1、第五章第五章 地震资料的地层学解释地震资料的地层学解释第五章第五章 地震资料的地层学解释地震资料的地层学解释某地区第三系测井对比剖面某地区第三系测井对比剖面与左图对应的合成地震剖面与左图对应的合成地震剖面第一节第一节 地震层序分析地震层序分析 划分地层划分地层是是地质研究地质研究的基础；的基础；划分地震层序划分地震层序是是地地震地层学的基础震地层学的基础一、一、地震层序的概念地震层序的概念1 1什么是地震层序什么是地震层序l地震层序是在地震层序是在地震剖面上可识别出的地震剖面上可识别出的沉积层序；沉积层序；l沉积层序沉积层序是指一个地层单元，它由一套整一的、连续的、是指一个地层单元，它由一套整
2、一的、连续的、成因上有联系的地层成因上有联系的地层所组成的，其顶底是以不整合面或与所组成的，其顶底是以不整合面或与之可对比的整合面为界。之可对比的整合面为界。l划分地震层序的关键：划分地震层序的关键：识别不整合和追踪与之相应的平识别不整合和追踪与之相应的平行不整合或整合。行不整合或整合。即在地震剖面中找出两个相邻的不整合即在地震剖面中找出两个相邻的不整合面，分别追踪到变成整合面的地方，则在这两个变成整合面，分别追踪到变成整合面的地方，则在这两个变成整合面之间的全部地层，就是一个完整的地震层序。面之间的全部地层，就是一个完整的地震层序。沉积层序的厚度一般几十米至几百米，由于地震沉积层序的厚度一般
3、几十米至几百米，由于地震分辨率的限制，在分辨率的限制，在地震剖面上只能划分几十米以地震剖面上只能划分几十米以上的地震层序上的地震层序。用钻井和测井可划分出较小的沉。用钻井和测井可划分出较小的沉积层序。积层序。按层序规模可分三级：按层序规模可分三级：超层序：超层序：从水域最高到最低的位置，包括几个层从水域最高到最低的位置，包括几个层序，往往是区域性的，横向可追踪数百公里；序，往往是区域性的，横向可追踪数百公里；层序：层序：超层序的次一级单元，由水域相对扩大到超层序的次一级单元，由水域相对扩大到缩小引起的，可是局部或区域的；横向可追踪数缩小引起的，可是局部或区域的；横向可追踪数十至数百公里；十至数
4、百公里；亚层序：亚层序：是层序最基本地层单元，常常是局部的；是层序最基本地层单元，常常是局部的；第一节第一节 地震层序分析地震层序分析b层序年龄：层序年龄：一个沉积层序是层序顶底界均为整合面一个沉积层序是层序顶底界均为整合面处的一定处的一定地质时期内沉积地质时期内沉积而成的，这一而成的，这一地质时期称地质时期称为层序年龄。为层序年龄。b层序具有层序具有年代地层意义年代地层意义；同样，；同样，地震层序也具有年地震层序也具有年代地层含义代地层含义。如地震层序示意图。如地震层序示意图 图中，图中，A A、B B之间的全部地层构成了一个沉积层序，从之间的全部地层构成了一个沉积层序，从地层单元地层单元1
5、111到地层单元到地层单元1919之间的地质时期间隔，即为之间的地质时期间隔，即为该层序的年龄。该层序的年龄。 沉积盆地中各沉积层序在时间上先后依次排序；层序沉积盆地中各沉积层序在时间上先后依次排序；层序之间可有沉积间断或侵蚀作用，但在时间上不会重叠之间可有沉积间断或侵蚀作用，但在时间上不会重叠，每个层序都有一定的年代范围。，每个层序都有一定的年代范围。层序的年龄应在上层序的年龄应在上下边界均为整合处量取；下边界均为整合处量取；第一节第一节 地震层序分析地震层序分析层序在沉积盆地中的分布不均衡。向陆一侧层序在沉积盆地中的分布不均衡。向陆一侧( (如图中左如图中左侧侧) )，由于侵蚀或位于沉积基
