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1、地地 震震 相相 分分 析析 入入 门门在石油、煤炭等地下沉积矿产的勘探开发中，沉积相研究具有极为重要的意义。然而，由于目的层深埋于地下，因此所采用的研究手段和研究方法与露头区的沉积相研究相比有很大不同。在地下相分析中只有通过岩石资料才能够观察到目的的沉积相标志，而钻井取心一般都不是连续进行的，并且一口探井的全井取心率往往只有百分之几到百分之十几，这给沉积相研究造成很大困难。利用电测井资料进行测井相分析虽可对全井做出连续的沉积相解释，但其多解性较强，因此除上述两种资料外，还迫切需要从其它资料中获取更多的信息以提高沉积相解释的准确性。更重要的是，即使单井相分析的资料足够充分，但采用传统研究方法所
2、得到的毕竟只是一部分信息，而如地层叠置模式、沉积体外形等重要信息并没有利用。进一步看，即使解释完全正确，但毕竟只是“一孔之见” 。要想进一步掌握沉积相的平面展布特征就必须有大量的足够密集的钻孔，而这在勘探阶段恰恰难以满足。因此迫切需要一种仅用少量钻孔就能较好地掌握沉积相平面变化特征的新手段、新方法。地震相分析正是为满足上述迫切需要而产生的。地震相就是在地震反射时间剖面上所表现出来的反射波的面貌。地震相分析则是根据地震相特征进行沉积相的解释推断。在石油勘探及某些煤田、盐矿勘探中，地震勘探资料是必不可少的重要基础资料。这些资料一般在勘探初期就可获得，且一般都能覆盖整个盆地，其中具有极为丰富的地层、
3、构造和沉积相信息，因此是地下地质分析中极为宝贵的基础资料。地震相分析作为地震地层学的一个重要组成部分，诞生于 1977 年左右，并在世界上迅速传播。十几年来它在广泛的实践中不断发展完善，已成为地下相分析不可缺少的锐利武器。地震相必须在一定的地震单元内部进行。最重要的地震地层单元是层序，它被定义为相对整一的，成因上有联系的，其顶部和底部以不整合面及与之可对比的整合面为界的一套地层，主要根据地震剖面上的上超，削蚀及退覆型顶超来划分。在层序内部可进一步细分为体系域（或准层序组） ，体系域以重大海侵面为界，这一界面在地震剖面上表现为很强的连续反射同相轴，并在界面上下伴生有下超、视消截和前积型顶超等现象
4、。每个体系域都具有独特的沉积体系及其组合的特征，因此应以体系域作为地震相分析的基本地震地层单元。一、地震相标志的基本类型一、地震相标志的基本类型地震相标志是地震相分析的基础，所谓地震相标志是准层序组内部那些对地震剖面的面貌有重要影响，并且具有重要沉积相意义的地震反射特征。它有两种类型，即地震反射结构、地1震反射构型。1地震反射结构地震反射结构在沉积相标志中，沉积结构是指沉积岩各个组成部分的形态特点。例如碎屑岩的结构包括三方面内容：即碎屑颗粒本身的特点（如粒度、分选） ，胶结物的特点以及碎屑与胶结物的关系。与之类似，地震反射结构是指地震剖面的各个组成部分（即同相轴）的物理地震学特征，包括其视振幅
5、、视周期（视频率） 、连续性三个方面。（）视振幅视振幅反映了其相应地下界面反射系数的大小。对于相同的入射波而言，地震反射系数越大则产生的反射波的振幅越强。反射系数的大小由界面上下岩层的波阻抗差所决定。波阻抗是岩层的密度 与速度 V 的乘积。波阻抗与岩性有着密切的关系，一般说来泥岩波阻抗较低，砂岩波阻抗居中，碳酸盐岩波阻抗较高。因此视振幅的大小最终可归结为界面上，下岩性差别的表现（图 1） 。图图 1 1 地震波形的振幅分级地震波形的振幅分级（）视周期视周期（视频率）反映了反射界面之间间距的大小。间距越大，则它们各自产生的反射波之间的时间差越大，即相当于视周期越大。反之间距越小则视周期越小。当界
