东海陆架盆地地震层序特征及地质属性
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2013年6月 海洋地质与第四纪地质 Vol.33,No.3第33卷第3期 MARINE GEOLOGY &QUATERNARY GEOLOGY June,2013DOI:10.3724/SP.J.1140.2013.03117
东海陆架盆地地震层序特征及地质属性
王文娟1,2,李刚1,2,杨长青1,2,杨传胜1,2
(1.国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室,青岛266071; 2.青岛海洋地质研究所,青岛266071)
摘要:应用SYNTRAK-480型高分辨率数字地震仪对东海陆架盆地地层进行了探测研究。
通过全区地震资料的解释,根据地震反射波及反射界面特征,共识别出T02、T03、T04、T05、T06和T
g
等6个反射界面。
重点对T02、T04、T05、T06和Tg反射层进行追踪对比解释,建立了统一的地震层序和地层格架。
依据地震层序划分原则和方法,自上而下将基底反射界面以上的地震反射层划分为5个地震层序,即:Ⅰ(海底面—T02)、Ⅱ(T02—T05)、Ⅲ(T05—T06)、Ⅳ(T06—Tg)、Ⅴ(Tg以下)层序;其中第二地震层序可以进一部划分为两个亚地震层序Ⅱ1、Ⅱ2,经与研究区相邻海陆已知地质资料的对比分析,确定了该区5个不同地震层序的地质年代分别为Q+N、E3+E2+E1、K、J、前中生界。
中生界沉积为有利勘探目的层,尤其是闽江凹陷与基隆凹陷潜力大,为油气勘探的重点区。
关键词:高分辨率地震勘探;地震层序;地质属性;中生界沉积;东海陆架盆地
中图分类号:P315.2 文献标识码:A 文章编号:0256-1492(2013)03-0117-06
海洋地震勘探主要利用地震波在地层岩石中的
传播规律,来研究其地质构造,推断岩体物性,勘查海底资源等[1],是油气资源的主要探查手段;在寻找海底油气田构造方面,是应用最广、成效最高的地球物理勘探方法[2]。
国内对东海陆架盆地油气的勘查始于1974年,大致可分为4个勘探阶段:1974—1980年进行大网格的综合地球物理概查,研究认为东海盆地为一大型新生代盆地,构造区划应分3个一级地质构造单元,即浙闽隆起区、东海陆架盆地及琉球隆褶带。
1981—1985年在区内有利构造带进行综合普查,对盆地的新生代地层特征、地质构造特征,以及第三系油气资源评价进行了系统分析。
1986—1990年在重点凹陷进行详查,建立和完善了东海陆架盆地新生代地层层序,阐明了盆地基底结构、盆地性质和演化模式。
1991年至今为精查阶段,测网密度达4km×4km,局部完成2km×2km或1km×1km地震详查,文章通过对全区地震资料尤其是近年来重新处理和采集的骨干剖面的解释,建立了东海陆架盆地中、新生代地震层序格架,并对地质属性进行分析,揭示中生界沉积为有利勘探目的层。
基金项目:国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室开放基金项目(MRE201219);全国油气资源战略选区调查与评价国家专项项目(2009GYXQ05-01)
作者简介:王文娟(1980—),女,工程师,主要从事石油地质研究,E-mail:wangwenj04@163.com
收稿日期:2012-07-12;改回日期:2012-11-25. 周立君编辑1 区域构造背景
东海陆架盆地西与浙闽隆起区相接,东与钓鱼岛岩浆岩带和冲绳海槽相连,西南为台西盆地。
整体呈北北东向展布,是我国东部海域中、新生代叠合含油气盆地。
盆地中部有一条低隆起带(由虎皮礁、海礁和鱼山、武夷低凸起等正向构造单元组成),将东海陆架盆地分为西部坳陷(由长江、钱塘和瓯江等凹陷组成)和东部坳陷(由闽江、西湖和基隆等凹陷组成)(图1)。
浙闽隆起区:自晚元古代以来,长期处于隆起位置,地壳相对比较稳定。
至晚中生代,浙闽东部受燕山运动的强烈影响,发生了强烈的基底断块运动[3]。
在隆起区发生了较大规模的断陷作用,形成了一系列中新生代的陆相断陷盆地,在盆地中沉积了以侏罗系、白垩系为主的陆相碎屑岩及中酸性火山凝灰岩地层,其基底可能为中生代火山岩和元古代变质岩系,向海延伸至东海陆架盆地。
钓鱼岛岩浆岩带:钓鱼岛隆褶带基底为元古宙变质岩,上覆晚古生代—中生代残余地层,与西南日本沉积内带具有可比性,新生代地层遭受多期岩浆活动改造[4]。
2 地震反射波特征
利用新采集的高分辨率多道地震剖面,作为本区骨干地震剖面(图1),在对东海陆架盆地区域地
