第四章 地震沉积相分析
塔里木盆地匕寒武统地震相及沉积相分析
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地震相在沉积环境分析中的应用
地震相在沉积环境分析中的应用沉积相揭示了煤层的沉积环境、成因及其分布规律。
通过沉积相研究可以帮助我们建立煤层地质概念模型。
在分析地质资料的基础上，利用地震资料与沉积相的关系，选取合适的参数清晰地展现了物源来向、沉积范围、赋煤范围等特征，采模拟计算方法对沉积相作精细划分，合理推测煤层的赋存范围及验证孔位提供可靠的地质依据。
标签：地震相；沉积环境；沉积演化引言沉积相是指沉积环境的“古代产物”，也专指环境的“物质表现”。
一定的沉积环境有其特定的物质表现，沉积相揭示了目的层段的沉积环境、煤层成因及其分布规律。
通过沉积相的研究，揭示了沉积相和煤层及其物性的控制关系，从而帮助工程师建立地质概念模型，了解该地区的沉积环境指导下步地质工作。
因此，沉积相的研究对煤田勘探具有重要意义。
对沉积环境的分析最令人信服的做法是首先对大量岩心进行细致全面的观察描述，包括对岩性、沉积构造、古生物标志、地球化学标志等方面的全面描述。
然后综合以上描述成果，运用沉积学原理，对古沉积环境作出正确的解释。
然而，对于勘探阶段或开发早期阶段来说，由于测井、钻井取芯资料的限制，岩心资料的地质分析虽然能够正确地解决沉积相及微相，但也只是“一孔之见”对于没有钻探资料的地区，其说服力更是是苍白无力的。
与其它方法相比地震勘探具有高分辨率数据和大范围的沉积环境分析，地震资料蕴涵了丰富的地下信息，其中主要包括岩性、沉积范围、沉积规律等特征，另一方面，煤层的这些物性特征会在地震剖面上反映出来。
作者在实际工作中，利用地震资料对沉积相的研究进行了一些尝试，在找煤阶段利用二维地震分析沉积环境给定预测孔位和圈定赋煤范围时并取得了一些较好的效果。
1 方法原理利用地震资料进行沉积相分析的思路是：在区域沉积环境的控制下，利用地震资料进行地震相预测，利用地震资料属性成果进行沉积微相研究。
1.1 沉积相与煤层的关系及其在地震资料上的响应以某预测区为例，以往地质资表明本区地层自下而上分别为：中侏罗统夏家街组（J2x）；上侏罗统德仁组（J3dr）；上侏罗统久大组（J3j）岩性为黄褐、黄灰、灰色中粗粒、细粒凝灰质砂岩、黑色页岩夹粉砂岩、细砂岩及煤层；上侏罗统安民组（J3a）；上侏罗统长安组（J3c）；下白垩统泉头组（K1q）。
沉积相分析方法论述
沉积相分析方法论述沉积相分析是指通过研究沉积物中的物理特征、岩相组成及生物群落等，确定沉积环境的方法。
该方法旨在揭示沉积作用背景下的地貌发展、气候演变等地球科学领域的问题。
沉积相分析方法日益成为地质勘探、资源开发和环境保护等领域的关键技术之一，并逐渐成为石油地质、地质灾害等领域最为常用的技术。
沉积相分析主要使用多种地质、生物学方法，以较为清晰的序列——沉积剖面（又称震源资料组）为基础，分析沉积相和物源分布情况。
常用技术包括多波束测深、岩芯、化石、地球化学、地震记录等多种方法。
其中，多波束测深技术可以获取海底地形、海沟、海峡、海岸线、水深等地质信息，为沉积相分析提供了可靠的数据。
岩芯是从地下岩层中取出的实际的岩石样品，由于取样深度的不同，能够记录不同时间、地层各自的沉积过程，是研究沉积相的最为直接的方式之一。
通过对岩芯中颗粒的分析，可以定量地描述颗粒粒度、成分和有机质含量，从而确定沉积相、古环境等信息。
生物群落的研究方法是通过对不同时间、环境下生存的动植物的化石、遗骸以及痕迹化石的分析，来确定当时的生物特征，进而判断出沉积相环境。
这种方法仅适用于古生物群的研究，具有很好的地层区划及环境指示意义。