6、面间距小于入射地震波的/主波长时，两个界面形成的反射波将相互叠加成为一个复合波，从而无法将两个界面区分开，这就是地震波的垂向分辨率。习惯上人们在地震相描述时更喜欢用视频率这一术语。由于视频率是视周期的倒数，因此其地质意义从本质上讲是相同的，只不过视周期越长则视频率越低而已（图 2） 。2图图 2 2 地震波形的周期分级地震波形的周期分级（）连续性连续性是指同相轴的视振幅以及视频率在横向上的稳定程度。根据以上讨论不难理解它所反映的是界面上、下岩性差别或界面间距在横向上的稳定程度。在定性描述时，不论对视振幅、视频率还是连续性都可分为三至五个等级，分别为高、中、低或高、较高、中、较低、低。根据这三个
7、方面的特点可描述地震反射结构，并可划分不同的地震反射结构类型（图 3） 。图图 3 3 地震波形的连续性分级地震波形的连续性分级（）描述和命名方法地震反射结构有两种描述和命名方法。当准层序组内部上述三个方法面的特征上、下都比较均匀时，可直接按“视振幅+视频率+连续性”的顺序进行描述和命名，例如“强振幅高频高连续性反射结构” ，当以上特征上、下 不均匀时，则可在上述命名基础上加上垂向上的变化特点进行描述和命名，例如“振幅向上增强反射结构” 。2地震反射构型地震反射构型在沉积相标志中，沉积构造是指沉积岩各个部分的空间排列方式。与之类似，地震反射构型是指地震剖面中的各个组成部分（即同相同轴）的空间排
8、列方式，它在形态上与层理构造十分相似，例如平行反射构型类似于水平层理；前积反射构型类似于交错层理等，从而在某种意义上可将其看做是“超巨型”的层理。但它们在成因机制上有着本质区别。层理构造反映是水流体制和物质组分粒度特征的变化，而地震反射构型则是厚度大致与准层序（以海洋洪水面为3界的地层单元）或成因层（以沉积环境突变面为界的地层单元）相当的岩层的叠加模式的直接表现，反映的是宏观沉积作用的性质和沉积补偿状况等。它们都在沉积相解释推断中具有重要意义。地震反射构型讨论的是同相轴之间的几何关系，属于几何地震学信息。而地震反射结构讨论的是同相轴的物理特征，属于物理地震学信息。前者受地震波采集和处理过程的影
9、响很小，因此比较可靠，但它只能反射宏观地质特征，如扇体、三角洲等，比较粗略。后者受采集、处理的影响很大，可靠性较差，但在资料可靠的情况下能反映更细致的地质特征，如岩性变化等。因此在地震相分析中应根据它们各自的特点合理应用。3非地质影响因素非地质影响因素需要指出的是以上分析仅仅讨论了影响视振幅、视频率和连续性的地质因素。实际上它们作为地震波的物理地震学特点还与地震波的激发条件、传播过程、接收条件，以及资料处理中的流程和参数选择有密切联系，影响因素极为复杂。这些影响有时十分强烈，以至于将地质因素的影响掩盖掉。因此必须对这些非地质影响因此有所了解，才不至于被假象所蒙蔽。非地质影响因素可分为两类：一类
10、是自然因素，如地震波在传播过程中的能量损失和视频率损失，地下岩层的构造复杂情况等。前者使地震波的振幅随深度而逐渐减小，频率特性也发生显著变化，主频逐渐降低。后者使地震波的传播路径发生剧烈变化，从而使反射波性质也出现复杂变化；另一类是人为因素，如地震波的激发效果、采集效果、处理效果等。在同一测线上采用不同的观测方法，或采用不同的处理方法，则剖面上的视振幅、视频率和连续性会有很大不同，表现为不同的地震反射结构特点。其中视振幅与地震波的激发能量，检波器的偶合情况、干扰波的压制效果、静校正的效果、水平叠加和偏移处理的效果、动平衡和相干加强的效果以及显示比例因子的选择等均有密切关系。而视频率则与激发出的
11、地震波的频率特性、检波器的组合方式和采样间隔、滤波频率参数的选择、反褶积的效果等有密切关系。至于连续性，因它反映的是视振幅与视频率的横向稳定程度，因此与上述各种因素均有关系。作为一个高级地震解释人员必须对以上因素有充分的了解，可参考有关地震勘探的教材。一个初学者则主要应掌握两个原则：一是用于地震反射结构分析剖面应是采用相同的采集和处理方法获取的，质量应是合格的，切忌将用不同采集处理方法得到的剖面混在一起使用；二是在分析中着重考虑视振幅、视频率和连续性在同一地层单元内的横向相对变化，而不必过分重视它们的绝对值大小。采用这两个原则实际上相当于对地震剖面进行了归一化处理，在一定程度上了消除各种非地质
