形是指在三度空間上具有相同反射結(jié)構(gòu)或反射構(gòu)型的地震相單元的外部輪廓。大多數(shù)地震相單元外形都是沉積體外形的良好反映,例如扇狀外形是扇體的反映,丘狀外形是礁體的反映等等。顯然它對(duì)沉積相解釋有重要意義。在以露頭為基礎(chǔ)的沉積相研究中,由于受觀察視野的限制,一般看不出沉積體的外形,正所謂“只見樹木,不見森林”。對(duì)其外形只有當(dāng)相圖和等厚圖編完之后才能從圖上認(rèn)識(shí),因此沒有把沉積外形當(dāng)作

41、沉積相標(biāo)志,這是一件十分可惜的事,因?yàn)槌练e體外形特征顯著,對(duì)沉積相解釋極為有效。而在以地震剖面為對(duì)象的地震相分析中,由于可在三度空間上連續(xù)觀測(cè),視野開闊,從而可以較容易地掌握沉積體的外形特征,這為沉積相研究引入了一個(gè)特別有效的相標(biāo)志。常見的地震相單元外形有八種類型(圖28),它也是一種幾何地震學(xué)信息。圖28 地震相單元外形1席狀外形這是分布最廣泛的一種外形,其特征是地震相單元的厚度相對(duì)穩(wěn)定,上下界面與其間的同相軸大體平行,其橫向范圍比地層厚度大得多,剖面上一般與平行(亞平行)構(gòu)造或波狀構(gòu)造相對(duì)應(yīng)。它是以垂向加積為主的沉積作用的表現(xiàn)。2披蓋狀外形其特征與席狀外形相似,但彎曲地蓋在下伏的不整合地形

42、之上。其形態(tài)與不整合地形的形態(tài)完全一致,且其間無上超關(guān)系存在。它是在深水環(huán)境中由懸浮沉積物均勻地垂向加積起來的,否則將出現(xiàn)上超關(guān)系。因此這是深水、尤其是遠(yuǎn)洋沉積的顯著標(biāo)志。3楔狀外形其特征是地震相單元沿傾向上厚度增大,具發(fā)散反射構(gòu)型。而在走向上厚度變化不大,具平行(亞平行)構(gòu)造或波狀構(gòu)造。其地質(zhì)意義與發(fā)散反射構(gòu)型相同。4錐狀外形其特征是地震相單元沿傾向上厚度減小,具前積構(gòu)型、或以雜亂結(jié)構(gòu)、無反射結(jié)構(gòu)為特征的波狀構(gòu)造。在走向方向上中間厚、兩邊薄、具雙向前積構(gòu)型或丘形反射構(gòu)型、平面上呈扇狀。它是扇體、三角洲等沉積體的典型標(biāo)志。5扇狀外形其特征是地震相單元在平面上呈扇狀,但地層厚度在各個(gè)方向上都變化

43、不大。與相鄰的地震相單元厚度相同,區(qū)別僅在 于它以具雜亂反射結(jié)構(gòu)或無反射結(jié)構(gòu)的波狀反射構(gòu)型為特征。這表明橫向上沉積速率相近但沉積作用有顯著差別,一般在泥質(zhì)沉積很豐富的斷陷湖盆中,由陣發(fā)性的陡崖濁積扇所構(gòu)成的沉積體容易形成這種外形。6丘狀外形其特征是地震相單元在正交的剖面上均表現(xiàn)為塊狀凸起反射構(gòu)型,平面上為圓形或條形。它是生物礁或各種刺穿構(gòu)造的典型標(biāo)志。7條帶狀外形其特征是地震相單元在橫剖面上為侵識(shí)充填構(gòu)造或眼球形構(gòu)造,平面上則為條帶狀。它是水下侵蝕河道或砂壩等砂體的典型標(biāo)志。8透鏡狀外形其特征是地震相單元在橫剖面上為眼球形構(gòu)造,平面上則為朵狀。它是疊置扇、河道砂體的典型標(biāo)志。綜上所述可知地震相

