地震沉积学-2008讲座

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地震相分析专题
教学参考资料 沉积地质研究院 2000年6月
2000年6月6日星期二
TFra Baidu bibliotekuncation
Progradational
Divergent
Boundary of lithofacies
Onlap
Downlap
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1、概念
地震相是由特定地震反射参数所限定的三维地震反射单元,它 是特定沉积相或地质体的地震响应。地震相可以理解为沉积相 在地震剖面上表现的总和。 正如Sheriff(1982)所说“地震相是由沉积环境(如海或陆 相)所形成的地震特征”。 Mitchum(1977)认为“一个地震相单元是可以制图的单元,该 单元的三维地震反射特征与其相邻单元不同” 。 地震相是地震层序或亚层序的次级单元,一个层序或亚层序中 可包括若干种地震相。这些地震相往往是一定沉积相或成因地 层单元的响应。
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2、地震相参数及其地质意义
地震相参数是识别地震相的标志,也是判断沉积相 的地球物理标志。最常用的标志包括内部反射结构、 外部几何形态、连续性、振幅、频率、层速度等。 这些地震参数(地震相标志)按其属性可分为四大 类: ①几何参数:反射结构、外形; ②物理参数:反射连续性、振幅、频率、波的特点; ③关系参数:平面组合关系; ④速度-岩性参数:层速度、岩性指数、砂岩含量。
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③前积反射结构(Progradational) 由沉积物定向进积作用产生的,为一 套倾斜的反射层,与层序顶底界呈角 度相交,每个反射层代表某地质时期 的等时界面并指示前积单元的古地形 和古水流方向。在前积反射的上部和 下部常有水平或微倾斜的顶积层和底 积层,常见近端顶超和远端下超。代 表三角洲沉积。上部是浅水沉积,下 部则是深水沉积。 d.叠瓦状前积(shingled),它表现为在上下平行反射之间的一系列叠 c.斜交形前积(oblique),包括切线斜交和平行斜交两种。切线斜交 瓦状倾斜反射,这些斜反射层延伸不远,相互之间部分重叠。它代表斜 b.S形-斜交复合前积(complex sigmoid-oblique),它以S形与斜交形 a.S形前积(Sigmoid),总体为中间厚两头薄的梭状,前积反射层呈S 无顶积层,只保留底积层,其低角度切线状下超;平行斜交即无顶积 坡区浅水环境中的强水流进积作用,是河流、缓坡三角洲或浪控三角洲 层,也没底积层,具高角度下超,它由很多相对倾斜而又相互平行的反 形,近端整一或顶超,远端下超,一般具完整的顶积层、前积层和底积 前积反射交互出现为特征,顶积层常不发育,底积层发育,振幅中到 的特征。也称之为羽状前积。 射组成,其上倾方向对上界面顶超或削截,下界面下超于下界面之上。 层,振幅中到高,连续性中到好。它意味着较低的沉积物供给速度及较 高,连续性好。它是由物源供给充足的高能沉积作用与物源供给较少的 两种斜交形前积反射的视倾角为5°-20°,振幅中到高,连续性中到 快的盆地沉降,或快速的水面上升,使前积层得到完整保存,代表较低 低能沉积作用或水流过路冲刷作用周期性交替造成的。顶积层不发育可 在同一三角洲沉积中,不同部位可表现为不同类型的前积。如受主分支 能与水流过路冲刷作用有关。该类前积结构代表的水流能量高于S形,但 好。①都代表沉积物供给速度快的强水流环境,②由于沉积物供给快, 水流能量的沉积环境,如代表较低能的富泥河控三角洲更常见三角洲朵 河道控制的建设性三角洲朵状体可能表现为斜交前积,无顶积层也无底 低于斜交形。 积层,只有前积层,较低能的朵状体侧缘或朵状体之间可能呈现S形前 造成盆地沉降相对缓慢,沉积物接近或超过基准面,在水流过路冲刷作 状体间沉积。 用下,使顶积层得不到保存。③斜交前积往往代表强水流河控三角洲或 积。 浪控三角洲。④平行斜交比切线斜交堆积速度更快,代表的水流能量更 前积在不同方向的测线上表现不同,倾向剖面表现为前积,走向剖面表 强。 2000年6月6日星期二