12、因素的影响。综上所述，在地震相分析中有两种基本的地震相标志，它们分别具有不同的地质意义，因此应当相互配合使用。下面将分别介绍它们的具体类型及地质意义。4需要注意的是，在国内一些地震地层学教材中将含义为同相轴的排列方式特征的“Seismic configuration”一词译为“地震反射结构” ，这与人们对“结构”概念的理解是不吻合的。故在此一律采用地震反射构型的术语。此外在国内外的地震地层学文献中对地震反射构型的术语使用的不很严格，把完全是根据同相轴的物理地震学特征所定义的一些地震相特征也称为某某反射构型，如无反射构型等，这与它所下的定义自相矛盾。因此我们根据“结构”与“构型”的一般定义，将同
13、相轴的物理地震学特征称为地震反射结构，而将同相轴的排列方式称为地震反射构型。二、地震反射结构二、地震反射结构在两种地震相标志中，以地震反射结构的类型为最多。按三类物理地震学特征，每类有三种状态计，可出现 27 种组合形式。若它们在垂向上分布不均匀，则描述出的类型就会更多。在此我们仅仅介绍几种典型的地震反射结构。1杂乱反射结构（强振幅低连续结构）杂乱反射结构（强振幅低连续结构）由于视频率的影响因素很多，干扰因素的影响往往比地质因素更强，因此除了其地质意义特别重要的少数场合，一般可不考虑视频率的特点。杂乱反射结构的基本特征就是振幅很强，但又不连续，故显得很杂乱（图 4） 。振幅强意味着岩性或岩层厚
14、度横向变化剧烈，从而反射系数横向上变化很大。这种反射结构往往发育于冲积扇，陡崖浊积扇、海底扇等扇体中，或者由于重力滑动或构造变动而强烈变形了的地层里。由于重力滑由于重力滑动动或构造或构造变动变动而而强强烈烈变变形了的地形了的地层层海底扇的重力滑塌海底扇的重力滑塌变变形造成的形造成的杂杂乱反射乱反射图图 4 4 杂乱反射结构（强振幅低连续结构）杂乱反射结构（强振幅低连续结构）2无反射结构（极低振幅中连续性结构）无反射结构（极低振幅中连续性结构）其基本特征就是振幅极低，几乎看不出同相轴的存在。在这种情况下很难评价连续性的好坏，故笼统地称之为中连续性（图 5） 。形成无反射结构的根本原因是岩性均一、
15、形不成反射界面。这与岩性本身无直接关系，巨厚的深湖相泥岩，滨海相砂岩、陆棚相灰岩、白云岩以及泥质沉积很贫乏的辫状河砂岩中都可发育这种反射结构。它们的岩性差别很大，但都在宏观上都很均一。5图图 5 5 无反射结构（极低振幅中连续性结构）无反射结构（极低振幅中连续性结构）3三高反射结构（高振幅、高频、高连续性结构）三高反射结构（高振幅、高频、高连续性结构）其特征是振幅、频率、连续性都很高。图 6 为典型的三高反射结构。振幅高意味着界面上、下岩性差异大。频率高意味着层厚较薄且频繁交替，连续性高则意味着岩性和岩层厚度横向上很稳定，它是浊积砂发育的深海相、深湖相、或者薄煤层稳定发育的浅湖沼泽相的典型特征
16、。图图 6 6 三高反射结构（高振幅、高频、高连续性结构）三高反射结构（高振幅、高频、高连续性结构）4向上增强反射结构向上增强反射结构其基本特征是振幅在下部较弱，而向上显著增强（图 7） 。这表明在下部岩性较均一，而向上岩性差别增大。通常在反旋回的沉积相组合中，如三角洲、海退期陆棚沉积等容易形成这种反射结构。综上所述，只要抓住振幅强弱与界面上、下岩性差别大小相对应；频率高低与岩层厚薄相对应；连续性好坏与岩体及岩层厚度的横向稳定性相对应这一关键，再根据对不同沉积相单元中的岩性差异特点，横向变化特点和旋回性特点的理解，就可以进行初步的沉积相解释。然而必须记住，影响地震反射结构的非地质因素很多，它们造成假象是无法避免的，因此还必须充分利用其它两类地震相标志。通过综合分析，去伪存真。6图图 7 7 向上增强反射结构向上增强反射结构三、地震反射构型三、地震反射构型常见的地震反射构型有十种类型，它们受地震资料采集、处理过程的影响较小，且一般都具有显著的沉积相意义，因此在地震相分析中占十分重要的地位。1平