地球化学方法是通过岩芯分析，特别是对其中某些元素含量和组成、同位素等进行的分析，来推导出岩石的成因、沉积环境变化、地球物理学参数等方面的信息。
沉积相分析方法的基本原理是，通过分析不同时间和空间的沉积物，推断出当时地理环境及其特征，从而确定相应的沉积相。
常用的沉积相有低地沉积相、海侵沉积相、海岸沉积相、河流沉积相等。
其中，低地沉积相多由淤泥、砂、卵石等非生物成分组成，是一种比较平静的环境；海侵沉积相是海水侵入陆地形成的沉积相；海岸沉积相是位于海岸或岛屿沿岸的沉积相；河流沉积相是由河流带来的泥沙沉积形成的沉积相。
沉积相研究是探索地球演化规律的必不可少的技术。
通过对沉积剖面的分析，可以研究区域地貌演化，为勘探油气资源、矿产资源、水资源等提供依据。
地震地层学之地震相分析
四、 杂乱反射结构
1、结构特征 为不连续，不整一的反射，一种无次序排列的 反射面。
2、地质解释—— 两种成因： 1）是在一变化不定、相对高能环境下沉积的地层。 2）原来低能环境形成连续的地层，后遭受变形后破 坏了连续性。
杂乱结构
杂乱结构
1、 海进环境 2 、海退环境 3、 河道
（2）地质解释 浅水环境的
前积作用形成
叠瓦前积
叠瓦前积
5、乱岗状斜交反射结构
（1） 结构特征 由不规则的，不连续的，亚平行的反射段组成，
表现为杂乱无章的乱岗状模式。 反射终止无规律，侧向上常常递变为较大的更明
确的斜交前积，并且向上递变为平行反射。
（2）沉积解释
第一节 地震相的概念
二、地震相的定义
地震相是一个可以在区域上圈定的、由地震 反射层组成的三维单元；其反射结构、外形、 振幅、连续性、频率和层速度等要素与邻近 相单元不同。
三、地震相参数
共有 6 大地震相参数
1、反射结构
揭示地下总的层理模式。根据反射结构可以解释沉 积过程、沉积现象和古地形。 另外，流体接触面（如 平点）也可通过反射结构 识别出来。
地震地层学
地震相分析
地震相分析的目的： 是根据地震资料解释沉积环境背景 和沉积相类型及分布。
第一节 地震相的概念
一、相和沉积相的概念 1、相的定义
相是一种具有特定特征的岩石体。
2、沉积相的概念
在理想情况下，沉积相是在一定的沉积条件 下形成的一种有特色的岩石，这种沉积条件 反映一种特定的沉积作用或沉积环境。
2）沉积物迅速地充填了盆地，并且后来的沉积 水流路过或者冲刷上部的沉积表面。
地震相分析
地震相分析入门在石油、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、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。
地震相分析
反射结构 振幅
杂乱
高
频率
表 3—9 地震反射结构分类
连续性
模式图解
—— 不连续
无
极低 可高可低 中连续
三高
高
高
高
向上增强 向上增强 可高可低
可好 可差
实例
（2）无反射结构（极低振幅结构）
基本特征：振幅极低，几乎看不出同相轴的存在。
意味着岩性均一，无反射界面。 代表能量相对稳定的沉 积环境。可能是巨厚的砂岩、泥岩、灰岩或是生物扰动改 造后的似均匀沉积层。深湖相泥岩、滨海相砂岩、陆棚相 灰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，但其内部相对较为均一。
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）。
（一）地震相标志的基本类型
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”。
有三种基本类型： 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 （Seismic ReflectorConfiguration ）
