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[科普中国]-煤系地震地层相

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煤系中反映一套岩层形态、产状和相互关系的地震地层特征。其关键是详细分析地震波场的特性,特别是标志层之间的波场特征,以便划分地震相单元。M. M. Roksandic (1978)和J. A.Andrew (1983)将地震相定义为“一个岩石地层或地震地层单元,或者是这个单元的一部分,它拥有可以区别(或有明显差别)于其它单元的相应地震特征”。通过确定和解释地震相单元,可以推断沉积相、沉积环境和沉积盆地的地质发展史,以及勘探区的工业开采可行性。

地震相单元的标志包括煤系内部反射结构,岩层封闭,单元外形,反射波振幅、频率、连续性以及层速度等。1

反射结构地震反射波的几何图案。用以阐明地层结构。反射结构分为无反射结构和层状反射结构两种基本类型 (图1)。

(1)无反射结构指只有少量反射面,表示均匀而单一的岩性(如均匀的海相页岩)、地层具有极陡倾角或者各种岩性经历了强烈的沉积期后的均匀化作用。

(2)层状反射结构。分为简单层状结构和复杂层状结构。①简单层状结构包括反射面呈平行状排列的和呈发散状排列的结构。平行状排列的结构反映界面稳定下沉条件下的匀速沉积; 发散状排列的结构指示沉积速度变化平缓,沉积面渐倾斜,或者两种因素的组合。②复杂层状结构包括反射面呈斜交形排列的结构、S形排列的结构和杂乱排列的结构。前二者表示沉积面渐进发展。由平缓倾斜浅水区域伸入深水区的特点;斜交形结构的顶部指示沉积能量比较大,且为浅水沉积物,往往是三角洲平原沉积;S形结构表示连续下沉和沉积能量低;杂乱结构中反射面杂乱无序,指示可能是地层在变化剧烈、能量较高的沉积条件下沉积的,或者是连续地层遭受变形破坏。

岩层封闭由反射波配置而显示出来的地震相单元的上部界面和下部界面的接触关系。岩层封闭分为整合、顶超、侵蚀削截、上超和下超等五种基本类型。难以区分上超和下超时,统称底超(图2)。整合是指地震相单元的上、下界面没有地震波反射面的终止现象。其它几种岩层封闭类型都反映不整合接触关系,往往与沉积间断、侵蚀或海平面变化有关。分析界面的接触关系,可以确定侵蚀的存在及其范围,有助于分析沉积盆地的地层层序。

单元外形地震相单元的外部几何形态,可分为席状、席状披盖、楔状、岸滩状、透镜状、丘状和冲积扇。充填型式可分为水道充填、槽地充填、盆地充填和陆坡前缘充填。通过对地震相单元外形的分析,可以推断沉积期的侵蚀程度和古地理景观。

根据地震相单元的特征,地震相一般可概括为平行—发散、前积、丘状—披盖、上超—充填等四种类型。煤系中最常见的是前积。

运用前提目前,地震相分析实际应用尚无统一规范,一般认为其最佳前提条件如下:

(1)解释的关键是有符合客观实际的地质模型。构制地质模型前,全面收集和详细分析从钻孔中获得的原始资料。构制时,既考虑构造状况,也考虑岩相特征。

(2)地震叠加时间剖面的质量高。

(3)测量网密度要比常规构造勘探密,以便确定波场重要特性在平面上的分布,分析地震亚相单元。

(4)有针对性地使用测井成果。主要依据声波测井、密度测井和垂直地震剖面成果编制地震声学模型,作地震地层解释;根据自然电位测井、γ测井、γ-γ测井、电阻率测井粒度资料等进行测井相分析,作为地震相分析基础。

(5)选用合适的地震资料处理方法。除了常用的真振幅恢复、反褶积及具有高精度动静校正的叠加外,还需利用从地震资料中提取的各种参数,主要是通过希尔伯特变换计算出的瞬时动力参数和从记录道反演获得的虚层速度。2

本词条内容贡献者为:

李兵 - 副教授 - 西南大学