海洋地质与第四纪地质2013年
图1 东海陆架盆地构造区划及骨干测线分布简图(
据①修改)Fig.1 Tectonic map
of East China Sea ShelfBasin and the location of trunk
lines质构造背景深入研究和盆地内部地震剖面分析的基础上,研究区内各时代地层展布和构造特征。
利用已有钻井资料、声波测井曲线制作合成记录,确定本
区的标准波,根据波形及波组等特征识别出6个不同
级别的地震反射界面T02、T03、T04、T05、T0
6和Tg(图2),是6个不整合面的反映。
此次重点解释T02、T04、T0
5、T0
6和Tg反射波组(
图3),其特征如下:2.1 T0
2反射界面及反射波组
该界面位于海平面下0.5~1.7s,整体上呈西高东低、北高南低态势展布。
其最大t0时间为1.7s,位于工区的南部;最小t0时间位于工区的西部、
北部。
T0
2波主要表现为:
能量强,连续性好,2个相位,波形稳定。
该波特征明显稳定,可在全区范围内追踪对比。
该波2个同相轴能量的强弱常发生转换,有时上弱下强,有时上强下弱,但通常以前一个形式出现的最多,范围最广。
上覆反射波组的同相轴逐层上超于该波之上;
下伏波组同相轴逐一终止于该波。
具有明显的“上超下削”不协调接触关系。
2.2 T0
4反射界面及反射波组
该界面位于海平面下1.7~2.3s,该波与上伏反射波呈整一或上超接触,与下伏波组呈整一或削截接触关系。
图2 东海陆架盆地W1井合成地震记录
Fig.2 Sy
nthetic seismic record of Well W1in the East China Sea Shelf Basin811①
周志武,等.东海地质构造特征及油气资源研究报告.1986.
第3期 王文娟,等:
东海陆架盆地地震层序特征及地质属性图3 东海陆架盆地测线反射界面与地震层序关系特征
Fig.3 Relationship
of reflectors and seismic sequences in seismic line of the East China Sea Shelf Basin T0
4波一般也以2
~3个相位组成,反射波组振幅中等,连续性较好,比较容易追踪。
T0
4界面地震
剖面上为明显的不整合,为瓯江运动的产物。
此界面在东海南部作为裂谷期与反转期的分界面,界面上下的构造特征发生了明显的转化。
2.3 T0
5反射界面及反射波组
该界面位于海平面下0.7~2.5s,该波与上伏反射波呈整一或上超接触,与下伏波组呈整一或削截接触关系。
整体上呈南厚北薄之态势展布。
T0
5波广泛分布于全区的各个凹陷中,
在闽江等凹陷中反射界面较为清楚,特征明显,通常表现
为2个相互平行的相位,能量强,中频,连续性好,在其他地区反射能量弱,连续性差,不易追踪对比。
2.4 T0
6
反射界面及反射波组
该界面位于海平面下1.8~3.5s,整体上呈南厚北薄之态势展布。
T06波广泛分布于全区的各个凹陷中,T0
6地震反射波在大部分剖面上皆为中振幅,较连续,常以两
个互为平行相位出现,能量强,频率低,连续性较好,在高位通常与基岩顶面合并,大部分地区能够可靠追踪对比。
但在深凹陷中部能量变弱,无明显特征,较难辨认。
该波与上覆地层呈上超接触与下覆地层呈削截接触关系。
2.5 Tg反射界面及反射波组
该界面位于海平面下2.3~5.0s
,与上、下反射波组呈上超、下削接触关系。
Tg波在某些凹陷中(如闽江和瓯江凹陷)界面清晰可见,常以两个相位出现,能量强,连续性较好,凹陷边部呈弯曲同相轴出现,绕射波发育,大部分地区尤其在深凹陷中部可见到其上覆地层超覆在该界面之上。
在部分深凹中,无明显反射特征,较难识别辨认。
该波是来自前中生界(区域不整合面)的反射,由于东海陆架盆地基岩多种多样,既有元古界变质岩如黑云母斜长石片麻岩;也有中、酸性侵入岩如花岗岩、闪长岩;还有中性喷发岩如安山岩。
而这些不同的基岩岩性与上覆地层接触时,
既有相同的上覆岩层也有不同的上覆岩性,因而也就构成了错综复杂的基底界面反射波,
其下部接触地层不一致,致9
11
海洋地质与第四纪地质2013年
使该波组的表现形式亦不相同。
3 地震层序划分
地震层序是沉积层序在地震剖面上的反映[5-6],通过研究地震层序和标定地震反射层与地质层位关系进而划分和对比沉积层序,在弄清地层纵横向分布基础上,可建立区域地层格架[7]。
根据地震反射界面上的反射终止现象(上超、下超、顶超与削蚀)判断层序界面的接触关系,划分地震层序[8]。