地震反射结构是指地震剖面各组成部分（同相轴）的物 理地震学特征，包括振幅、频率、连续性 三个基本要素（ 表3-8）。
（1）振幅（ Amplitude）
振幅是质点离开其平衡位置的位移量，它反映相应地震 界面反射系数的大小。对于同一入射波，界面的反射系数 越大则所产生的反射波振幅越强。反射系数的大小由界面 上下岩层的波阻抗差所决定。波阻抗差越大则反射系数就 越大。一般泥岩的波阻抗较低，砂岩的波阻抗中等，碳酸 盐岩的波阻抗较高。因此，振幅的大小最终可归结为界面 上下岩性差别的大小。
地震相分析
地震相分析地震相分析地震相：指有一定分布范围的三维地震反射单元，它由地震参数不同于相邻地震相单元的反射波组所构成。
地震相代表了产生其反射的沉积物的一定岩性组合、层理和沉积特征。
地震相的概念主要有三层含义：1、地震相指在区域内能够圈定、有一定规模可以作图的三维地震反射单元。
2、地震相单元的主要地震参数包括单元内部反射结构、单元外部几何形态（几何外形）、反射振幅、反射频率、反射连续性、地层速度地震参数是识别和划分地震相单元的标志。
正如识别和描述沉积相需用沉积物的颜色、粒度、结构、构造（如层理）等参数一样，识别和描述地震相也要有一定的参数。
地震相分析就是描述地震反射参数的特征和变化，并对其进行地质解释。
每个地震参数都提供了相当多的地下地质信息。
也可以说，地震相划分的依据就是地震反射参数特征的变化。
因此，地震参数很重要，下面还要详细讲述。
3、说明了地震相的地质含义。
归根结底，地震相就是沉积相的地震反射响应。
但由于地震反射波分辨能力的限制，地震相又不是沉积相细微的表现，而是沉积相宏观特征的响应。
地震相的目的及优点目的：既然地震相是沉积相的反映，我们可以根据地震层序内地震相的平面分布特征编制地震相平面图，进而转换成的沉积相平面图，帮助分析层序的沉积环境及古地理，重塑盆地的沉积史和构造史，预测盆地中生油岩相和储集岩相的分布；并在地震资料和地震相的解释过程中，可预测地层、岩性等有利圈闭。
地震相平面图→沉积相平面图优点：地震相分析是沉积盆地分析的一种新手段，特别是在盆地勘探早期、钻井有限的情况下尤为适用。
单井相分析是一孔之见，虽然精度高、可靠性强，但横向上不可能外推很远，尤其对于相变较快的陆相盆地。
在盆地勘探早期、井少的情况下，单用井资料恢复整个盆地的沉积相难度很大，地震相分析则有效地克服了这一点。
因为现代勘探，地震先行，地震资料往往很丰富，通过地震相分析制作地震相平面图，再结合钻井的岩心相、测井相标定对应的地震相，将地震相转换成沉积相，能对盆地的沉积环境和古地理有一个整体的把握，以便指导勘探。
地震相-沉积相
双超丘型反射——盆地扇；围岩低频连续平行反射—— 深水低能环境；表面上超、席状披覆
莺歌海盆地某测线S30界面上的盆底扇、斜坡扇反射特征
（6）充填形
指低凹处充填沉积物形成的各种反射。 按沉积环境可分为河道或峡谷充填、盆地 充填、斜坡充填。 按充填形式可分为杂乱充填、上超充 填、发散充填、前积充填、丘形上超充填 和复合充填等。
综上所述，地震相包含了盆地背景（坡度、基底沉降）、物源供
给、盆地水体（水深、水动力）、沉积作用等多重信息。
如在断陷盆地断控陡岸带，常发育帚状前积反射结构、楔状杂乱前积反射结 构，但两者反映的沉积古地形还存在差异，帚状前积结构反映的盆缘坡度比楔状 杂乱前积结构更陡、盆缘断陷活动更加强烈。 在同一三角洲沉积体系中，由于处于不同三角洲沉积部位可能表现为不同类 型的前积结构。如受主分支河道控制的建设性三角洲前缘砂体可能表现为斜交前 积，而前缘砂体侧缘或朵状体之间低能量处可能呈现S形前积。 另外，在同一沉积体的不同切面上，地震反射的形态、结构特征可能不同。 如三角洲体系在纵切面上呈楔状斜交前积反射，而在横切面上表现为丘状外形、 双向前积反射结构特征。因此，综合分析不同部位、不同方向的地震相特征，才 能对一个沉积体形成完整的认识。