44、單元外形在成因意義上與地震反射構(gòu)型和地震反射結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系,但又有其特殊意義。三種相標(biāo)志相互配合進(jìn)行沉積相解釋將可以大大排除多解性問題,得到較滿意的結(jié)果。從分布面積上看,大多數(shù)地區(qū)的地震相單元外形都是席狀外形,其指相意義很差。但是在少數(shù)地區(qū)中所發(fā)育的其它各種地震相單元外形則一般都與某種沉積體有密切聯(lián)系,因此具有重要的指相意義,一定要將其識(shí)別出來并標(biāo)記在地震相平面圖上。地震相單元外形雖然只有在三度空間上才能確定,但除席狀外形以外的其它外形一般都在剖面上有特殊的表現(xiàn),例如錐形外形在剖面上表現(xiàn)為丘狀凸起,而縱剖面上表現(xiàn)為楔狀等。因此可以從剖面上所觀察到的特殊現(xiàn)象出發(fā),通過對(duì)相交多條測(cè)線的空間追索

45、確定出地震相單元的外形。在實(shí)際研究中,可先編制出只包括地震反射構(gòu)型和結(jié)構(gòu)體關(guān)系較為密切的構(gòu)造或結(jié)構(gòu)的部位,應(yīng)進(jìn)一步深入研究其地震相單元的外形。此外還可以利用地層等厚圖,在地層厚度變化較劇烈的地方,往往是可能出現(xiàn)特殊地震相單元外形的地方。經(jīng)過對(duì)地震相單元外形的深入研究之后才可能得到最終的地震相平面圖。七、地震相分析的思路地震相分析就是根據(jù)地震相進(jìn)行沉積相的解釋推斷。要實(shí)現(xiàn)這目標(biāo),就必須搞清地震相的特點(diǎn),進(jìn)而建立一個(gè)正確的研究方法。1地震相與沉積相之間的聯(lián)系和區(qū)別(1)地震相是沉積相某些特殊物質(zhì)表現(xiàn)的物理響應(yīng)沉積相是一定沉積環(huán)境的產(chǎn)物,而巖相、生物相、化學(xué)相是沉積相的不同物質(zhì)表現(xiàn)。在傳統(tǒng)的沉積相研

46、究中,都是首先對(duì)巖相、生物相和化學(xué)相進(jìn)行細(xì)致的觀察,由此確定沉積時(shí)期的物理、生物和化學(xué)條件,進(jìn)而重塑古沉積環(huán)境,并由此確定沉積相的類型。在地下相分析時(shí),為了彌補(bǔ)鉆井取心的不足,發(fā)現(xiàn)了測(cè)井相分析的方法。而測(cè)井相本質(zhì)上是巖相的一種物理響應(yīng)。地震相與測(cè)井相有某種相似之處,它也是對(duì)沉積相的某種物質(zhì)表現(xiàn)的物理響應(yīng)。但這種物質(zhì)表現(xiàn)不是巖相,更不是生物相和化學(xué)相,而是某種在傳統(tǒng)的沉積相研究中基本上沒有加以利用和考慮的新的物質(zhì)表現(xiàn)這就是沉積體的外形、巖層的疊置模式以及巖性差異的組合方式(它們分別與地震相單元的外形、地震反射構(gòu)型和地震反射結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng))。正由于它引入了這些全新的沉積相的物質(zhì)表現(xiàn)形式,因此它不同于測(cè)

47、井相那樣僅僅成為巖相研究的一種輔助手段,而是成為地下沉積相研究中不可缺少的一個(gè)重要方面。換言之,如果有了連續(xù)的全井取心則可把測(cè)井相棄之不用,因測(cè)井相與巖相本質(zhì)上是一樣的;然而不論鉆井中的資料有多么豐富,地震相分析仍然是十分必要的,因?yàn)樗从沉顺练e相另外一個(gè)不同側(cè)面,正好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的沉積相研究中的不足。(2)地震相具有卓越的三度空間觀測(cè)能力在傳統(tǒng)的沉積相研究中,不論在露頭上還是在鉆孔中,都只是對(duì)三度空間中一個(gè)點(diǎn)的研究,而對(duì)點(diǎn)與點(diǎn)之間的沉積相特征只能是進(jìn)行推斷。正由于這種研究手段的限制,人們對(duì)于具有很強(qiáng)指相意義的沉積體外形和巖層疊加模式等沉積相特征一直沒能加以利用。當(dāng)鉆孔數(shù)量少、井距稀時(shí),對(duì)于沉積

