高分辨率断层落差图的基本原理及其应用
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明显 ， 用效果 就越 好 。 应 大多 数生 长断层 在发 育过程 中
其中， ｉ 断层 ∑ｄ 代表 从活动时 到 间ｉ 静止时的 移距 位
离 ，Ｉ １。 Ｔ 要解释 Ｚ图上所 反映 的坡 度 （ Ｏ） Ｌ变化 （ 图ｌ ） 见 ｂ ，
两 盘都 在下 降 ， 只是 下 降幅度 不 同 ， 落差 就是 上 盘下 其
离， ｍ。
层 落 差 最 大 值 在 ６ ３ Ｉ平 均落 差 梯 度 （ 大 落差 值 ０１， Ｔ 最
与最 深 部 地 层所 处 深 度 的 比值 ） ００ ８ ０１６ 比墨 在 ．３ ～ ． ， ４
那 么 ． ｉ ０ｕ ￣ 断层 的落差 可表示 为 从 到 ， ０ １ ｘ
第 １ ７卷 第 ２期
是 Ｍａ ｓ ｅｄ和 Ｃ ｒ ｒ ｈBiblioteka Baidu ９ ６ …提 出的 ， ｎｆ ｌ ｉ ａｔ ｉ ｔ１ ９ ） ｗｇ 负坡度 很 可
能与断 层传播 过程 产生 的重叠 和 连接作 用有关 。
（ 为断层下盘厚度，； 为断层上盘厚 ＩＺ ｍＳ ｈ 度， ；为断层上盘 Ｔ Ｉ
所在深度 ， ； ｎ Ｔ为断 层 落 差 ， ） ｌ Ｉ ｎ
张 焱 林 ， ： 分 辨 率 断 层 落 差 图 的 基 本 原 理 及 其 应 用 等 高
西 哥沿 岸生 长 断层 的平 均落 差梯 度低 ］ 。断面 中的 １ ７ 条 断层 都 已经做 出 了落 差 图 （ 以其 中 ４条 为例 ） 这 些 ， 图的最 主要 特征 是都 比较 陡 ，但 在形 式上 也 有很 多 差
２ 应 用
２１ 断 层 的 多 旋 回 活 动 ．
图 １ Ｔ Ｚ 图建 立 的 基 本原 理 —
Ｚ图是 由地 层 的垂直 落差 与 断层 上盘所 在 深度
为 了 说 明 一 ｚ图在 断层 的多 旋 回活 动 分 析 中 的 应 用效 果 ， Ｗａ ｄ 以 ｎ ａ断层 带 的一 个 １ ｍ 长 的横 断 面 ８ｋ
么 断层 滑 动 比率 和 地貌 演 化 过 程 都 可 以直 接 计 算 出 来 。然而 ， 在缺失 这 些信 息 的情况 下 ， 仅仅 只有地层 厚 度， 也可 以提 供断层 活动 的基 本信息 。
０ ｒ１
式 中： 为 ｉ 一 时 问 间隔 内的持续 时 间 ， 。 到 １ ｍＳ 应 当 明 白 。 ｚ图上 的坡 度 变化 并 不 能 够直 接 与
层 （ 图 １） 见 ａ 。如 果 已知每 个层 位 的年龄 和古 水深 ， 那
在 地 层沉 积 时 问不 确 定 的情 况下 ． 只能 够 获得 岩 层 的厚 度信 息 ， 么 ， ｚ图上 的坡 度 仅 仅 只暗示 与 那
沉 积作 用相关 的 滑动率 ： （） ５
Ｕ ｆＬ・ ｆ
动 历史 。
假 设
和 分 别 代表 到 １ 间 间隔 内断层 上 下 一 时 丁 ＝ ｈ Ｓ ＝ 一 （） ３
盘 地层沉 积物 厚度 ， 那么 ， 根据 断层 落差定 义可 知 ：
Ｚ图上 每一个 时 间间 隔内 的坡 度 可表示 为
＝
前 蚤
（ ４ ）
式 中： 为 ｉ 时期 断层 的落差 ， 表示 ｉ ｍ； 时期 断层 上
为例 。这是一 系列 生长 断层 ， 引 且断 层具有 较小 的落差
的 比值 组成 （ 图 ｌ ） 见 ｂ 。在沉 积 补偿 的情 况 下 ， 断层 落
差 就可 以近 似看作 是断层 在铅 直方 向上 的位移 。 此时 ，
在 到 ｌ的时 间 间隔 内 ， — 断层落差 可 以表 示 为
降幅度 与下 盘下 降幅度之 差 。 在沉 积补偿 的情 况下 ， 可 以把 沉积 作 用看 作是 用 来充 填 断层 活 动形 成 的地貌 ， 此时 。 沉降 幅度等 于沉积 物 的厚度 ， 以用 两盘 的地层 可 厚 度分 别代 表 生长 断层 两盘 的 下降 幅度 。在 此前 提 下 ， Ｚ图解 方 法便 可 较好 地 用 于研 究 生 长 断层 的滑