对本区地震反射波及反射界面特征进行研究后,将其自上而下划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ5个地震层序,其中第Ⅱ地震层序可以进一部划分为2个亚地震层序Ⅱ1、Ⅱ2(图3)。
3.1 第I地震层序(海底面—T02)
该层序底部与下伏层序呈上超接触,层序内部产状平缓,反射较密集,厚度变化慢,物性差异明显,能量中等,连续性好或中等,外形似席状,该层序全区均有分布,层速度为1 900~2 180m/s。
3.2 第Ⅱ地震层序(T02—T05)
T02—T05之间的反射波系为第Ⅱ地震层序,该反射波组是盆地内反射层次最为丰富、反射特征最为清晰的层序,分布广,厚度较大。
外形为似席状或楔状,向相应主控断层一侧有加厚现象;内部构造平行,反射较为密集,振幅较强,连续性好或中等。
顶部削截,底部为上超或底超接触。
层速度为2 400~3 160m/s。
T04界面地震剖面上为明显的不整合,为瓯江运动的产物。
此界面在东海南部作为裂谷期与反转期的分界面,界面上下的构造特征发生了明显的转化。
以T04为界将此层序进一步划分两个亚层序Ⅱ1、Ⅱ2。
3.3 第Ⅲ地震层序(T05—T06)
T05—T06之间的反射波系为第Ⅲ地震层序。
该层序主要由一组中弱振幅,连续或较连续亚平行反射波与另一组中振幅较连续平行反射波组成;外形为似席状或楔状,向相应主控断层一侧加厚;内部为平行或亚平行构造。
顶部削截,底部为上超或底超接触。
层速度为3 760~4 470m/s。
3.4 第Ⅳ地震层序(T06—Tg)
T06—Tg之间的反射波系为第Ⅳ地震层序,该层
序顶部和底部为削截。
该层序总的特征为,内部反射能量中等或弱,连续性一般或较差,反射层次欠丰富,表现为岩性相对均一,在部分地震剖面底部有几个反射波组成一套似平行密集反射(200ms),内部构造为平行或似平行状或杂乱空白反射,上下边界接触关系为上超或削截。
层速度为3 760~4 470m/s。
3.5 第Ⅴ地震层序(Tg以下)
Tg以下的反射层为第Ⅴ地震层序。
其顶部为削截接触关系。
该层序内幕反射品质差,弱振幅,低连续,成层性差。
层速度高达4 380~5 580m/s,推测为火山岩系所致。
李维显认为海礁凸起存在古生界[9],本次地震资料分析中亦发现两条地震剖面中、新生界地层反射波组下存在有高角度的反射层,推测为古生代地层。
4 地震层序的地质属性
地质规律和剖面构造应是大区域上判定地质属性的重要依据,局部区块内层位地质属性的标定主要依靠钻井和地质露头,尤其是VSP资料,能够把地震剖面上反射波同相轴与钻井深度联系起来,应是层位标定的主要依据。
利用东海陆架盆地已有钻井合成记录和VSP双程上行波的终止点与井的深度关系,对地震剖面上的特征波进行地质层位对比与标定。
由于VSP剖面与地震时间剖面的同一反射时间代表相同的地质意义,并且VSP剖面具有直接的时深关系,这样就能够以VSP为桥梁,将地震时间剖面与钻井地质剖面联系起来,从而标定地震层序的地质属性。
利用该区钻井的合成记录及VSP资料标定层位的地质属性结果如下:
第Ⅰ地震层序为新生界第四系和新近系(Q+N)
第Ⅱ地震层序为新生界渐新统、始新统和古新统(E3+E2+E1)
第Ⅲ地震层序为中生界白垩系(K)
第Ⅳ地震层序为中生界侏罗系(J)
第Ⅴ地震层序为前中生界
东海陆架盆地中、新生代经历了5次主要的构造运动,即基隆运动(T
g
)、雁荡运动(T0
5
)、瓯江运动
(T0
4
)、玉泉运动(T0
3
)、龙井运动(T0
2
),与地震层序及地质时代的对应关系见表1 。
021
第3期 王文娟,
等:东海陆架盆地地震层序特征及地质属性表1 东海陆架盆地地震层序及地质年代
Table 1 Seismic sequences and their ag
es in the East China Sea Shelf Basi
n5 油气远景
根据目前钻井揭露,本区主要的烃源岩为中下侏罗系,其次为白垩系。
侏罗系的烃源岩以闽江凹陷的中下侏罗统福州组(J1—J2)为主要烃源岩;其岩性为暗色碎屑岩夹数层薄煤和炭质泥岩,含丰富的孢粉化石和少量的海相钙质超微化石,属陆相湖泊、沼泽沉积,间或受海侵影响。
暗色泥岩总有机碳
为1.17%,氯仿沥青“A”含量为862×10-6
,总烃含量为345×10
-6
,有机质类型以Ⅱ—Ⅲ型干酪根为主,属于较好的烃源岩。
白垩系的烃源岩已有钻井揭露有机物的丰度不高,从低丰度到中等丰度,如瓯江凹陷的FY-1井,有机碳0.22%~0.35%,氯仿沥青“A”0.022%~
0.028%,总烃0.009 6%~0.019 6%;瓯江凹陷SMT-1井、WZ26-1-