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研究地震相的目的: ①沉积环境及古地理,重塑盆地的 ②沉积史 ③构造史 ④预测生、储油相带 ⑤地层、岩性圈闭。
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简单地说地震相分析就是根据一系列地震反射参数按一定程 序对地震相单元进行识别和作图,并解释这些地震相所代表 的沉积相和沉积体系。 地震相分析包括对地震资料的识别和沉积环境的理解,二者 互为因果,缺一不可,其内容可以概括为二个方面: ①地震相分析必须掌握沉积体系在三维空间分布的特点,了 解各种沉积环境模式、地层组合模式、沉积发育模式等等, 才能进行地震地层学的解释。 ②地震相分析的另一个基础是要掌握地震勘探的基本原理, 了解各项地震参数所代表的地质意义。地震参数主要指反射 结构、连续性、外部几何形态、振幅、频率、层速度等。 地震相分析的目的是进行区域地层解释,确定沉积体系、岩 相特征和解释沉积发育史,最后预测有利生油区和储集相带 。
S形
切线+S形
平行斜交
S形+斜交
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④乱岗状反射结构(hummocky) 它是由不规则、连续性差的反射段组成,常有非系统性反射终止的 同相轴分叉现象。常出现在丘形或透镜状反射单元中。维尔把它解 释为三角洲或三角洲间湾沉积的反射特征,代表分散性弱水流沉 积。冲积扇及扇三角洲沉积中也会出现这种反射结构。 乱岗结构的波状起伏幅度较小,接近于地震分辨率极限(乱中有规 则),乱岗状与杂乱反射的名称易混淆,在实际上有很大差别,有 人亦称之为波状反射。
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一、内部反射结构 (Seismic Reflection Configuration)
指层序内部反射同相轴本身的延伸情况及同相轴之间的相互关系 反映物源方向、沉积过程、侵蚀作用、古地理、流体界面等 ①平行与亚平行反射结构(Parallel subparallel) ②发散反射结构(Divergent) 最简单最常见的结构,反射层为平直或微微起伏波状。它们往 往往出现在楔形单元中,反射层在楔形体收敛方向上常出现非系 往出现在席状、席状披盖及充填型单元中,并可据反射连续性 统性终止现象(内部收敛),向发散方向反射层增多并加厚。它反 和振幅进一步划分。反映均匀沉降的陆棚、滨浅湖或盆地中的 映了由于沉积速度的变化造成的不均衡沉积或沉积界面逐渐倾 均速沉积作用。反映稳定低能环境,常出现于深湖、半深湖等 斜,反映沉积时基底的差异沉降,常出现于古隆起的翼部,盆地 匀速沉积体系。 边缘、或同生断层下降盘,盐丘翼部,往往是油气聚集的有利场 所。
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五、频率 (Frequency)
频率在一定程度上和地质因素有关,如反射层间距、层速度变 化等。但它与激发条件、埋藏深度、处理条件也有密切关系。 在地震相分析中仅可做为辅助参数。 频率横向变化快说明岩性变化大,为高能环境,反之为低能。 高频:相邻同相轴紧密排列“能量团”前部呈“尖峰状” 中频:相邻同相轴间距相等“能量团”前部较钝。 低频:相邻同相轴间距稀疏“能量团”前部钝圆。
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⑤杂乱状反射结构(chaotic) 它是一种不规则、不连续反射。它可以是高能不稳定环境的沉 积作用,如浊流沉积;也可是同生变形或构造变形造成。滑 塌、浊流、泥石流、河道及峡谷充填、大断裂及褶皱等均可造 成这种反射结构。另外,许多火成岩体、盐丘、泥丘、礁等地 质体,也可由于内部成层性差或不均质性造成杂乱反射。 ⑥空白或无反射结构(Reflection free) 由于缺乏反射界面造成的。表明地层或地质体是均质体,如快 速堆积的厚层砂岩或泥岩、厚层碳酸盐岩、盐丘、泥丘、火成 岩等,其顶底界往往有强反射。
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席状披盖
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三、反射连续性 (Continuity of Lineups)
