地震地层学
地震地层学是把地层学和沉积学特别是岩性、岩相的研究成果,运用到地震解释工作中,把地震资料中蕴藏的地层和沉积特征的信息充分利用起来,做出系统解释的方法[1]。地震地层学以反射地震资料为基础,进行地层划分对比、判断沉积环境、预测岩相岩性,主要用于各种沉积矿产,特别是油气资源的调查勘探[2]。
基本概念
编辑地震反射是由于上下介质物性不同,而造成的反射波,连续的反射同相轴是地震反射面。它和层理面(bedding surface)是平行的。层理面的形成是由于沉积环境的变异,引起上下层沉积物不同,而造成的界面。因此层理面分割了上下层不同的沉积环境。所以平行于时间面。故地震反射面也是平行于时间面.地震反射面的中断也代表地层的消失尖灭。 地层在地质剖面上所观察到的削蚀(erosion),顶超(toplap),上超(onlap)及下超(downlap)等沉积构造。在地震剖面均可认出[3]。
研究方法
编辑建立地震层序
编辑首先建立在地震剖面上认出代表侵蚀不整合面(erosional unconformity)的地震层序界面(seismic sequence boundary)。这层序界面是一个地震反射面,其上有削蚀及上超,其下有顶超及下超等沉积构造。两地震层序界面之间的层段,为一个地震层序(seismic sequence)单元。这个地震层序上下均为侵蚀不整合面,代表两次海退期。中间夹着一次海侵期的沉积物。因此在一个地震层序内, 可再划分在底部的海退体系(regressive systems tract)。中部为海侵体系(transgressive systems tract)和上部的另一个海退体系。体系的划分是根据最大海泛面及反射面上超及下超的几何形状[4]。
地震相描述
编辑每一体系再按其内含的地震反射参数(结构、连续性、振幅、频率和层速度等)划分不同地震相(seismic facies)。 再由不同地震相的平面上的分布。根据已知沉积环境模式综合邻近钻井资料,预测地震相的岩性[5]。
估计相对海平面变化
编辑一个盆地内的相对海平面升降变化的研究 可由地震剖面上超及顶超位置,推算海平面相对升降变化。相对海平面上升,可由最高上超点为标志,代表该期海侵最高海面。其下均为海侵体系。相对海平面静止期时,沉积物向外海缓坡上堆积,故形成顶超现象。相对海平面下降的幅度,可从一个地震层序的最高上超位置,到上覆地震层序中的的最低上超部位推算[6]。
应用推广
编辑石油勘探
编辑早期地震地层学的应用仅限于石油工业界,这是因为高分辨率地震数据必须通过复杂的数据采集和处理,而这些技术仅限于石油工业界。 这种高分辨率数据能去除衍射和多次波噪声,使得层序界面在地震记录上很容易识别。 在 1970 年代末和 1980 年代,在文献中只有少数与地震地层学相关的学术报告,大多数的研究报告只在石油公司内部流通,专注于石油储层,盖层和油源岩的探索[3] [5][7]。
全球海平面变化
编辑由于建立层序界面是地震地层分析的主要要素,因此上超、超超和下超是最早观察到的沉积特征之一。 这就启发对相对海平面变化的研究而最终综合成全球海平面演变[1][8][9]。
盆地演化
编辑早期学术机构研究盆地演化,通常受到有限的岩石露头或地层钻井记录的资料,其结论是片面的。但区域地震勘探资料能够提供盆地沉积构造的 3D 透视图,一旦多道地震数据可供学术机构使用,这就促使许多科研项目专注于盆地演化的研究。 目前各种构造环境中的盆地沉积和构造历史均有报告。 Pei-Hsin Chen等人于1983年开创了基于地震地层学的南海大陆边缘发育工作。 高分辨率数据能识别第四阶沉积旋回,并揭示低水位扇、低水位楔、海侵系统域和高水位三角洲的存在,而大陆边缘演变是通过这些沉积单位的重复堆积[10]。
弧前盆地的构造历史也经由Beaudry 和 Moore (1985) 的证明,与大陆架相似,大陆架是在高水位期间,通过横向及向上积加的向盆地推进[11]。
更复杂的盆地演化也经由Boyd 等人于 1993 年在埃克斯茅斯高原(Exmouth Plateau)的报告提出。在这些高分辨率的地震资料中可认出克拉通内盆地的演化。其特征是多次裂谷期-分裂期,及后分裂期的组合,最终以碰撞结束盆地地沉积历史[12]。
参考文献
编辑- ^ 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)
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- ^ 3.0 3.1 Payton, C.E., 1977 Seismic stratigraphy- — Applications to Hydrocarbon Exploration. AAPG memoir 26. ISBN 9781629812052
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