6、准面之上，产生沉积物缺失；，由于侵蚀或位于沉积基准面之上，产生沉积物缺失；在盆地内部在盆地内部, ,由于沉积物供应不足而造成由于沉积物供应不足而造成“饥饿性饥饿性”间断。间断。一个沉积层序主要由侧向加积作用形成，开始时沉积物一个沉积层序主要由侧向加积作用形成，开始时沉积物局限在盆底边缘，分布面积较小，随后逐渐向盆地内推局限在盆底边缘，分布面积较小，随后逐渐向盆地内推进扩大；大部分沉积物是在沉积基准面不断上升的过程进扩大；大部分沉积物是在沉积基准面不断上升的过程中沉积的；中沉积的；水侵（水位上升）时，沉积物向陆地方向超覆；水退水侵（水位上升）时，沉积物向陆地方向超覆；水退（水位下降）时，沉积物向
7、盆地方向推进。（水位下降）时，沉积物向盆地方向推进。一个地震层序的全部地层是在特定的地质时代沉积形成一个地震层序的全部地层是在特定的地质时代沉积形成的，其成因与构造运动有关；的，其成因与构造运动有关；第一节第一节 地震层序分析地震层序分析 二、地震层序的划分二、地震层序的划分构造解释选择层位是着眼于构造解释选择层位是着眼于反射的连续性反射的连续性，而地震地层，而地震地层学解释的分层着眼点则是学解释的分层着眼点则是寻找不整合面寻找不整合面。1 1层序的接触关系层序的接触关系层序之间的接触关系分两大类：层序之间的接触关系分两大类：整合或整一关系（协调关系）：上下地层之间没有明显的沉积整合或整一关系
8、（协调关系）：上下地层之间没有明显的沉积间断或侵蚀作用，是连续沉积的；间断或侵蚀作用，是连续沉积的；不整合或不整一关系（不协调关系）：上下地层之间存在明显不整合或不整一关系（不协调关系）：上下地层之间存在明显沉积间断，甚至有构造运动造成的侵蚀作用，且存在一定角度。沉积间断，甚至有构造运动造成的侵蚀作用，且存在一定角度。 在不整一关系中，地层与上覆地层的接触关系又为分在不整一关系中，地层与上覆地层的接触关系又为分削截和顶超削截和顶超两种；地层与下伏地层的接触关系又分为两种；地层与下伏地层的接触关系又分为上上超和下超超和下超两种。两种。 . .侵蚀削截（削蚀）侵蚀削截（削蚀） 是侵蚀作用造成的地层
9、侧向中断，代表由于构造运动是侵蚀作用造成的地层侧向中断，代表由于构造运动（区域抬升或褶皱运动）成侵蚀性间断（图（区域抬升或褶皱运动）成侵蚀性间断（图18-56e18-56e、f f）. .顶超顶超地层以很小的角度，逐步收敛与上覆地层相接触，它和削地层以很小的角度，逐步收敛与上覆地层相接触，它和削截并无截然界线。截并无截然界线。顶超顶超代表一种时间不长的与沉积作用差不多同时发生的侵代表一种时间不长的与沉积作用差不多同时发生的侵蚀间断，也称作冲蚀不整合，其实质是一种退复接触关系蚀间断，也称作冲蚀不整合，其实质是一种退复接触关系（图（图18-56g18-56g、h h）。）。上超上超上超是一套水平（
10、或微倾斜）的地层逆原始沉上超是一套水平（或微倾斜）的地层逆原始沉积面向上的超覆尖灭，它代表水域不断扩大逐积面向上的超覆尖灭，它代表水域不断扩大逐步超覆的沉积现象。步超覆的沉积现象。 下超下超下超是一套地层沿原始沉积面向下超覆，代表一股携下超是一套地层沿原始沉积面向下超覆，代表一股携带沉积物的水流在一定方向上的前积作用，其下伏不带沉积物的水流在一定方向上的前积作用，其下伏不整合面在早期可能有一部分是侵蚀面，或原是无沉积整合面在早期可能有一部分是侵蚀面，或原是无沉积面，后来又变成携带沉积物的水流的沉积表面。面，后来又变成携带沉积物的水流的沉积表面。 在一个盆地范围内，沉积作用并不是任何地点都在一个