48、相的平面展布特征巖漿就束手無策。地震相研究恰好能彌補(bǔ)這一不足,由于地震測(cè)網(wǎng)一般都能覆蓋整個(gè)盆地,從而能對(duì)地下沉積相單元進(jìn)行三度空間上的連續(xù)觀測(cè),對(duì)于刻劃其空間展布特征具有其它資料所不可比擬的獨(dú)到能力。(3)地震資料對(duì)于控制沉積的背景因素具有獨(dú)到的觀測(cè)能力沉積環(huán)境與構(gòu)造活動(dòng)性質(zhì)和強(qiáng)度、距物源區(qū)的遠(yuǎn)近嘎地形特征等均有密切聯(lián)系,而地震資料則對(duì)以上因素具有獨(dú)到的觀測(cè)能力,這決定了它可以沉積背景控制因素出發(fā)開展研究。(4)地震相分析的多解性多解性是地質(zhì)研究中的一個(gè)普遍問題,而在地震相分析中表現(xiàn)得尤為明顯。一個(gè)嚴(yán)重的問題是截然不同的沉積相單元可能產(chǎn)生相同的地震相特征,例如沖積扇與盆緣濁積扇的地震相特征十分

49、相似,都是錐狀外形、前積構(gòu)型或波狀構(gòu)造、雜亂結(jié)構(gòu);再如濁積砂發(fā)育的深海盆地相與內(nèi)陸淤積湖泊含煤沼澤相都表現(xiàn)為席狀外形、平行構(gòu)造、三高結(jié)構(gòu)。出現(xiàn)以上現(xiàn)象的根本原因在于地震相只是沉積體外形、巖層疊加模式和巖性差異的組合方式的物理響應(yīng),而不同沉積相單元在以上三個(gè)方面有可能恰好相似。只有根本巖相、生物相和化學(xué)相特征才能將它們區(qū)分開,而地震相卻不能反映這些特征。另一個(gè)嚴(yán)重的問題是完全相同的沉積相單元可能產(chǎn)生不同的地震相特征。其根本原因在于地震相特征不僅與沉積相背景有關(guān),還要受地震資料采集、處理因素的影響。為此必須保持地震資料的一致性。(5)地震相分析的分辨率進(jìn)行地震相分析的地層單位為準(zhǔn)層序組,或者為準(zhǔn)層

50、序,其厚度一般在一百米以上。而在沉積相研究雜,其三級(jí)相的厚度一般在幾米至幾十米,二級(jí)相的厚度一般在幾十米至幾百米,一級(jí)相的厚度則一般在近百米至上千米。由此不難看出,根據(jù)地震相分析所解釋出的沉積相單位一般最高只能達(dá)到二級(jí)相。目前一些油田正嘗試?yán)脝我煌噍S進(jìn)行波形分析,由此做出微相(即三級(jí)相)解釋。一般說來,一根同軸大致相當(dāng)于十幾米至幾十米厚的地層,規(guī)模上可以與三級(jí)相大致相對(duì)應(yīng)。必須看到,波形特征反映的只是巖性差異的組合方式,而非巖相本身,因此只能對(duì)砂體展布進(jìn)行追索,但并不能確定它的“微相”。為了不致于與沉積學(xué)中的概念相混淆,對(duì)這種研究稱之為地震砂體追索更為合適,而不宜稱之為地震微相研究。2地震

51、相分析的思路根據(jù)以上分析,可知在沉積相研究中,地震相有其獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn),也有其明顯的弱點(diǎn)。我們進(jìn)行地震相分析時(shí)應(yīng)充分地?fù)P長(zhǎng)避短,以滿足沉積相研究的需要。目前在進(jìn)行地震相分析時(shí)所采用的思路各不相同,其中在生產(chǎn)單位雜比較流行的一種思路是首先編出地震相平面圖,再通過鉆井資料進(jìn)行沉積相解釋,進(jìn)而找出地震相與沉積相之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,即所謂地震相模式。據(jù)此將地震相圖“轉(zhuǎn)相”而形成沉積相圖。這種思路粗看起來似乎是很合理的,符合從已知未知這樣一種思維邏輯,但仔細(xì)分析一下就不難看出它存在一些嚴(yán)重的缺陷。首先,如果鉆井?dāng)?shù)量比較少,不足以在每種地震相區(qū)雜都有一口井時(shí),則有些地震相就無法“轉(zhuǎn)”為沉積相。更重要的是,即使每種