具可对比意义并可追踪的反射同相 轴的延伸长度。 与地层本身的连续性有关,反映了 不同沉积条件下地层的连续程度及 沉积条件的变化,连续性好反映稳 定的低能环境。
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二、外部几何形态 (Exterior Geometrical Shape)
指某种反射结构地震相单元在三维空间的分布状况 可提供水动力、几何形态、物源及古地理等信息
⑦充填型(fill) ⑥丘形(mound) drape) ⑤透镜状(lens) ④滩状(bank) ③楔形(Wedge) ②席状披盖(sheet ①席状(sheet) 这是一个特殊的不规范的术语,前6种无成因意义,本术语具成因意义。 一种凸层或层状地层上隆,高出于周围地层的外部几何形态,与透 有人称为“眼球状”或“梭状”。它的主要特点是呈中部厚两侧薄的双 楔形的变种,顶部平坦,边缘一侧反射的上界面微微下倾。 楔形常具发散结构,前积杂乱和无反射,主要特点是在倾向上其厚 席状是最常见的外形之一,常具平行结构,前积结构,乱岗状结 它的特点是反射单元的上下界面是平行,但整体呈弯曲状披盖在下 指充填在下伏地层的低洼地形上的各种反射,按沉积环境分河道或峡谷充 镜状的区别是底平顶凸,周围反射从两侧向上超覆或披盖。 凸形。常具有S形前积或乱岗结构。河道充填、沿岸砂坝、小型礁 度向一个方面逐渐增厚,向相反方向减薄后突然终止,在走向上则 构,也可是发散结构。席状的特点是反射单元的上下界平行或近平 伏不整合表面上,内部结构也常由平行反射组成。它反映了静水低 填、海槽充填、盆地充填、斜坡前缘充填等,按内部结构可分上超、丘形 一般出现在斜坡区或水下隆起边缘。 等可形成透镜状反射。有时在沉积斜坡可见透镜体。 内部反射结构常见有双向前积、乱岗等。丘形常出现在扇三角洲。 是席状的、丘状,代表一种快速、不均匀下沉作用,楔形往往出现 行,厚度相对稳定。一般出现在均匀、稳定的较深水沉积区,如深 能环境中的均一垂向加积,一般沉积厚度不大。礁体、盐丘等地貌 上超、发散、前积、杂乱和复合充填等。 礁、火山锥、盐丘泥丘、海(湖)底扇等沉积环境和岩体中,大多 单元之上常出现席状披盖。 在滨浅湖、陆棚、陆坡及海底扇同生断层的下降盘等环境中。 湖、陆棚、陆坡及深海盆地。 丘形充填往往与沉积物两侧斜坡的重力下滑、丘形体中心与两翼沉积物的 数丘是碎屑岩或火山碎屑的快速堆积形成的正地形,又可分简单扇 压实有关,由于沉积物局部堆积过快、过多。前积充填往往和扇或三角洲 形复合体,复杂扇形复合体,重力流滑塌块、等高流丘、岩隆等。 有关,应摆脱单纯的形态分类,深入分析其成因特征。
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四、反射波振幅 (Amplitude)
振幅与反射界面的反射系数直接有关。振幅中包括反射界面上下层岩性、 岩层厚度、孔隙度及所含流体性质等方面信息,可用来预测横向岩性变化 和直接检测烃类。但由于振幅还受地震激发与接收系统、大地衰减及处理 方法等因素影响,使用振幅时注意排除这些干扰。 强度标准: 强振幅——剖面上相邻地震道振幅值重迭在一起,无法分辨 中振幅——相邻地震道部分重迭,但可用肉眼分辨 弱振幅——相邻地震道相互分离 丰度标准: 在地震相中,强振幅同相轴占70%以上为强振幅地震相;弱振幅占70%以 上为弱振幅地震相;两者之间为中振幅地震相 振幅的强弱变化指示沉积环境,振幅快速变化指示高能环境、地质性质变 化大,相反指示低能环境、岩性和物性横向变化不大。
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六、波形排列 (Arrange of Lineups)
同相轴排列的形状,它反映了互相接近的地层间的沉积环境,波 形排列在横向变化不大或变化缓慢,表示地层变化不大,为低能 环境,反之,为高能环境:如河道、浊流沉积等。
长 度 标 准 丰 度 标 准
⎧连续性好-同相轴连续长度大于一个迭加段,约600米。 ⎪ / ⎨连续性中-同相轴连续长度接近1 2迭加段,约300米。 ⎪连续性差-同相轴连续长度小于1 3迭加段,约200米。 / ⎩
⎧连续性好-长度标准下连续性好的同相轴占70%以上。 ⎪ ⎨连续性中-介于好与差的之间。 ⎪连续性差-长度标准下连续性差的同相轴占70%以上。 ⎩
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