11、盆地范围内，沉积作用并不是任何地点都是均匀沉积的：是均匀沉积的：l靠岸边接近物源处经常有较多的沉积物输入；靠岸边接近物源处经常有较多的沉积物输入；l离岸较远处，物源供应不足；更远处可能完全没离岸较远处，物源供应不足；更远处可能完全没有沉积作用发生，形成有沉积作用发生，形成“饥饿地带饥饿地带”。l因此，上超又可分为近端上超和远端上超。因此，上超又可分为近端上超和远端上超。l在上超、下超发生尖灭的地方，分别又称为上超在上超、下超发生尖灭的地方，分别又称为上超点和下超点。点和下超点。l上超点和下超点有时难以区分，统称底超。上超点和下超点有时难以区分，统称底超。 2 2地震层序的划分地震层序的划分 根
12、据上述四种接触关系的特征，在时间剖面上确定不整合面根据上述四种接触关系的特征，在时间剖面上确定不整合面，划分出各地震层序。，划分出各地震层序。 下图中，下图中，ABAB和和CDCD分别是从地震剖面解释出的地震层序的顶界分别是从地震剖面解释出的地震层序的顶界和底界。在地震层序内部各地层间都是互相整合的连续沉积。和底界。在地震层序内部各地层间都是互相整合的连续沉积。 地震层序的顶部和底部，可以有三种接触关系：顶界地震层序的顶部和底部，可以有三种接触关系：顶界ABAB，其，其中中E E处是整合，处是整合，F F处是顶超，处是顶超，G G处是侵蚀。底界处是侵蚀。底界CDCD，其中，其中H H和和I I
13、处是处是上超，上超，J J处是整合，处是整合，K K处是下超。处是下超。实际划分地震层序时，除应选择一些典型剖面实际划分地震层序时，除应选择一些典型剖面和建立压缩剖面的骨干测网，还要做到以下几和建立压缩剖面的骨干测网，还要做到以下几点：点：l 应从沉积中心向边缘扩展，以比较全面反映地应从沉积中心向边缘扩展，以比较全面反映地层接触关系。层接触关系。l 应可能避开断层，避开沉积过薄的隆起区或剥应可能避开断层，避开沉积过薄的隆起区或剥蚀区。蚀区。l 当有几个沉积中心时，在每个沉积中心选一二当有几个沉积中心时，在每个沉积中心选一二测线进行分析，以查清各凹陷沉积历史的差异。测线进行分析，以查清各凹陷沉积
14、历史的差异。l 逐条剖面对比地震层序，并做到交点的闭合。逐条剖面对比地震层序，并做到交点的闭合。 3 3、界面接触关系图的编制、界面接触关系图的编制通常采用分式编码方式在平面上标出某一界面的接触关系，分母代表界面下的接触关系；分子代表界面上的接触关系。例如根据各条剖面所划分的地震层序，把一个层序顶部和底部的各种接触关系的分布范围分别标在两张平面图上。通过这两张图可了解该区的沉积环境及其发展史。平行平行下超下超、削截削截上超上超、平行平行上超上超第二节第二节 海平面相对变化分析海平面相对变化分析 海平面的升降变化反映了构造运动，也控制了水体中各种沉海平面的升降变化反映了构造运动，也控制了水体中各
15、种沉积环境和岩相的分布。海岸线附近的岩相分布可以大体分为三积环境和岩相的分布。海岸线附近的岩相分布可以大体分为三个带：个带：高潮面与有效波浪底面之间是滨海相带；高潮面与有效波浪底面之间是滨海相带；由滨海相由滨海相带向海洋方向为海相带；带向海洋方向为海相带；海岸线向陆地方向的陆相沉积是海海岸线向陆地方向的陆相沉积是海岸相带。岸相带。这个带面积相当广阔，构成了现今的海岸平原。这个这个带面积相当广阔，构成了现今的海岸平原。这个相带对下伏老地层超覆的最远点称为上超点，相带对下伏老地层超覆的最远点称为上超点，从上超点到海岸线的垂直距离称为从上超点到海岸线的垂直距离称为海岸沉积量海岸沉积量；从上超点到海岸