f. 杂乱前积反射结构：内部杂乱反射不连续，不整一，但总体具有前积
斜坡倾斜的优选方位，由砂、砾为主的高能环境快速前积所致，一般解释为 近岸水下扇或扇三角洲，是陆相断陷湖盆断控陡坡背景常见的地震相类型。
（4）乱岗状结构
是由不规则、连续性差的反射段组成，同相轴弯曲、不光滑，甚至呈蠕虫 状，但总体仍大致平行，常有非系统性反射终止和同相轴分叉现象。它代表了沉 积能量的横向变化，反映分散性弱水流沉积，常见于三角洲、扇三角洲或三角洲 间湾沉积中。
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断裂 发育 期
二、典型盆地地震相模式
（2）断陷盆地地震相模式划分 １、断陷盆地地震相模式 ②分带地震相分布模式总结－袁秉衡，１９８５年
三大沉积背景分带：
陡岸带 缓坡及沿岸带 深洼带（深湖）
主要砂体：陡（坡）扇体、缓（坡）辩（状河三角洲）
、轴（深洼）曲（流河三角洲）。
十四类地震相:
二、典型盆地地震相模式
渤海湾盆地新近纪 松辽盆地白垩纪 鄂尔多斯盆地中生代 准噶尔盆地中生代 珠江口盆地新近纪
大型河流-三角洲沉积体系发育
盆大、水浅（湖 相）、沉积体系简单 、规模大。
海底扇沉积体系发育
大型坳陷湖盆三角洲：松辽盆地青山口组－嫩江组三角洲
大型坳陷湖盆三角洲
准噶尔盆地三工河组三角洲
N T(0)
K J2S5 J2S4 三角洲 J1S1 J2S3 J1S2
A.发散地震相—正 常滨-浅湖相 B.叠瓦前积地震相-滩坝沉积或小型三 角洲 C.斜交前积地震相-三角洲沉积 D.丘状充填地震相 --浅水重力流水道 或三角洲分支河道
A.发散地震相
D.丘状充填地震相
B.叠瓦前积地震相 C.斜交前积地震相
叠瓦型前积结构
发散反射结构
二、典型盆地地震相模式
１、断陷盆地地震相模式 （5）深洼带地震相模式
水
道
水 道
T52
T53
深 切 谷
T60
深切谷
上扇的补给水道（海底峡谷）—其顶界面在横剖面上为平的或凹面向上的，
底界面为Ｕ型或Ｖ型，具侵蚀充填结构，水道的宽深比低，堤岸高度大。在纵剖 面上可表现为杂乱前积结构或斜交前积结构。一般为低振幅中连续性结构。该类 型水道往往下部富砾，上部富泥。
2）中扇水道－堤坝体系
④垂直升降－伴随各类盆地
二、典型盆地地震相模式
１、断陷盆地地震相模式
渤海湾盆 地古近纪 松辽盆地 早白垩纪 准噶尔盆 地早二叠 世 珠江口盆 地古近系
坳陷期
（1）盆地沉积背景
断坳过 渡期
断 裂 发 育 期
空间构造单元分布
初始断 裂期
垂向演化分期
二、典型盆地地震相模式
１、断陷盆地地震相模式
B.湖底扇地震相模式：透镜状或丘形充填地震相
C.半深湖-深湖地震相模式：平行-亚平行席状
斜交型－ S型复合前积结构
二、典型盆地地震相模式
沉积类型：
物源直接供给沉积
陡坡扇三角洲延伸 轴向三角洲延伸
１、断陷盆地地震相模式 （6）洼中隆起带地震相模式
物源不直接供给沉积
浅-半深湖
滩坝（生物礁体）
2）中扇水道－堤坝体系
中扇的叠置扇（朵状体）
其顶界面一般为高振幅高连续性反射，总体上为丘状，没有明 显的天然堤，其上履地层对着它为上超或下超。朵状体一般充填在 由更老的朵状体所构成的沉积洼地之上，具眼球状构造或双向前积 结构。振幅一般较高，连续性一般较差，向下连续性变好。
2）中扇水道－堤坝体系
海底扇地震解释剖面
2、地震相表征标志
(1)地震反射结构 沉积相标志-颜色、成 分、结构、构造、韵 律、测井响应
(2)地震反射外形
(3)地震属性物理参数
二、典型盆地地震相模式
构造分类
①水平伸展－拉张型盆地－断陷型盆地（渤海湾盆 地古近系）