． ．
的变化 。
根 据 以上 分析 不难 看 出 ，在沉 积速 率一 致 的情况
一
下 ，高 分辨 率断层 落差 图上零 坡 度暗示 了断层 活动 的 静止期 ， 就是 断层生 长指数 等 于 １的时候 ； 也 负坡 度将
／ ｉ ／ ／
ａ ｂ
会 暗示 一个 负 的位 移 ， 如 断层逆 转 ； 外一 种解 释就 例 另
断层活 动联 系起来 。由式 （ ） ５ 可知 ， 在恒 定 的位移 速率 下 ．沉积 速 率 的变化 仅仅 引 起 Ｚ图上坡 度 的变 化 。 因此 ， 落差 图给 出 了断层 垂直 位移 的绝对 量 ， 但坡度 变
化 应 当慎重解 释 ， 除非知 道具 体时 间 ， 且考 虑 了厚度 并
丁 ｄ （） １
（ １０Ｉ） ＜ ０ Ｉ ，分 析 是基 于一个公 开 发表 的高分 辨率 地震 Ｔ 剖面 和 时深转 换 。 断面 中 的 １ ７个 断层较 均 匀地 分 布 在 １ ｉ 的剖 面上 。 相关层 位 的最深 部 ， 得 的断 ８ ｎ长 ｋ 在 测
式 中 ：ｉ 在 ｉ ｄ为 到 一 １的 时 间 间 隔 内断 层 垂 直 位 移 距
盘 所在 的深度 ，ｌ Ｉ。 ｌ
以一个 正 断层为 例 。假设 穿 过 断层有 １套地 层 ］ １ ， （ 图 １ ） 当 ０时 ， 套最 年轻 的地 层设 为第 一个 地 见 ａ。 这 层 面 ． 且 假 定此 时 穿过 断 层 未产 生 地 貌 ： ｉｎ时 ， 并 当 ＝ 这套 较 老 的 地 层 设 为 断 层 产 生 前 最 年 轻 的 一 套 地
断
块
油
气
田
２１ ０ ０年 ３月
１ 基 本 原 理
简单 地 说 ． Ｚ图就 是 断 层 落差 与 深 度 的 二维 折 一
＝
ｄ ｉ
（） ２
线 图 ， 来源 于高分 辨率 地震 资料 （ 一 同相轴 需要 精 它 每
确 到米 ） 因而 地震 解 释 精度 越 高 ， Ｚ图变 化特 点 越 ， 一
其中， ｉ 断层 ∑ｄ 代表 从活动时 到 间ｉ 静止时的 移距 位
离 ，Ｉ １。 Ｔ 要解释 Ｚ图上所 反映 的坡 度 （ Ｏ） Ｌ变化 （ 图ｌ ） 见 ｂ ，
两 盘都 在下 降 ， 只是 下 降幅度 不 同 ， 落差 就是 上 盘下 其
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层 落 差 最 大 值 在 ６ ３ Ｉ平 均落 差 梯 度 （ 大 落差 值 ０１， Ｔ 最
与最 深 部 地 层所 处 深 度 的 比值 ） ００ ８ ０１６ 比墨 在 ．３ ～ ． ， ４
那 么 ． ｉ ０ｕ ￣ 断层 的落差 可表示 为 从 到 ， ０ １ ｘ
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能与断 层传播 过程 产生 的重叠 和 连接作 用有关 。
（ 为断层下盘厚度，； 为断层上盘厚 ＩＺ ｍＳ ｈ 度， ；为断层上盘 Ｔ Ｉ
所在深度 ， ； ｎ Ｔ为断 层 落 差 ， ） ｌ Ｉ ｎ
张 焱 林 ， ： 分 辨 率 断 层 落 差 图 的 基 本 原 理 及 其 应 用 等 高
西 哥沿 岸生 长 断层 的平 均落 差梯 度低 ］ 。断面 中的 １ ７ 条 断层 都 已经做 出 了落 差 图 （ 以其 中 ４条 为例 ） 这 些 ， 图的最 主要 特征 是都 比较 陡 ，但 在形 式上 也 有很 多 差
２ 应 用
２１ 断 层 的 多 旋 回 活 动 ．
图 １ Ｔ Ｚ 图建 立 的 基 本原 理 —
Ｚ图是 由地 层 的垂直 落差 与 断层 上盘所 在 深度
为 了 说 明 一 ｚ图在 断层 的多 旋 回活 动 分 析 中 的 应 用效 果 ， Ｗａ ｄ 以 ｎ ａ断层 带 的一 个 １ ｍ 长 的横 断 面 ８ｋ