16、线的水平距离叫做从上超点到海岸线的水平距离叫做海岸进侵量海岸进侵量。 决定海进与海退的是决定海进与海退的是海岸线位置的进侵和退出；海岸线位置的进侵和退出； 决定海平面升降的却是决定海平面升降的却是上超点的前进和后退上超点的前进和后退。 当海平面上升时，上超点不断向陆地方向推进，但海当海平面上升时，上超点不断向陆地方向推进，但海岸线却随沉积物供应多寡不同而出现岸线却随沉积物供应多寡不同而出现海进、海退和海岸海进、海退和海岸线停滞不动线停滞不动等三种情况。等三种情况。l 当海平面不动时，上超点维持不动，沉积基准面维持当海平面不动时，上超点维持不动，沉积基准面维持不动，而海岸线却因沉积物的不断补充而
17、海退，在不同不动，而海岸线却因沉积物的不断补充而海退，在不同时期沉积的地层顶部，出现一个水平的顶超现象。时期沉积的地层顶部，出现一个水平的顶超现象。l 当海平面下降时，可能出现两种情况。一种是海平面当海平面下降时，可能出现两种情况。一种是海平面迅速下降，老的沉积物来不及全部侵蚀，从而出现上超迅速下降，老的沉积物来不及全部侵蚀，从而出现上超点的向下转移。另一种是海平面下降缓慢，处于新海平点的向下转移。另一种是海平面下降缓慢，处于新海平面以上的沉积物全部遭到侵蚀，则可能出现斜坡型削蚀面以上的沉积物全部遭到侵蚀，则可能出现斜坡型削蚀的地层模式。的地层模式。 第三节第三节 地震相分析地震相分析 1 1
18、、地震相分析概述、地震相分析概述 1 1） 地震相的概念地震相的概念 沉积相：沉积相：在一定的沉积环境里形成一定的沉积物，沉在一定的沉积环境里形成一定的沉积物，沉积物的特征反映了沉积环境的变化，地质上把沉积物积物的特征反映了沉积环境的变化，地质上把沉积物特征的总和称为特征的总和称为沉积相沉积相。 地震相：地震相：把沉积物在地震反射剖面上所反映的主要特把沉积物在地震反射剖面上所反映的主要特征的总和叫做地震相。征的总和叫做地震相。 岩相的变化会引起反射波的一些物理参数的改变。因岩相的变化会引起反射波的一些物理参数的改变。因此，地震相可以一定程度地表现岩相的特征；此，地震相可以一定程度地表现岩相的特
19、征； 把同一地震层序中，具有相似地震地层参数的单元，把同一地震层序中，具有相似地震地层参数的单元，划为同一地震相。划为同一地震相。 地震相单元和地质相单元可以一致，也可以不同，其地震相单元和地质相单元可以一致，也可以不同，其原因是：原因是： 地震记录受到分辨率的限制，往往不能象地质上那地震记录受到分辨率的限制，往往不能象地质上那样分辨出过细的变化特征；样分辨出过细的变化特征； 地质上相的变化因素，有些在地震上并不能反映出地质上相的变化因素，有些在地震上并不能反映出来，如岩石的颜色、所含的化石等等。来，如岩石的颜色、所含的化石等等。 地震资料还会受到采集、处理和物理等非地质因素地震资料还会受到采
20、集、处理和物理等非地质因素的影响。因此，用于做地震相分析的地震剖面，还应是的影响。因此，用于做地震相分析的地震剖面，还应是“三高三高”剖面。剖面。 2 2）地震相分析的理论基础）地震相分析的理论基础 地震地层参数地震地层参数地质上划分沉积相是根据沉积的地质上划分沉积相是根据沉积的物理、生物和化学物理、生物和化学等特等特征，地震上划分相主要是根据征，地震上划分相主要是根据地震反射的系数地震反射的系数。 所谓所谓地震相分析地震相分析，就是由，就是由测线到平面测线到平面分析分析地震地层参数的地震地层参数的变化。变化。把同一地震层序中具有把同一地震层序中具有相似参数的地层单元连接起相似参数的地层单元连