52、相區(qū)中都有鉆井控制,但由于同一種地震相完全可能對(duì)應(yīng)于不同的沉積相,因此這種機(jī)械地“轉(zhuǎn)相”的結(jié)果很可能導(dǎo)致嚴(yán)重的錯(cuò)誤。例如在研究區(qū)中有多塊席狀外形、平行構(gòu)造、三高結(jié)構(gòu)地震相區(qū),若有一口井揭示它為含煤沼澤相,并全部按此解釋的話,就有可能把深海盆地相也解釋成為含煤沼澤相。反之,若有兩口井分別鉆遇含煤沼澤相和深海盆地相,則會(huì)給確定“轉(zhuǎn)相”原則造成困難,人們無法確定對(duì)這種地震相究竟該按哪種沉積相解釋更為合適。這種思路的根本問題在于它把地震相看做相互對(duì)應(yīng)的關(guān)系,同時(shí)也沒有很好地考慮如何發(fā)揚(yáng)地震相的長(zhǎng)處,克服其短處。本文推薦的思路是:從沉積體(骨架相)識(shí)別著手,從盆地沉積模式著眼,以鉆井做為控制點(diǎn),與巖性地

53、震技術(shù)相結(jié)合,由此搞清盆地沉積體系和沉積體系域。其中沉積體的識(shí)別是地震相分析的核心和精髓。首先從沉積學(xué)上看,沉積體是水流體系和物源的最直接的體現(xiàn),它們構(gòu)成了沉積體系域中重要的組成部分骨架相。而只要把骨架相的性質(zhì)和展布規(guī)律搞清楚,則充填于其間的其它沉積相單元乃至于沉積體系域的性質(zhì)也就迎刃而解了,正所謂“綱舉目張”。再從地震相的特點(diǎn)上看,識(shí)別宏觀沉積體是其獨(dú)到的長(zhǎng)處。它可以在三度空間上清楚地刻劃沉積體的外形和巖層的疊置模式,而這是識(shí)別沉積體的極為重要的依據(jù)。由于沉積體的識(shí)別主要利用的是幾何地震學(xué)的信息,因此其受地震資料采集和處理因素的影響比較小,可靠程度比較搞。大多數(shù)沉積體都有明顯的差別,故“同一

54、地震相對(duì)應(yīng)多種沉積相”的問題相對(duì)比較小。即使那些多解性較強(qiáng)的沉積體,也可以根據(jù)其它標(biāo)志綜合研究而加以區(qū)分。因此不論從哪方面看都應(yīng)當(dāng)從沉積體識(shí)別入手。從盆地沉積模式著眼是地震相分析的另一個(gè)重要思路。盆地沉積模式是對(duì)沉積盆地的構(gòu)造背景、氣候背景對(duì)于沉積環(huán)境組合進(jìn)而對(duì)于沉積體系域特征的控制作用,以及它們的時(shí)空發(fā)育演化規(guī)律的全面深入的概括和總結(jié)。因此,只要搞清沉積盆地的背景控制因素就可以根據(jù)盆地沉積模式對(duì)其沉積相特征進(jìn)行預(yù)測(cè)和推斷,這在資料比較少,質(zhì)量差時(shí)尤其顯得重要。在是地震相分析時(shí),因地震資料中所具有的信息畢竟是比較少的,再加上多解性強(qiáng)、分辨率低的問題,深感可用資料的不足。所以完全必要采用盆地沉積

55、模式類比的方法。而地震資料在反映盆地的構(gòu)造背景、演化規(guī)律、古地形特征、物源區(qū)遠(yuǎn)近等背景控制因素方面具有獨(dú)到的能力,應(yīng)當(dāng)充分發(fā)掘其潛力。以鉆井作為控制點(diǎn)與由鉆井出發(fā)總結(jié)地震相模式有著本質(zhì)不同,地震相與沉積相之間不具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,因此在其二者關(guān)系對(duì)照表中,一種是地震相可以與多種沉積相相對(duì)應(yīng)。鉆井的作用在于確定該處這種地震相應(yīng)當(dāng)屬于什么沉積相。至于其它地區(qū)相同地震相應(yīng)當(dāng)作何解釋,應(yīng)當(dāng)根據(jù)該區(qū)與骨架相的相互關(guān)系,以及與控制井點(diǎn)的相互關(guān)系,根據(jù)盆地沉積模式加以推斷。最后,與巖性地震技術(shù)相結(jié)合的意義在 于可以由此對(duì)研究層段的巖性分布特點(diǎn)加以把握,進(jìn)而可幫助發(fā)現(xiàn)和識(shí)別各種沉積體,并幫助確定地震相單元的沉積

