簡介
在沉積相標誌中,沉積構造是指沉積岩各個組成部分的空間排列方式,與之類似,這在形態上與層理構造十分相似(王英民,1991)。地震內部反射構造是指地震剖面中的各個組成部分(即同相軸)在空間上的排列與組合方式,是岩層疊加形式的直接體現,反映沉積作用的性質和沉積補償狀況等。地震反射構造討論的是地震地層單元內部同相軸間的幾何形態與相互關係,屬於形態或幾何地震學範疇。
R. M. Mitchum等人(1977)根據內部反射構造的形態,將其劃分為平行與亞平行、波形、發散形、前積形、亂崗形、雜亂形以及無反射形7種類型,但其中的最後兩種,筆者認為不應屬反射構造。這是由於這兩種沒有同相軸的排列與組合,也不能說明沉積作用。不同的反射構造特徵都具有明顯的沉積作用意義。
類型
1、平行(亞平行)
以同相軸彼此平行或微有起伏為特徵。它是沉積速率在橫向上大體相等的均勻垂向加積作用的產物,在陸棚、深海盆地、深湖或淺湖、沼澤等許多相帶中都可發育。此反射構造中的連續性一般較好,振幅和頻率則可以視情況的不同而有所差異。
2、波狀
其特徵是各同相軸之間在總體趨勢上相互平行,但在細微結構上有一定程度的波狀起伏。它是不均勻垂向加積作用的產物,也就是說從準層序或成因層序這一地層單元的級別上來看,總體上表現為垂向加積作用,從而同相軸之間在總體上相互平行;但從更細的級別上看沉積速率在橫向上並不相同,甚至還存在次級的側向加積作用。通常在沖積平原、濱淺海(湖)以及總的沉積速率相對比較緩慢的扇體等相帶中容易產生這種構造。
3、發散狀
其特徵為同相軸之間的間距朝著一邊逐漸減小,其中一些同相軸逐漸消失,從而使同相軸的個數也朝一邊減少,與之對應的地層單元厚度相應減薄,形似楔狀。這種地層厚度減薄並不是由於在地層單元頂、底界發生削蝕或上超所造成的,而是由於各同相軸的間距向一邊減小所致。它是在差異沉降的背景下,由於沉積速率在橫向上遞減,將導致岩層厚度向一方變薄。
4、前積
若以準層序組的頂、底界為參照平面,則其間的同相軸相對傾斜並朝一方側向加積。標準的前積構造具有頂積層、前積層和底積層。根據其內部反射結構差異、前積層的形態特點以及頂積層、底積層的發育程度,可進一步將前積構造細分為S形、頂超型、底超型、斜交型和疊瓦型。雖然它們之間有著種種差別,但都具有前積層,都是沉積物順流加積的產物,反映了古水流方向。前積構造是三角洲、扇三角洲、各種扇體以及大陸坡的典型標誌。
1)S形
是標準的前積構造,具有頂積層、前積層和底積層。內部發育一組相互疊置的反S形反射同相軸,在反S形的上端為近水平的頂積層,中部為傾斜的前積層,向下同相軸逐漸變的平緩,形成底積層。頂積層發育表明當時該地區的水平面處於相對上升狀態,可容納空間增大,從而陸源物質得以向上垂向加積。底積層發育表明在沉積體的前方也沉積了大量物質,而根據沉積分異原理,較粗的碎屑物質應在前積層及頂積層的部位上卸載,在與底積層對應的地區則主要為細粒沉積物。因此,可以把底積層發育看作陸源物質粒度較細、泥質沉積特別豐富的表現。通常在大陸坡和泥質豐富的三角洲中容易發育這種反射構造。
2)頂超型
其特徵是缺失頂積層,前積層向上方以頂超方式終止於地層單元的頂界上。頂超的存在表明,頂積層不是因後期構造侵蝕而缺失,而是由於在水平面相對靜止時期可容納空間保持不變,使水平面以上無法發生垂向加積作用,路過的沉積物只能在沉積體前緣帶加積,從而缺失頂積層,其底積層發育的地質意義同S形前積構造相同。通常在水平面相對靜止時期泥質豐富的三角洲中容易發育這種反射構造。
3)下超型
其特徵是缺失底積層,前積層向下方以下超的方式終止於地層單元底界上。其頂積層發育表明是在水平面相對上升時期形成的。而缺失底積層則表明陸源碎屑物質粒度較粗,缺乏細粒沉積物。一般在沖積扇、陡崖濁積扇和扇三角洲上容易發育該構造。
4)斜交型
其特徵是頂積層和底積層均不存在,由一組相對陡傾的反射同相軸組成,在其上傾方向表現為頂超,而在其下傾方向出現下超它是在水平面相對靜止時期由較粗的碎屑物質側向加積所造成的。其前積方向一般與斷陷盆地的長軸方向大體一致,通常解釋為三角洲或扇三角洲環境的產物。
5)疊瓦型
形態上如疊在一起的瓦片一樣,其特徵與斜交型相似,但前積層傾角十分平緩,所對應的地層較薄,通常僅相當於1~2個同相軸的間距。它是在水體相對靜止、水深較淺、坡度較緩的背景下,由沉積物側向加積而成。通常發育於緩坡河控三角洲、坳陷湖盆三角洲中。疊瓦狀前積構造由於規模較小,故在地震剖面上較難識別,但在湖盆中最常見的恰恰是這種構造,因此在我國陸相含油氣盆地研究中具有格外重要的意義。