21、接起来来，作出地震相的平面分布图，然后对它进行解释，把它，作出地震相的平面分布图，然后对它进行解释，把它转化成转化成沉积相沉积相，从而发现有意义的含油气沉积相带。，从而发现有意义的含油气沉积相带。地震地层参数：地震地层参数：除除物理参数物理参数外，还包括地震外，还包括地震反射外形、反反射外形、反射内部结构、顶底接触关系射内部结构、顶底接触关系等几何参数。等几何参数。 沉积体系（岩相的分布关系）沉积体系（岩相的分布关系） 2 2、地震相划分标志、地震相划分标志 地震相的划分主要是依据各种地震地层参数，所反映的地震相的划分主要是依据各种地震地层参数，所反映的沉积相特征叙述如下：沉积相特征叙述如下：
22、 1 1）几何参数）几何参数 内部反射结构：内部反射结构：把地震剖面上层序内反射波之间的延伸情把地震剖面上层序内反射波之间的延伸情况和相互关系称为内部反射结构。况和相互关系称为内部反射结构。 平行、亚平行反射结构平行、亚平行反射结构：是指反射层呈水平延伸或微微倾是指反射层呈水平延伸或微微倾斜，它是在均匀沉降的陆棚或均匀沉降的盆地中，由匀速的斜，它是在均匀沉降的陆棚或均匀沉降的盆地中，由匀速的沉积作用形成。沉积作用形成。 发散反射结构发散反射结构：往往出现在楔形单元中，相邻两个反射层的往往出现在楔形单元中，相邻两个反射层的间距向同一方向逐渐倾斜，它反映在下陷中的不均衡沉积。间距向同一方向逐渐倾斜
23、，它反映在下陷中的不均衡沉积。 前积反射结构：前积反射结构：前积结构反映某种携带沉积物的水流，在向前积结构反映某种携带沉积物的水流，在向前推进过程中，由前积作用产生的反射结构。一般可分顶积前推进过程中，由前积作用产生的反射结构。一般可分顶积层、前积层和底积层。前积层上部反射振幅很强，往往由砂层、前积层和底积层。前积层上部反射振幅很强，往往由砂岩组成，它的每个反射都随着振幅的改变延伸到中间部分。岩组成，它的每个反射都随着振幅的改变延伸到中间部分。 杂乱状结构杂乱状结构：是不连续、不规则的反射结构。：是不连续、不规则的反射结构。无反射无反射：反映了沉积的连续性，如：厚度较大、快速：反映了沉积的连续
24、性，如：厚度较大、快速和均匀的泥岩沉积、或均质的、无层理、高度扭曲的和均匀的泥岩沉积、或均质的、无层理、高度扭曲的砂岩、泥岩、岩盐、礁和火成岩体等。砂岩、泥岩、岩盐、礁和火成岩体等。外部几何形态：外部几何形态：是指地震相单元的外形，它对了解是指地震相单元的外形，它对了解单元的生成环境、沉积物源、地质背景及成因有着重单元的生成环境、沉积物源、地质背景及成因有着重要意义。外部几何形态可分为以下几种类型：席状、要意义。外部几何形态可分为以下几种类型：席状、席状披盖、楔形、滩状、透镜状、滩状、透镜状、丘席状披盖、楔形、滩状、透镜状、滩状、透镜状、丘形充填型等。形充填型等。 顶界和底界接触关系顶界和底界
25、接触关系地震相在顶界和底界的接触关系，反映了沉积周期和地震相在顶界和底界的接触关系，反映了沉积周期和沉积物的流向。沉积物的流向。 2 2）物理参数）物理参数 振幅振幅 振幅直接与波阻抗差有关，因此振幅会随波阻抗差的大小发振幅直接与波阻抗差有关，因此振幅会随波阻抗差的大小发生变化。根据振幅的大小可分为强、中、弱三级生变化。根据振幅的大小可分为强、中、弱三级。 振幅的快速变化说明二组地层之中的一层或二组地层的性质振幅的快速变化说明二组地层之中的一层或二组地层的性质发生了变化。它往往发生在高能沉积环境中。相反，振幅在大发生了变化。它往往发生在高能沉积环境中。相反，振幅在大面积内是稳定的，说明地层和上
