地震地層學是把地層學沉積學特別是岩性、岩相的研究成果,運用到地震解釋工作中,把地震資料中蘊藏的地層和沉積特徵的信息充分利用起來,做出系統解釋的方法[1]。地震地層學以反射地震資料為基礎,進行地層劃分對比、判斷沉積環境、預測岩相岩性,主要用於各種沉積礦產,特別是油氣資源的調查勘探[2]

基本概念

編輯

地震反射是由於上下介質物性不同,而造成的反射波,連續的反射同相軸是地震反射面。它和層理面(bedding surface)是平行的。層理面的形成是由於沉積環境的變異,引起上下層沉積物不同,而造成的界面。因此層理面分割了上下層不同的沉積環境。所以平行於時間面。故地震反射面也是平行於時間面.地震反射面的中斷也代表地層的消失尖滅。 地層在地質剖面上所觀察到的削蝕(erosion),頂超(toplap),上超(onlap)及下超(downlap)等沉積構造。在地震剖面均可認出[3]

研究方法

編輯

建立地震層序

編輯

首先建立在地震剖面上認出代表侵蝕不整合面(erosional unconformity)的地震層序界面(seismic sequence boundary)。這層序界面是一個地震反射面,其上有削蝕及上超,其下有頂超及下超等沉積構造。兩地震層序界面之間的層段,為一個地震層序(seismic sequence)單元。這個地震層序上下均爲侵蝕不整合面,代表兩次海退期。中間夾着一次海侵期的沉積物。因此在一個地震層序內, 可再劃分在底部的海退體系(regressive systems tract)。中部為海侵體系(transgressive systems tract)和上部的另一個海退體系。體系的劃分是根據最大海泛面及反射面上超及下超的幾何形狀[4]

地震相描述

編輯

每一體系再按其內含的地震反射參數(結構、連續性、振幅、頻率和層速度等)劃分不同地震相(seismic facies)。 再由不同地震相的平面上的分佈。根據已知沉積環境模式綜合鄰近鑽井資料,預測地震相的岩性[5]

估計相對海平面變化

編輯

一個盆地內的相對海平面升降變化的研究 可由地震剖面上超及頂超位置,推算海平面相對升降變化。相對海平面上升,可由最高上超點為標誌,代表該期海侵最高海面。其下均爲海侵體系。相對海平面靜止期時,沉積物向外海緩坡上堆積,故形成頂超現象。相對海平面下降的幅度,可從一個地震層序的最高上超位置,到上覆地震層序中的的最低上超部位推算[6]

應用推廣

編輯

石油勘探

編輯

早期地震地層學的應用僅限於石油工業界,這是因為高解像度地震數據必須通過複雜的數據採集和處理,而這些技術僅限於石油工業界。 這種高解像度數據能去除繞射和多次波噪聲,使得層序界面在地震記錄上很容易識別。 在 1970 年代末和 1980 年代,在文獻中只有少數與地震地層學相關的學術報告,大多數的研究報告只在石油公司內部流通,專注於石油儲層,蓋層和油源岩的探索[3] [5][7]

全球海平面變化

編輯

由於建立層序界面是地震地層分析的主要要素,因此上超、超超和下超是最早觀察到的沉積特徵之一。 這就啓發對相對海平面變化的研究而最終綜合成全球海平面演變[1][8][9]

盆地演化

編輯

早期學術機構研究盆地演化,通常受到有限的岩石露頭或地層鑽井記錄的資料,其結論是片面的。但區域地震勘探資料能夠提供盆地沉積構造的 3D 透視圖,一旦多道地震數據可供學術機構使用,這就促使許多科研項目專注於盆地演化的研究。 目前各種構造環境中的盆地沉積和構造歷史均有報告。 Pei-Hsin Chen等人於1983年開創了基於地震地層學的南海大陸邊緣發育工作。 高解像度數據能識別第四階沉積旋迴,並揭示低水位扇、低水位楔、海侵系統域和高水位三角洲的存在,而大陸邊緣演變是通過這些沉積單位的重復堆積[10]