②水平收缩－挤压型盆地－坳陷型盆地（准噶尔盆
地）
③水平走滑－国内不典型（柴达木盆地北缘）
（6）洼中隆起带地震相模式
（6）洼中隆起带地震相模式
A.平行-亚平行席 状披盖-浅-半深湖
B.丘形双向前积地 震相--轴向三角洲
A
B
C.丘形单向前积地震 相-陡坡扇三角州体
D.丘形-杂乱地震相— 滩坝（生物礁体）
D
C
D
二、典型盆地地震相模式
2、坳陷型盆地的地震相模式---自学
（1）盆地沉积背景
D.平行-亚平行席状
（3）陡坡带地震相模式
斜方-杂乱相 丘形-杂乱相
楔状-前积相
楔状-杂乱相
（3）陡坡带地震相模式
课堂分析
二、典型盆地地震相模式
１、断陷盆地地震相模式
沉积类型：
物源直接供给沉积
三角洲沉积 浅水重力流水道 物源不直接供给沉积 滨-浅湖 滩坝沉积
（4）缓坡带地震相模式
（4）缓坡带地震相模式
2）中扇水道－堤坝体系
重 力 流 水 道 体 系
大多数水道-堤坝体系以底部侵蚀通道为特征（底部侵蚀通道以不同厚 度的外堤坝沉积为边界）。这些结构和结构单元一起限定了水道带的基底和 边界（水道轴向沉积和内堤岸沉积是主要的结构单元）。
2）中扇水道－堤坝体系
2）中扇水道－堤坝体系
海底扇上的水道形态及迁移作用
沉积类型：
物源直接供给沉积 湖（海）底扇 长轴三角洲 物源不直接供给沉积
半-深湖
A.长轴三角洲地震相模式：大型前积地震相
东营三角洲
发育大型的前积反射结构，在三角洲平原
处振幅相对较弱，在三角洲前缘出振幅相对 较强。 地震相单元具伸长透镜状外形。由于其规 模一般较小，长、宽可在几公里到几十公里。
3.0
3.5
T 三角洲
深海扇沉积体系
Walker（1978）浊积扇模式：1、内扇；2、中扇；3、外扇
1）上扇斜坡根部的滑塌层、泥石流、碎屑流
海底扇
水道体系的类型
上扇的补给水道（海底峡谷） 中扇的水道－堤坝体系 中扇下部的水道化朵体
上扇的补给水道（海底峡谷）
水 道
水道 水 道
T40 T41 T50 T51
初始断裂期地震相模式
（2）断陷盆地地震相模式划分
①分期次地震相分布模式－张万选教授，张厚福，曾洪流、刘震等１９８８
初始断裂期
二、典型盆地地震相模式
（2）断陷盆地地震相模式划分 １、断陷盆地地震相模式 ①分期地震相分布模式－张万选教授，张厚福，曾洪流、刘震等１９８８ 断裂发育-过渡期强烈期
断坳 过渡 期
第四章 地震相和沉积相分析
一、地震相分析基础
1、地震相分析基本概念
2、地震相标志
二、典型盆地地震相模式
三、地震相分析方法
一、地震相分析基础
1、地震相分析基本概念
（1）地震相
地震相是沉积相所形成的地震特征集合（Sheriff,1982)， 或者理解为沉积相在地震剖面上表现的总和。
一、地震相分析基础
１、断陷盆地地震相模式 （3）陡坡带地震相模式 沉积类型：
物源直接供给沉积 冲积扇体 近岸水下扇体 扇三角洲 物源不直接供给沉积 浅湖 半深湖-深湖（3）陡坡带地震相模式:四类 Nhomakorabea 冲积扇
起 凸 涛 B B A
松
LS4-2
C
A.冲积扇 B.近岸水下扇 C.扇三角洲 D.浅湖-半深湖
陵四区层序陵三段上部沉积相分布图
3）外扇低密度浊积砂
厚度薄，分布广，粒度细，CDE序列
水道是碎屑物质向深海输送的通道，而堤坝起到围限作用以使砂质组分输送到盆地 平原。水道－堤坝体系也可为粗粒组分的沉积场所，而细粒砂和粉砂则沉积为堤坝。一 般情况下，水道-堤坝体系呈粗短的“海鸥翼”特征，其内部发育差-良好的下超反射， 这种下超反射向内侧变为水道充填相反射，其特征或呈丘状单斜反射（砂质充填水道） 或呈平行反射波组（泥质充填水道）。扇体的下倾的建设性朵叶通常呈一系列顶超或相 互独立的建设性丘状体，并可沿上倾方向追索到水道-堤体系。