地震相分析
沉积学术语
地震相分析是指用地震相参数(如反射结构、连续性、外部几何形态、振幅、频率、层速度等)所代表的地质意义来解释地层沉积相的地震解释技术。
定义
地震相一词来源于沉积相，可以理解为沉积相在地震剖面上表现的总和。Sheriff将地震相定义为由沉积环境(如海相或陆相)所形成的地震特征(1982)。地震相分析则是“根据地震资料解释其环境背景和岩相”(Vail, 1977)。
地震相分析的方法就是识别每个层序内独特的地震反射波组特征及其形态组合，并将其赋予一定的地质含义，进而进行沉积相的解释，这一过程称为地震相分析。因此，对有利层序内地震相的研究，可以确定砂岩储集体的沉积相及横向的分布范围，从而为砂岩储层的综合预测奠定基础。
地震相分析的特点与思路
地震相划分是在地震地层单元内部，根据地震相标志划分出不同的地震相单元，即根据地震相特征进行沉积相的解释推断。
不同的地震相标志在平面分布范围上以及所对应的沉积相单元级别上均有很大差别，因此在划分地震相时不应把它们等同看待，而应根据它们之间的层次关系采用三级划分的方法。首先根据地震相单元外形划分一级地震相单元，进而根据地震反射构造划分二级地震相单元，最后根据地震反射结构划分三级地震相单元。对所划分出的地震相单元可根据地震相单元外形+地震反射构造+地震反射结构（视振幅、视频率、连续性）的顺序来命名。
地震相分析就是根据地震相进行沉积相的解释推断。要实现这目标，就必须搞清地震相的特点，进而建立一个正确的研究方法。
一）地震相分析的特点
地震相是沉积体外形、岩层叠置型式以及岩性差异在空间上组合的综合反映，它们分别与地震相单元的外形、地震反射构造和地震反射结构相对应。
多解性是地质研究中的一个普遍问题，而在地震相分析中表现得尤为明显。一方面，截然不同的沉积相单元可能产生相同的地震相特征，例如冲积扇与盆缘浊积扇的地震相特征十分相似，都是锥状外形，前积构造或波状构造、杂乱结构；再如浊积砂发育的深海盆地相与内陆淤积湖泊含煤沼泽相都表现为席状外形、平行构造、三高结构。这是由于地震相只是沉积体外形、岩层叠加型式和岩性差异组合的物理响应，不同沉积相单元在以上三个方面有可能恰好相似。这时只有根据岩相、生物相和测井相特征才能将它们区分开，而地震相却不能反映出这些特征。另一方面，完全相同的沉积相单元可能产生出不同的地震相特征。其根本原因在于地震相特征不仅与沉积相背景有关，还要受到地震资料采集、处理效果的影响。为此必须保持地震资料的一致性。
二）地震相分析的思路
由以上分析可知，地震相分析应从沉积体（骨架相）识别着手，以建立盆地的沉积模式为目的，以钻井做为控制点，与岩性地震技术相结合，由此搞清盆地的沉积体系和沉积体系域的空间展布规律。
沉积体的识别是地震相分析的核心和精髓，首先从沉积学上看，沉积体是水流体系和物源供给的最直接的体现，它们构成了沉积体系域中最重要的组成部分——骨架相。据骨架相的性质和展布规律可分析充填于其间的其它沉积相单元。盆地沉积模式是对沉积盆地的构造背景、气候背景、沉积体系的展布以及它们的时空发育演化规律的全面深入概括和总结。以钻井做为控制点的作用在于确定该处这种地震相应当属于什么沉积相。至于其它地区相同地震相应当作何解释，应当根据该区与骨架相的相互关系，以及与控制井点的相互关系，根据盆地沉积模式加以推断。最后，与岩性地震技术相结合的意义在于可以由此对研究层段的岩性分布特点加以把握，进而可帮助发现和识别各种沉积体，并帮助确定地震相单元的沉积相意义。
识别标志
区别这些地震波组形态的卞要依据是地震反射参数或要素，从沉积学的角度而言，则将其称为地震相识别标志。地震相识别标志是地震相分析的基础，它必须在一定的地震地层单元内部进行。最重要的地震地层单元是层序或年代地层单元。依据层序地层学的观点，在三级层序内可进一步划分体系域，而不同准层序组之间存在着沉积体系域的显著差别。因此，通常应以准层序组作为地震相分析的最基本地震地层单元。
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”。识别地震相的标志很多，概括而言主要有:
①地震反射基本属性与结构;
②内部反射构造;
③外部几何形态;
④边界关系(包括反射终止型和横向变化型);
⑤层速度等。
最常用的是前三种标志，它们也是从三个不同的层次上进行研究的核心。
