地震解释样式构造，实习指导书

2024-01-24 百科知识版权反馈

【摘要】：实习一构造样式的地震解释一、实习目的和意义地震解释是开展盆地沉积、构造、储层分析及油气成藏研究的重要基础工作，其核心是依据地震剖面反射特征，应用地震勘探原理、地质学理论及相关技术软件等，赋予地震反射信息明确的地质意义和概念模型。不同构造成因典型构造样式的反射特征识别和构造解释。

实习一　构造样式的地震解释

一、实习目的和意义

地震解释是开展盆地沉积、构造、储层分析及油气成藏研究的重要基础工作，其核心是依据地震剖面反射特征，应用地震勘探原理、地质学理论及相关技术软件等，赋予地震反射信息明确的地质意义和概念模型。

本次实习将通过对不同构造背景下（伸展、挤压、走滑及反转）形成的典型构造样式进行精细构造解释，了解地震剖面的基本信息及其含义，明确开展地震资料构造解释的基本流程，掌握常见构造现象的地震反射特征及其识别标志，理解不同构造样式的发育背景及演化过程，能够独立进行地震资料构造解释以及对解释结果作出合理的地震地质综合分析。

二、实习内容

（1）了解地震剖面的基本信息及其含义，包括剖面要素，横坐标、纵坐标特征及含义，反射同相轴特征等。

（2）地震资料构造解释基本流程，主要包括：资料收集、工区建立、层位标定、层位解释、断层解释、特殊地质现象解释、断裂组合、构造成图。

（3）不同构造成因（伸展、挤压、走滑及反转）典型构造样式的反射特征识别和构造解释。具体包括：①伸展构造。基底反射特征、地堑或半地堑结构特征、边界正断层、潜山构造、地堑、地垒、断阶、牵引构造、不整合面等（实习剖面见附图1）。②挤压构造。基底反射特征、褶皱、逆冲断层特征、断层性质及活动期次、不整合面、地层剥蚀特征、地层超覆特征及其地质意义等（实习剖面见附图2）。③走滑构造。基底反射特征、地层变形情况、走滑断裂产状及平剖面特征、花状构造等（实习剖面见附图3）。④反转构造。基底反射特征、断裂及褶皱、断层性质、活动期次、不整合面、地层剥蚀特征、地层发育特征及其地质意义等（实习剖面见附图4）。

三、实习要求

（1）识别基底、沉积地层和断层的地震反射特征，完成伸展构造地震剖面（附图1）主要地层界面和断层解释，分析其典型构造样式及成因。

（2）识别基底、沉积地层、不整合面和断层的地震反射特征，完成挤压构造地震剖面（附图2）主要地层界面和断层解释，分析其典型构造样式及成因。

（3）识别走滑断层地震反射特征，完成走滑构造地震剖面（附图3）主要地层界面和断层解释，分析其典型构造样式及成因。

（4）识别反转构造、不整合面、断层及地层超覆的地震反射特征，完成反转构造地震剖面（附图4）主要地层界面和断层解释，分析其典型构造样式及成因。

四、实习步骤

（1）观察并了解地震剖面的基本信息及其含义。

（2）了解地震资料构造解释基本流程。

（3）开展课堂讨论，阐述断裂、褶皱、不整合、地层超覆、潜山、反转构造等地质现象的识别标志，识别不同构造成因（伸展、挤压、走滑及反转）典型构造样式的地震反射特征。

（4）分别在剖面图上开展4种构造类型地震剖面的层位及断层解释。

（5）开展课堂讨论，分析4条剖面反映的地质含义并简要阐述各种构造类型地震剖面的地层发育特征、断裂构造样式及构造演化史。

（6）提交地震解释剖面图。

五、实习指导

构造样式是指同一期构造运动或在同一应力环境下所产生的构造变形组合，它们应具有相似或相同的构造特征和变形机理。构造样式分析包括几何学、运动学、动力学和时间四大要素（姚超等，2004）。几何学分析是通过地表观察和地震剖面解释来获得二维及三维构造图像，将各种变形组合的应变场和应力场结合起来；运动学分析是将构造样式置于板块运动背景中，对构造位移变化进行分析；动力学分析主要考虑构造形成机制，刘和甫（1993）以地球动力学背景为基础，强调构造样式与成盆动力学具有一致性，划分出伸展构造样式、压缩构造样式和走滑构造样式三大系统，如拉张环境形成的正断层及其组合——地垒和地堑，挤压环境形成的逆断层及其组合——背冲断块（断背斜、背冲隆起），对冲断块，冲断带等。此外，构造的形成具有一定时限，因此，构造样式不仅具有地区性，而且具有时代性，现今的构造样式既可能是某一特定地质时期构造运动的产物，也可能是多期构造运动叠加改造的产物。表1－1所列构造样式为中国含油气盆地同一期构造变形或同一应力作用下所产生的构造的总和，其中包括受构造应力、浮力和重力作用而形成的挤入构造，以及由其引起的地层剥蚀、尖灭、超覆、不整合等叠加在其上的更加丰富、复杂的构造。