56、相意義。在地形平坦、構(gòu)造沉降緩慢且水進(jìn)水退十分頻繁的盆地中,沉積體因經(jīng)常遷移故特征不明顯,難以從地震反射構(gòu)型和外形上加以識(shí)別,這時(shí)巖性地震技術(shù)就顯得格外重要。下面將介紹按以上思路進(jìn)行地震相分布的具體方法。八、典型沉積體的識(shí)別當(dāng)物源性質(zhì)不同時(shí),沉積體的類型亦有很大不同。在陸源碎屑沉積環(huán)境中,沉積體的類型最為豐富,其中規(guī)模較大從而易于在地震剖面上識(shí)別出來的有沖積扇、近岸水下扇、三角洲、扇三角洲、陸坡和深海濁積扇等。在碳酸巖沉積環(huán)境中,由于陸源物質(zhì)極少,故沉積體的類型亦十分貧乏、大型的沉積體主要為碳酸巖巖隆和臺(tái)地邊緣斜坡。此外在火山活動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū)還發(fā)育有各種火山噴發(fā)巖體。沉積體一般具有明顯的地震反射構(gòu)

57、型特征,此外,在地震相圖上,沉積體一般具有特殊的地震相單元外形。地震相單元外形與地震反射構(gòu)型都是屬于幾何地震學(xué)信息,受非地質(zhì)干擾因素影響較少,比較可靠,是識(shí)別沉積體的主要依據(jù)。不同之處在于地震反射構(gòu)型是單一地震剖面上的特點(diǎn),而地震相單元外形則是在多條剖面上或地震相平面圖上所表現(xiàn)出來的在三度空間上的特征。下面分別介紹各主要沉積體的地震識(shí)別標(biāo)志。1沖積扇沖積扇發(fā)育在盆地邊緣的陸上沉積環(huán)境中,多由陣發(fā)性泥石流攜帶的碎屑物堆積而成,在某些地區(qū)亦發(fā)育有以辮狀河沉積物為主的沖積扇。它們都為近物源沉積體,對(duì)于指示盆地邊緣以及物源區(qū)水流體系具有重要意義。其他震識(shí)別標(biāo)志主要是:(1)與盆地邊緣大斷裂相伴生。(2

58、)在橫剖面上沉積體為丘狀,在縱剖在上為楔將,向盆地內(nèi)部厚度減薄,總體上表現(xiàn)為明顯的錐狀外形。其規(guī)模一般較小,長(zhǎng)、寬在數(shù)公里的范圍之內(nèi)。但橫向上多個(gè)沖積扇往往沿著斷層邊界呈串珠狀排列,形成沖積扇裙。(3)多數(shù)沖積扇都具有前積構(gòu)型,在縱剖面上以雜亂前積構(gòu)型最為常見,亦有下超型前積構(gòu)型和斜交型前積構(gòu)型。在橫剖面上則可發(fā)育雙向前積反射構(gòu)型。其前積構(gòu)型的共同特點(diǎn)是底積層很不發(fā)育,前積層與下伏地層呈下超接觸。這是由于在沖積扇上所沉積的碎屑物質(zhì)粒度很粗,在山口處的局部沉積速率特別高所造成的。在辮狀河發(fā)育的沖積扇上,由于河流在扇體上的侵蝕和般運(yùn)作用強(qiáng)烈,使得扇體坡度減小、長(zhǎng)度增加,進(jìn)積束率減低,從而前積構(gòu)型不發(fā)育,而是表現(xiàn)為波狀構(gòu)造,相應(yīng)地其地震相單元外形也由錐狀外形轉(zhuǎn)變?yōu)樯葼钔庑?。?)其反射結(jié)

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