描述原则
需要说明的是地震内部反射构造是指地震地层单元内部多个同相轴的形态组合，而外部几何形态则是地震地层单元的外观形体特征，是反映上、下两个同相轴所构成的儿何形态。前者属于地震相的内部属性，而后者则为地震相的外观形体，因此在描述的语言上应有明显的区别。然而，在地震相的描述中形态的用法在中文极为混乱，在此建议应遵循中文的习惯以“外部为状，内部为形(型)”来描述。地震相单元外形，则应用“状”，而内部排列与组合形式，则应用“形”。
地震相标志的基本类型
地震相标志是地震相分析的基础，它必须在一定的地震地层单元内部进行。最重要的地震地层单元是层序或年代地层单元。依据层序地层学的观点，在三级层序内可进一步划分体系域，而不同准层序组之间存在着沉积体系域的显著差别，因此，应以准层序组作为地震相分析的最基本地震地层单元。
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”。它有三种基本类型，即地震反射结构、地震反射构造和地震相单元外形。三个地震相标志均可从三个层次上进行定性描述。
1、地震反射结构是指地震剖面各组成部分（即同相轴）的物理地震学特征，包括其振幅、视频率、连续性三个基本要素；
2、地震反射构造是指地震剖面中的各个组成部分（即同相轴）在空间上的排列与组合方式，是岩层叠加型式形式的直接体现，反映沉积作用的性质和沉积补偿状况等。地震反射构造讨论的是同相轴间的几何形态与相互关系，属于形态或几何地震学范畴。而地震反射结构讨论的则是同相轴的物理属性，属于属性或物理地震学内容。
3、地震相单元外形是指在三度空间上具有相同反射结构或反射构造的地震相单元的外部轮廓或形体特征。大多数地震相单元外形都是沉积体外形直接的、良好的反映，例如扇状外形是扇体的反映，丘状外形是礁体的反映等等。显然它对沉积相解释有重要意义。
相标志的主要特征
一）地震反射结构
在三种地震相标志中，以地震反射结构的类型为最多、最基本。常见的典型地震反射结构有以下四种：
1、杂乱反射结构（高振幅低连续性结构）
杂乱反射结构的基本特征就是振幅很强，但又不连续，波形显得杂乱无章，无规律可寻；
2、无反射结构（极低振幅结构）
其基本特征就是振幅极低，几乎看不出同相轴的存在。
3、三高反射结构（高幅、高频、高连续性结构）
振幅高意味着界面上、下岩性差异大；频率高意味着层厚较小且频繁交替；连续性高则意味着岩性和岩层厚度横向上很稳定。是浊积砂发育的深水相或薄煤层稳定发育的滨湖沼泽相的典型特征。
4、向上增强的反射结构
其基本特征是振幅在下部较弱，而向上显著增强。
二）地震反射构造
常见的地震反射构造有八种类型，一般都具有明显的沉积相意义，因此在地震相分析中占有十分重要的地位。
1、平行（亚平行）
以同相轴彼此平行或微有起伏为特征。它是沉积速率在横向上大体相等的均匀垂向加积作用的产物，在陆棚、深海盆地、深湖或浅湖、沼泽等许多相带中都可发育。此反射构造中的连续性一般较好，振幅和频率则可以视情况的不同而有所差异。
2、波状
其特征是各同相轴之间在总体趋势上相互平行，但在细微结构上有一定程度的波状起伏。它是不均匀垂向加积作用的产物，也就是说从准层序或成因层序这一地层单元的级别上来看，总体上表现为垂向加积作用，从而同相轴之间在总体上相互平行；但从更细的级别上看沉积速率在横向上并不相同，甚至还存在次级的侧向加积作用。通常在冲积平原、滨浅海（湖）以及总的沉积速率相对比较缓慢的扇体等相带中容易产生这种构造。
3、发散状
其特征为同相轴之间的间距朝着一边逐渐减小，其中一些同相轴逐渐消失，从而使同相轴的个数也朝一边减少，与之对应的地层单元厚度相应减薄，形似楔状。这种地层厚度减薄并不是由于在地层单元顶、底界发生削蚀或上超所造成的，而是由于各同相轴的间距向一边减小所致。它是在差异沉降的背景下，由于沉积速率在横向上递减，将导致岩层厚度向一方变薄。
4、前积
若以准层序组的顶、底界为参照平面，则其间的同相轴相对倾斜并朝一方侧向加积。标准的前积构造具有顶积层、前积层和底积层。根据其内部反射结构差异、前积层的形态特点以及顶积层、底积层的发育程度，可进一步将前积构造细分为S形、顶超型、底超型、斜交型和叠瓦型。虽然它们之间有着种种差别，但都具有前积层，都是沉积物顺流加积的产物，反映了古水流方向。前积构造是三角洲、扇三角洲、各种扇体以及大陆坡的典型标志。