在实习过程中，首先需要对各种盆地类型、板块构造位置、应力场特征、不同动力背景产生的典型构造样式等有个总体了解，在此基础上还应掌握研究地区或解释剖面的大地构造位置、所属盆地类型、地层发育特征、区域应力场的转换情况、不整合面特征、构造演化阶段等地质背景，进而正确高效地指导地震剖面构造解释工作并最终提出一套符合研究区地质规律的合理解释方案。(www.chuimin.cn)

下面对本次实习所涉及的构造类型及其相关的基本地质特征作简要介绍。

1．伸展构造

伸展构造是在水平伸展构造体制下形成的构造系统。马杏垣（1985）根据拉张构造发育于岩石圈演化的不同阶段和不同构造环境，将大型拉张构造划分为：地堑、裂谷、半地堑、盆－岭构造、大型断陷盆地、裂陷槽、滑脱断层及其相关的韧性流动带、岩墙群等，它们构成了不同尺度、不同层次的拉张构造典型样式。含油气盆地基本构造单元——断陷或箕状断陷均是一种大中尺度的拉张构造，而小尺度的构造是盆地内部的拉张构造，它们是油气聚集的有利圈闭场所。常见的断陷或箕状断陷盆地内部典型伸展构造样式包括地堑、地垒、正向或反向断阶、潜山构造、滚动背斜等。

表1－1　中国含油气盆地构造样式分类表（据姚超等，2004）

实习剖面（附图1）选自渤海湾盆地济阳坳陷东营凹陷。渤海湾盆地是中国东部较为典型的中新生代复式断陷盆地，济阳坳陷面积为26 000km2，由东营、惠民、沾化、车镇凹陷和若干凸起组成。东营凹陷位于济阳坳陷的东南部，是济阳坳陷的一个次级构造单元，由民丰洼陷、滨南－利津洼陷、牛庄洼陷、博兴洼陷4个沉积洼陷及多个断裂带（又称中央隆起带或中央背斜隆起带）组成，它东西长90km，南北宽约65km，总面积5 700km2，总体呈现为一北西正断、东南超覆的半地堑盆地（图1－1）。该区新生界自下而上依次发育古近系孔店组（细分为孔三段、孔二段和孔一段）、沙河街组（细分为沙四段、沙三段、沙二段和沙一段）、东营组（细分为东三段、东二段和东一段），新近系明化镇组与馆陶组。

图1－1　东营凹陷构造区划及主要断裂体系分布图

2．挤压构造

挤压构造的动力学背景为板块与板块碰撞形成造山带，在造山带一侧或造山带内部形成挤压型盆地，这些盆地在挤压应力作用下，形成各种样式的挤压构造（杨克绳，2006）。挤压构造主要分布在造山带前缘挤压盆地中，造山带前缘常常成排成带地出现冲断褶皱构造，挤压构造在靠近造山带常有基底卷入，而远离造山带一般只在盖层中滑脱，因此可分为基底卷入型厚皮构造和盖层滑脱型薄皮构造。常见挤压构造样式包括对冲构造、背冲构造、反冲构造、叠瓦状构造、断展褶皱、断弯褶皱、断滑褶皱等。

实习剖面（附图2）选自塔里木盆地巴楚隆起区。巴楚隆起位于塔里木盆地中央隆起带西端，是一个由西北向东南倾没的大型扭曲断隆。隆起西北边以柯坪塔格断裂为界与柯坪隆起相接，北东侧以阿恰—皮恰克逊断裂带、吐木休克断裂带和巴东断裂带为界与阿瓦提凹陷及塔中隆起分开，西南部以色力布亚－玛扎塔格断裂带为界与麦盖提斜坡相邻，东南部以塘北弧形断裂带为界与塘古巴斯凹陷接壤，总面积约45 000km2（图1－2）。塔里木盆地从寒武纪以来经历了加里东期、海西期、印支—燕山期和喜马拉雅期4大演化阶段（张恺，1990；汤良杰，1994；林畅松等，2011），发育了8个关键构造变革期，即加里东早期、加里东中期Ⅰ幕、加里东中期Ⅲ幕、加里东晚期—海西早期、海西晚期、印支—燕山期、喜马拉雅中期和喜马拉雅晚期，而其余时期盆地构造相对稳定。在上述关键构造变革期中，塔里木板块既有水平方向的拉张与挤压，也有垂直方向的隆升与沉降，而且有的时期还具有不同应力场复合共存的特征，因此，处于盆地中西部的巴楚地区在不同的构造旋回中，其断裂发育特征具有显著的差别。