么 断层 滑 动 比率 和 地貌 演 化 过 程 都 可 以直 接 计 算 出 来 。然而 ， 在缺失 这 些信 息 的情况 下 ， 仅仅 只有地层 厚 度， 也可 以提 供断层 活动 的基 本信息 。
０ ｒ１
式 中： 为 ｉ 一 时 问 间隔 内的持续 时 间 ， 。 到 １ ｍＳ 应 当 明 白 。 ｚ图上 的坡 度 变化 并 不 能 够直 接 与
层 （ 图 １） 见 ａ 。如 果 已知每 个层 位 的年龄 和古 水深 ， 那
在 地 层沉 积 时 问不 确 定 的情 况下 ． 只能 够 获得 岩 层 的厚 度信 息 ， 么 ， ｚ图上 的坡 度 仅 仅 只暗示 与 那
沉 积作 用相关 的 滑动率 ： （） ５
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假 设
和 分 别 代表 到 １ 间 间隔 内断层 上 下 一 时 丁 ＝ ｈ Ｓ ＝ 一 （） ３
盘 地层沉 积物 厚度 ， 那么 ， 根据 断层 落差定 义可 知 ：
Ｚ图上 每一个 时 间间 隔内 的坡 度 可表示 为
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（ ４ ）
式 中： 为 ｉ 时期 断层 的落差 ， 表示 ｉ ｍ； 时期 断层 上
为例 。这是一 系列 生长 断层 ， 引 且断 层具有 较小 的落差
的 比值 组成 （ 图 ｌ ） 见 ｂ 。在沉 积 补偿 的情 况 下 ， 断层 落
差 就可 以近 似看作 是断层 在铅 直方 向上 的位移 。 此时 ，
在 到 ｌ的时 间 间隔 内 ， — 断层落差 可 以表 示 为
降幅度 与下 盘下 降幅度之 差 。 在沉 积补偿 的情 况下 ， 可 以把 沉积 作 用看 作是 用 来充 填 断层 活 动形 成 的地貌 ， 此时 。 沉降 幅度等 于沉积 物 的厚度 ， 以用 两盘 的地层 可 厚 度分 别代 表 生长 断层 两盘 的 下降 幅度 。在 此前 提 下 ， Ｚ图解 方 法便 可 较好 地 用 于研 究 生 长 断层 的滑
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的变化 。
根 据 以上 分析 不难 看 出 ，在沉 积速 率一 致 的情况
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断层活 动联 系起来 。由式 （ ） ５ 可知 ， 在恒 定 的位移 速率 下 ．沉积 速 率 的变化 仅仅 引 起 Ｚ图上坡 度 的变 化 。 因此 ， 落差 图给 出 了断层 垂直 位移 的绝对 量 ， 但坡度 变
化 应 当慎重解 释 ， 除非知 道具 体时 间 ， 且考 虑 了厚度 并
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式 中 ：ｉ 在 ｉ ｄ为 到 一 １的 时 间 间 隔 内断 层 垂 直 位 移 距
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以一个 正 断层为 例 。假设 穿 过 断层有 １套地 层 ］ １ ， （ 图 １ ） 当 ０时 ， 套最 年轻 的地 层设 为第 一个 地 见 ａ。 这 层 面 ． 且 假 定此 时 穿过 断 层 未产 生 地 貌 ： ｉｎ时 ， 并 当 ＝ 这套 较 老 的 地 层 设 为 断 层 产 生 前 最 年 轻 的 一 套 地
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１ 基 本 原 理
简单 地 说 ． Ｚ图就 是 断 层 落差 与 深 度 的 二维 折 一
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