1井,有机碳0.67%,氯仿沥青“A”0.111%,
属中等丰度。
区内中生代地层分布广、厚度大,烃源岩发育良好,尤其是南部闽江凹陷和基隆凹陷,最大残留厚度可达5
600m。
且区内整个演化过程中,经历了多次程度不同的构造运动的影响和改造,形成了一批类型不同特征各异的局部构造。
台北低凸起和南、北武夷构造带临近生油凹陷,其构造形成时间与油气形成时间配置良好,
是油气长期运移的指向地区。
闽江凹陷和基隆凹陷资源潜力巨大,是今后油气勘探的重点地区。
6 结论
(1)根据研究区沉积地层中识别出的T02、T0
3、T04、T05、T0
6和Tg等6个不同特征的地震波组与地震反射界面,结合地层发育特征等资料,自上而下划分
为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等5个地震层序。
(2
)结合区域地质资料,并与东海陆架盆地的相关资料进行对比研究,确定这5个地震层序地质
年代为:第Ⅰ地震层序为新生界第四系和新近系(Q+N)
,第Ⅱ地震层序为新生界渐新统、始新统和古新统(E3+E2+E1),第Ⅲ地震层序为中生界白垩系(K),第Ⅳ地震层序为中生界侏罗系(J
),第Ⅴ地震层序为前中生界。
(3)研究区面积大,横跨了几个较大的构造单元,其地层发育和构造特征各异,尤其针对中生代地层的剖面和钻井较少,若能获得较多、较深地质钻孔资料,进行相应的地层测年分析,再结合本次研究成果,所确定的地层年代会更加可靠。
(4)区内中生界分布广、厚度大,烃源岩发育良好,尤其闽江凹陷与基隆凹陷潜力大,为油气勘探的重点区。
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of Marine Hydrocarbon Resources and Environmental Geology,MLR,Qingdao 266071;2.Qingdao Institute of Marine Geology,Qing
dao 266071)Abstract:High resolution multi-channel seismic survey
is a cost-efficient technique for geological explora-tion.We conducted high resolution multi-channel seismic survey with the SYNTRAK-480,and studied thestratigraphical seq
uences in the East China Sea Basin.Based on the characteristics of seismic reflection re-cords retrieved from the multi-channel seismic data,6reflectors marked as T02,T03,T04,T05,T0
6and Tgarerecognized and 6seismic sequences established by correlation.From the top to the bottom,they
areⅠ(seafloor—T02),Ⅱ(T02—T05),Ⅲ(T05—T06),Ⅳ(T0
6—Tg)andⅤ(Tg—below),and the second sequence can befurther divided to two subsequences,Ⅱ1andⅡ2.Compared with the data from the adjacent sea and landareas,these seismic sequences are Q+N,E3+E2+E1,K,J and Pre-Mesozoic respectively in age.TheMesozoic deposit is a favorable oil and gas exploration target in this area,especially in the Minjiang sag andKeelung
sag.Key words:high resolution seismic exploration;seismic sequence;geological attributes;Mesozoic deposit;the East China Sea Shelf
Basin2
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