钻井与露头剖面揭示，巴楚隆起大部分地区缺失中生界，仅和2井、巴东2井钻遇三叠系，自上而下发育的沉积地层为第四系、第三系（古近系＋新近系）、二叠系、石炭系、泥盆系、志留系、奥陶系、寒武系、震旦系，其中在巴楚隆起－麦盖提斜坡的中寒武统和麦盖提斜坡的古近系底部发育了两套膏盐层，成为本地区重要的滑脱构造层。

图1－2　巴楚隆起构造区划及主要断裂体系分布图

3．走滑构造

走滑作用是由扭应力或剪应力引起地壳或岩石圈沿着某些构造边界或特定的构造带发生走滑变形的构造作用。大陆动力学机制中走滑作用起到极为重要的作用，既调节造山带的斜压运动或差异压缩，也调节同造山期的伸展作用；既可以作为造山作用过程的机制，又成为盆地形成的机制（刘和甫等，1999）。走滑作用有3种方式，即平行扭动、聚敛扭动（压扭）和离散扭动（张扭）。走滑和扭动构造是地壳水平运动的重要表现形式，走滑构造的典型特征包括大尺度的走滑断裂、雁列构造、正（负）花状构造、海豚效应、丝带效应等。

实习剖面（附图3）选自伊通盆地岔路河断陷。伊通盆地位于吉林省长春市和吉林市之间，呈NE45°方向延伸，长140km，宽12～20km，面积约2 500km2；构造上位于郯庐断裂带北段的依兰－伊通分支断裂带南段，属于受北东向两边界走滑断裂控制、夹持在两大断隆之间的狭长盆地（图1－3）。伊通盆地西北侧以大黑山为界与松辽盆地相隔，东南侧为宽广的那丹哈达岭，西南侧以东辽河断裂为界与叶赫隆起相邻，东北侧以第二松花江断裂为界与舒兰断陷相邻。盆地次级构造单元包括莫里青断陷、鹿乡断陷和岔路河断陷3个二级构造单元，并可进一步划分为西北缘断褶带、尖山构造带、万昌构造带等14个三级构造单元。

图1－3　伊通盆地构造位置与构造单元划分图

伊通盆地地表被第四系大面积覆盖，仅在盆地边缘见到零星分布的新近系、白垩系和侏罗系露头。据钻井和地震资料揭示，盆地基底岩系为海西期和燕山期花岗岩，年龄为67～152 Ma，局部为晚古生代变质岩。盆地内主要为古近系，地层厚度为2 000～6 000 m；侏罗系—白垩系在岔路河断陷内零星分布。新生代地层自下而上为始新世双阳组、奢岭组、永吉组，渐新世万昌组、齐家组和新近纪岔路河组及第四系，地层总体具有西北厚、东南薄的特征，齐家组主要分布于岔路河断陷，与上覆岔路河组之间发育了一个大型的区域性角度不整合面（Tn）。

4．反转构造

在沉积盆地形成与演化过程中，很多断层（尤其是控盆、控坳的基底断层）往往经历了多期构造活动，而且在不同期次的活动过程中可能曾发生过错动方向和力学性质的变化。因此，我们观测到的或解释出的断裂状态通常为两期或多期断块运动叠加的现今总效果。根据力学性质和构造运动学特征，将构造反转分为正反转（Positive Inversion）和负反转（Negative Inversion）两种基本形式。早期的负向构造反转为正向构造、早期的正断层反转为逆断层等属于正反转，反之属于负反转。通过构造反转形成的地质构造称为反转构造（Inversion Structure）。二者的关系为过程与结果的关系，即因果关系。反转构造是一种特殊的叠加构造，其形成演化经历了两个独立而相反的变形阶段，即先伸展后收缩，或先收缩后伸展，前期构造面貌不同程度地被后期相反的构造面貌抵消、取代或复杂化。

若按广义的理解，反转构造也可以认为是地质构造演化过程中伸展构造系统和收缩构造系统相互转换及相互作用的产物，它与动力条件的改变有关，是在不同阶段的不同动力条件下，构造变形或体系的叠加构造样式。

油气勘探实践证明，构造反转是含油气盆地构造演化过程的一种常见形式，世界许多著名的含油气盆地都已发现了含油气的反转构造，如美国中蒙大拿盆地、新西兰塔拉纳基盆地、北海南部盆地、马来西亚盆地、东南亚海盆地等。我国众多含油气盆地是世界上研究反转构造的最理想区域。无论是东部盆地还是西部盆地群，其地质构造均经历了后期挤压隆升－侵蚀的正反转作用或后期拉张断陷的负反转作用，形成一系列风格不同、影响油气成藏的反转构造组合系统。

实习剖面（附图4）选自北海南部盆地。

地震解释样式构造，实习指导书

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