弧前盆地的構造歷史也經由Beaudry 和 Moore (1985) 的證明,與大陸架相似,大陸架是在高水位期間,通過橫向及向上積加的向盆地推進[11]

更複雜的盆地演化也經由Boyd 等人於 1993 年在埃克斯茅斯高原(Exmouth Plateau)的報告提出。在這些高解像度的地震資料中可認出克拉通內盆地的演化。其特徵是多次裂谷期-分裂期,及後分裂期的組合,最終以碰撞結束盆地地沉積歷史[12]


參考文獻

編輯
  1. ^ 1.0 1.1 Vail, P.R., et al. 1977 Seismic Stratigraphy and Global Changes of Sea Level in AAPG Memoir 26(DOI:https://doi.org/10.1306/M26490C3)
  2. ^ Sheriff, R.E., and Sheriff, M.S., 1980. Seismic Stratigraphy. ISBN 978-0-934634-51-9, DOI 10.1007/978-94-011-6395-8
  3. ^ 3.0 3.1 Payton, C.E., 1977 Seismic stratigraphy- — Applications to Hydrocarbon Exploration. AAPG memoir 26. ISBN 9781629812052
  4. ^ Berg, O.R. and Woolverton, D.G., 1985.Seismic Stratigraphy II: An Integrated Approach to Hydrocarbon Exploration .AAPG Memoir 39. ISBN 9780891813163
  5. ^ 5.0 5.1 Ramsayer, G.R., 1979. Seismic Stratigraphy, a Fundamental Exploration Tool . Paper presented at the Offshore Technology Conference, Houston, Texas, April 1979. Paper Number: OTC-3568-MS https://doi.org/10.4043/3568-MS
  6. ^ Wilgus C.K. et al ., 1988. Sea-Level Changes: An Integrated Approach SEPM special publication #42. ISBN 978-0-918985-74-3
  7. ^ Smith, W M, and Breyer, J A. Sequence stratigraphy and hydrocarbon exploration,Conference: Annual meeting of the American Association of Petroleum Geologists, Houston, TX, USA, 20 Mar 1988 ,https://www.osti.gov/biblio/6083899頁面存檔備份,存於互聯網檔案館
  8. ^ C.P. Summerhayes(1986)Sealevel curves based on seismic stratigraphy: Their chronostratigraphic significance,Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, Volume 57, Issue 1,Pages 27-41,ISSN 0031-0182,https://doi.org/10.1016/0031-0182(86)90004-0. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0031018286900040)
  9. ^ Andrew D. Miall (1986) Eustatic Sea Level Changes Interpreted from Seismic Stratigraphy: A Critique of the Methodology with Particular Reference to the North Sea Jurassic Record,AAPG Bulletin 70 (2): 131–137.https://doi.org/10.1306/9488563D-1704-11D7-8645000102C1865D
  10. ^ Percy P. H. Chen, Zhi Yuong Chen, Qi Min Zhang; Sequence Stratigraphy and Continental Margin Development of the Northwestern Shelf of the South China Sea. AAPG Bulletin 1993;; 77 (5): 842–862. doi: https://doi.org/10.1306/BDFF8D76-1718-11D7-8645000102C1865D
  11. ^ Desiree Beaudry, Gregory F. Moore; Seismic Stratigraphy and Cenozoic Evolution of West Sumatra Forearc Basin. AAPG Bulletin 1985;; 69 (5): 742–759. doi: https://doi.org/10.1306/AD4627FE-16F7-11D7-8645000102C1865D
  12. ^ Boyd, R., Williamson, P. and Haq, B.U. (1993). Seismic Stratigraphy and Passive-Margin Evolution of the Southern Exmouth Plateau. In Sequence Stratigraphy and Facies Associations (eds H.W. Posamentier, C.P. Summerhayes, B.U. Haq and G.P. Allen). https://doi.org/10.1002/9781444304015.ch29