5、丘状
以“底平顶凹”的外形为特征，底部的同相轴连续平缓，顶部的同相轴上凸，形成沙丘状。通常解释为高能沉积作用的产物，代表沉积物搬运过程中的快速卸载。大型的二维丘状反射构造内部常有双向下超反射，通常为三角洲横向剖面的特征；当其规模较小时，结合构造部位常可解释为近岸水下扇、冲积扇等；湖盆内部的中小型三维丘状体，特别是在其顶面有披盖反射时，是浊积扇的极好反映。另外，当丘状反射的角度较大时，则通常是由于生物礁或各种刺穿构造作用造成，一般发育于水体较深的环境中。
6、下凹状
以“顶平底凹”外形为特征，地层局部突然增厚，向下侵蚀充填于下伏地层之中，与丘状反射
构造形成镜向对称关系。通常在盆地凹陷轴的横切面上容易形成这种反射构造，它是局部性的水下侵蚀河道的典型标志，通常指示海底峡谷或浊流水道冲刷，形成于海平面相对下降时期。其内部可有六种充填模式（图3—28）。
7、透镜状
以“双向外凸”外形为其基本特征，是前两种反射构造的叠加，上部为丘形、下部为谷形，总体上为中间厚、两边薄的透镜状。这种反射构造所代表的沉积体可以产生于多种沉积环境中，一是中间沉降速率和沉积速率大，两边小所造成，即原生成因；二是中间砂岩发育、
两边泥岩发育，成岩过程中由于差异压实作用而形成，即次生成因。这两种原因通常共生。这种构造具有重要的指相意义，大型的透镜状反射往往是三角洲前积作用或继承性主河道的表现，而小型透镜状反射所代表的沉积体几乎可以在每一种沉积环境中都可出现。
8、眼球状
其规模较小，一般发育在准层序组内部。特征是同相轴上凸下凹，形如眼球，宽度一般在几百米至几公里范围之内。一些规模不大的河道砂体、沿岸砂坝和各类扇体朵叶的叠置等容易形成这种反射构造。
综上所述，各种反射构造特征明显，易于识别，与沉积相大多有密切的对应关系。因此在地震相分析结合其构造背景和区域沉积特征，可进行沉积体的识别和判断。
三）地震相单元外形
常见的地震相单元外形有八种类型，它也属于几何地震学的范畴。
1、席状
这是分布最为广泛的一种外形。地震相单元的厚度相对稳定，上、下界面与其间的同相轴平行或
亚平行，其横向范围比地层厚度大得多，剖面上一般与平行（亚平行）构造或波状构造相对应。它是以垂向加积为主所形成的产物。平行席状外形一般代表深海（湖）、半深海（湖）等稳定沉积环境，亚平行席状外形一般代表滨浅海（湖）、冲积平原、三角洲平原等不稳定环境。
2、披覆状
其特征与席状外形相似，但弯曲地盖在下伏的不整合地形之上。其形态与不整合地形的形态完全
一致，且其间无上超关系存在。它是在深水环境中由悬浮沉积物均匀地垂向加积所致，否则将出现上超关系。因此这是深水、尤其是远洋沉积的显著标志。
3、楔状
其特征是地震相单元沿倾向上厚度增大，具发散反射构造，反映沉积时基底的差异沉降作用或沉积速率的横向变化。走向上厚度变化不大，具平行（亚平行）构造或波状构造。其地质意义与发散反射构造相同，代表沉积体常发育于盆地或凹陷边缘斜坡地带。
4、锥状
其特征是地震相单元沿倾向上厚度减小，具前积构造，或以杂乱结构、无反射结构为特征的波状构造。在走向方向上中间厚、两边薄，具双向前积构造或丘形反射构造，平面上呈扇状。它是扇体、三角洲等沉积体的典型标志。
5、扇状
其特征是地震相单元在平面上呈扇状，但地层厚度在各个方向上都变化不大。与相邻的地震相单元厚度相同，区别仅在于它以具杂乱反射结构或无反射结构的波状反射构造为特征。这表明横向上沉积速率相近，但沉积作用有显著的差别，一般在泥质沉积很丰富的断陷湖盆中，由阵发性陡崖浊积扇所构成的沉积体容易形成这种外形。
6、丘状外形
其特征是地震相单元在正交的剖面上均表现为块状凸起，平面上为圆形或椭圆形。它是生物礁或各种刺穿构造的典型标志。
7、条带状外形
其特征是地震相单元在横剖面上为侵蚀充填构造或眼球形构造，平面上则为条带状，它是水下侵蚀河道或砂坝等沉积的典型标志。
8、透镜状外形
其特征是地震相单元在横剖面上为眼球形构造，平面上则为朵状。它是叠置扇、河道砂体和滨浅湖滩、坝的典型标志。
地震相单元外形在成因意义上与地震反射构造和结构有着密切的关系，但又有其特殊意义。三种相标志相互配合进行沉积相解释，可以大大排除多解性问题，得到较满意的结果。
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