26、覆、下伏地层岩性之间连续性面积内是稳定的，说明地层和上覆、下伏地层岩性之间连续性良好；往往产生在低能沉积环境中。良好；往往产生在低能沉积环境中。 连续性连续性 连续性直接与地层本身的连续性有关，连续性愈高，沉积的连续性直接与地层本身的连续性有关，连续性愈高，沉积的能量愈低，沉积条件就愈是与相对低的能级有关。按同相轴连能量愈低，沉积条件就愈是与相对低的能级有关。按同相轴连续排列的长短为好、中、差三类：续排列的长短为好、中、差三类：连续性好：同相轴连续性长度大于一个叠加段；连续性好：同相轴连续性长度大于一个叠加段；连续性中：同相轴连续长度接近连续性中：同相轴连续长度接近1/21/2叠加段；叠加段；
27、连续性差：同相轴连续性长度小于连续性差：同相轴连续性长度小于1/31/3叠加段。叠加段。 波形（同相轴的形状）波形（同相轴的形状）按同相轴排列组合的形状分杂乱，波状，平行及复合按同相轴排列组合的形状分杂乱，波状，平行及复合波形。波形。杂乱：同相轴短而无规律；杂乱：同相轴短而无规律；波状：同相轴排列呈波状；波状：同相轴排列呈波状；平行：相邻同相轴排列接近平行；平行：相邻同相轴排列接近平行；复合形：上部波状下部平行。复合形：上部波状下部平行。波形形状稳定或变化缓慢，说明地层稳定，往往产生波形形状稳定或变化缓慢，说明地层稳定，往往产生在低能沉积环境之中。在低能沉积环境之中。如果波形快速变化，说明地层
28、变化迅速，往往产生在如果波形快速变化，说明地层变化迅速，往往产生在高能沉积环境中，如河道沉积，夹带高能沉积环境中，如河道沉积，夹带“砂坝砂坝”和裂隙和裂隙的三角洲平原沉积和接近于浊流和浊流中间的沉积都的三角洲平原沉积和接近于浊流和浊流中间的沉积都可以见到这种情况。可以见到这种情况。 频率频率按相位排列稀疏程度分高、中、低三级。频率横向变按相位排列稀疏程度分高、中、低三级。频率横向变化速度快说明岩性变化大，属高能沉积环境，频率变化化速度快说明岩性变化大，属高能沉积环境，频率变化不大，属低能沉积环境。不大，属低能沉积环境。振幅、频率、连续性的分类综合如图振幅、频率、连续性的分类综合如图(18-64
29、(18-64) )所示。各所示。各地区可以根据本区特点确定其分类标准。地区可以根据本区特点确定其分类标准。几何和物理两类参数在划分地震相中的作用，各地区几何和物理两类参数在划分地震相中的作用，各地区可以是不同的：可以是不同的：一般在斜坡和陆棚边缘地区，几何参数起主要作用；一般在斜坡和陆棚边缘地区，几何参数起主要作用；在平坦部位，物理参数起主要作用。在平坦部位，物理参数起主要作用。通常是先分析地震相的几何参数，识别各地震相所处通常是先分析地震相的几何参数，识别各地震相所处的不同沉积环境，弄清各时期沉积物的来源方向。在这的不同沉积环境，弄清各时期沉积物的来源方向。在这个基础上，进一步分析各地震相的
30、物理参数及其横向变个基础上，进一步分析各地震相的物理参数及其横向变化，把各地震相的具体界限划分出来。化，把各地震相的具体界限划分出来。 3 3、地震相图的编绘和解释、地震相图的编绘和解释a a编绘地震相图的方法编绘地震相图的方法 编绘地震相图通常有以下三种： 分别制作出每个地震层序的所有地震相参数图件，如：振幅强度变化图、连续性品质图、频率变化图、层速度变化图、内部反射结构类型分区图、顶底界面接触类型图等，然后进行综合分析； 选择最能反映沉积特征的主要参数进行编图，所用参数在同一图面的不同相区中不必统一； 在层序划分基础上，主要用地震相几何参数，分出不同相区。采用的地震地层标志方式为：A-B/C；利用上述的任一种方法，对每一个地震层序沿水平方向划分出地震相单元。然后沿测网进行对比，在相交的剖面上，地震相单元应做到闭合。 b b地震相的地质解释地震相的地质解释 地震相的地质解释就是解释地震相所反映的沉积环境，把地震相的地质解释就是解释地震相所反映的沉积环境，把地震相转为沉积相。地震相转为沉积相。