5、丘狀
以“底平頂凹”的外形為特徵,底部的同相軸連續平緩,頂部的同相軸上凸,形成沙丘狀。通常解釋為高能沉積作用的產物,代表沉積物搬運過程中的快速卸載。大型的二維丘狀反射構造內部常有雙向下超反射,通常為三角洲橫向剖面的特徵;當其規模較小時,結合構造部位常可解釋為近岸水下扇、沖積扇等;湖盆內部的中小型三維丘狀體,特別是在其頂面有披蓋反射時,是濁積扇的極好反映。另外,當丘狀反射的角度較大時,則通常是由於生物礁或各種刺穿構造作用造成,一般發育於水體較深的環境中。
6、下凹狀
以“頂平底凹”外形為特徵,地層局部突然增厚,向下侵蝕充填於下伏地層之中,與丘狀反射構造形成鏡向對稱關係。通常在盆地凹陷軸的橫切面上容易形成這種反射構造,它是局部性的水下侵蝕河道的典型標誌,通常指示海底峽谷或濁流水道沖刷,形成於海平面相對下降時期。
7、透鏡狀
以“雙向外凸”外形為其基本特徵,是前兩種反射構造的疊加,上部為丘形、下部為谷形,總體上為中間厚、兩邊薄的透鏡狀。這種反射構造所代表的沉積體可以產生於多種沉積環境中,一是中間沉降速率和沉積速率大,兩邊小所造成,即原生成因;二是中間砂岩發育、
兩邊泥岩發育,成岩過程中由於差異壓實作用而形成,即次生成因。這兩種原因通常共生。這種構造具有重要的指相意義,大型的透鏡狀反射往往是三角洲前積作用或繼承性主河道的表現,而小型透鏡狀反射所代表的沉積體幾乎可以在每一種沉積環境中都可出現。
8、眼球狀
其規模較小,一般發育在準層序組內部。特徵是同相軸上凸下凹,形如眼球,寬度一般在幾百米至幾公里範圍之內。一些規模不大的河道砂體、沿岸砂壩和各類扇體朵葉的疊置等容易形成這種反射構造。
綜上所述,各種反射構造特徵明顯,易於識別,與沉積相大多有密切的對應關係。因此在地震相分析結合其構造背景和區域沉積特徵,可進行沉積體的識別和判斷。
地震相單元外形
常見的地震相單元外形有八種類型,它也屬於幾何地震學的範疇。
1、席狀
這是分布最為廣泛的一種外形。地震相單元的厚度相對穩定,上、下界面與其間的同相軸平行或亞平行,其橫向範圍比地層厚度大得多,剖面上一般與平行(亞平行)構造或波狀構造相對應。它是以垂向加積為主所形成的產物。平行席狀外形一般代表深海(湖)、半深海(湖)等穩定沉積環境,亞平行席狀外形一般代表濱淺海(湖)、沖積平原、三角洲平原等不穩定環境。
2、披覆狀
其特徵與席狀外形相似,但彎曲地蓋在下伏的不整合地形之上。其形態與不整合地形的形態完全一致,且其間無上超關係存在。它是在深水環境中由懸浮沉積物均勻地垂向加積所致,否則將出現上超關係。因此這是深水、尤其是遠洋沉積的顯著標誌。
3、楔狀
其特徵是地震相單元沿傾向上厚度增大,具發散反射構造,反映沉積時基底的差異沉降作用或沉積速率的橫向變化。走向上厚度變化不大,具平行(亞平行)構造或波狀構造。其地質意義與發散反射構造相同,代表沉積體常發育於盆地或凹陷邊緣斜坡地帶。
4、錐狀
其特徵是地震相單元沿傾向上厚度減小,具前積構造,或以雜亂結構、無反射結構為特徵的波狀構造。在走向方向上中間厚、兩邊薄,具雙向前積構造或丘形反射構造,平面上呈扇狀。它是扇體、三角洲等沉積體的典型標誌。
5、扇狀
其特徵是地震相單元在平面上呈扇狀,但地層厚度在各個方向上都變化不大。與相鄰的地震相單元厚度相同,區別僅在於它以具雜亂反射結構或無反射結構的波狀反射構造為特徵。這表明橫向上沉積速率相近,但沉積作用有顯著的差別,一般在泥質沉積很豐富的斷陷湖盆中,由陣發性陡崖濁積扇所構成的沉積體容易形成這種外形。
6、丘狀外形
其特徵是地震相單元在正交的剖面上均表現為塊狀凸起,平面上為圓形或橢圓形。它是生物礁或各種刺穿構造的典型標誌。
7、條帶狀外形
其特徵是地震相單元在橫剖面上為侵蝕充填構造或眼球形構造,平面上則為條帶狀,它是水下侵蝕河道或砂壩等沉積的典型標誌。
8、透鏡狀外形
其特徵是地震相單元在橫剖面上為眼球形構造,平面上則為朵狀。它是疊置扇、河道砂體和濱淺湖灘、壩的典型標誌。
地震相單元外形在成因意義上與地震反射構造和結構有著密切的關係,但又有其特殊意義。三種相標誌相互配合進行沉積相解釋,可以大大排除多解性問題,得到較滿意的結果。