馮玉輝,黃玉龍,丁秀春,于小健，劉 飛，王璞珺

(1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林長春130061；2.中國石油天然氣股份公司遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，遼寧盤錦124010；3.中國人民武裝警察部隊(duì)黃金部隊(duì)第一支隊(duì)，黑龍江牡丹江157021)

近年來松遼盆地、準(zhǔn)噶爾盆地和遼河盆地等深層油氣藏勘探成果表明，中基性火山巖具有良好的油氣勘探前景[1-2]，火山巖油氣藏已經(jīng)逐漸成為全球油氣勘探的重要領(lǐng)域[3-5]?；鹕綆r油氣藏勘探的首要任務(wù)是尋找火山巖有效儲層，而儲層預(yù)測的核心是尋找受火山巖相控制的孔縫發(fā)育帶[6]。因此，在實(shí)際工作中火山巖儲層預(yù)測往往集中表現(xiàn)為對火山巖相的地質(zhì)-地震綜合識別和預(yù)測，而相帶預(yù)測的重點(diǎn)又體現(xiàn)在通過連井地震剖面解釋，建立火山巖相-地震相識別關(guān)系。松遼盆地主要發(fā)育白堊系酸性火山巖，在勘探中逐漸形成了一套以酸性火山巖為基礎(chǔ)的地震識別方法[7]。準(zhǔn)噶爾盆地以晚古生代基性巖為主，勘探重點(diǎn)是重、磁、電、震綜合識別風(fēng)化殼型火山巖儲層[8]。遼河盆地主要發(fā)育新生代中基性火山巖，具有陸上與水下噴發(fā)并存、多與沉積巖呈互層狀產(chǎn)出等特點(diǎn)，其火山巖儲層及其油氣藏的形成和分布有其自身特點(diǎn)和規(guī)律[9]。與松遼盆地大套厚層的酸性火山巖相比，遼河盆地的中基性火山巖識別與刻畫難度更大。

我們以遼河盆地東部凹陷古近系沙河街組中基性火山巖為研究對象，在單井巖相劃分和描述基礎(chǔ)上，選取三維地震工區(qū)開展火山巖相的地震資料連井對比和精細(xì)解釋，分析火山巖相的地質(zhì)-地震響應(yīng)關(guān)系和響應(yīng)機(jī)理，刻畫火山巖相的地震-地質(zhì)屬性，結(jié)合中基性火山巖地震火山地層學(xué)研究方法[10-15]，總結(jié)并建立火山巖相-地震反射特征的識別模板，以期通過已知鉆井約束的火山巖相的地震識別，為無井或少井的低勘探程度區(qū)中基性火山巖地層解釋和油氣勘探選區(qū)提供理論依據(jù)和模型指導(dǎo)。

1 東部凹陷中基性火山巖相和亞相類型

在總結(jié)和對比國內(nèi)外火成巖相分類方案及其原則的基礎(chǔ)上，針對遼河盆地東部凹陷新生界火山巖發(fā)育的地質(zhì)特征，結(jié)合盆地火成巖油氣勘探和開發(fā)地質(zhì)研究的需求，通過大量鉆井巖心和巖屑資料的精細(xì)描述以及與國內(nèi)外典型實(shí)例的對比分析，將東部凹陷新生界火山巖劃分為5相14亞相，歸納并建立了本區(qū)以中基性火山巖為主、陸相與水下噴發(fā)并存等特征的火成巖巖相分類體系和識別標(biāo)準(zhǔn)(表1，圖1)。

表1 遼河盆地中基性火山巖相和亞相分類

續(xù)表1

圖1 遼河盆地東部凹陷主要火山巖相和亞相典型圖版a 火山頸亞相(Ⅰ1); b 次火山巖亞相(Ⅰ2); c 隱爆角礫巖亞相(Ⅰ3); d 空落亞相(Ⅱ1); e 熱基浪亞相(Ⅱ2); f 火山碎屑流亞相(Ⅱ3); g玻質(zhì)碎屑巖亞相(Ⅲ1); h 板狀熔巖流亞相(Ⅲ2); i 復(fù)合熔巖流亞相(Ⅲ3); j 內(nèi)帶亞相(Ⅳ1); k 中帶亞相(Ⅳ2) ; l 外帶亞相(Ⅳ3); m 含外碎屑火山沉積亞相(Ⅴ1); n 再搬運(yùn)火山碎屑沉積亞相(Ⅴ2)

2 火山巖相地震響應(yīng)特征及其機(jī)理

不同火山巖相之間從成因、空間產(chǎn)出位置到巖石學(xué)特征等都存在著差異(表1，圖1)，亦即它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、縱向序列以及空間疊置關(guān)系不同，反映在地震地質(zhì)特征上表現(xiàn)為速度、密度、層形態(tài)和層結(jié)構(gòu)、界面屬性和終止方式等方面的差異，這就使得各巖相在地震剖面上呈現(xiàn)的地震反射特征不同。我們通過過井剖面的火山巖相地震反射特征刻畫，結(jié)合火山巖相地質(zhì)模型，建立了研究區(qū)典型火山巖相地震識別模式(表2，圖2)，從地震相的外部幾何形態(tài)、內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)、地震屬性(頻率和振幅等)3個(gè)方面來區(qū)分各類火山巖巖相和亞相的地震反射特征。下面分別討論本區(qū)常見且地震反射特征較為明顯的5種火山巖相，其中，火山頸、次火山巖、火山碎屑流和玻質(zhì)碎屑巖可進(jìn)一步識別到亞相。

2.1 火山通道相

火山通道相包括火山頸、次火山巖和隱爆角礫巖3種亞相。其中隱爆角礫巖亞相為同期或后期富含揮發(fā)分的高壓流體沿著破碎帶上侵，于地下爆炸使周圍已經(jīng)固結(jié)的圍巖破裂，其析出物(巖汁)將原地角礫(部分)膠結(jié)而形成，主要分布在火山口附近或次火山巖體頂部。從本區(qū)鉆井揭示情況看，該亞相多以薄層發(fā)育，且與火山頸亞相共生，二者在地震剖面上通常難以區(qū)分?；鹕筋i亞相(有時(shí)包括隱爆角礫巖(圖1c))和次火山巖亞相的地震識別特征相對較明顯。

2.1.1 火山頸亞相

地震反射特征:火山頸亞相外部輪廓多呈團(tuán)塊狀、管狀，內(nèi)部多呈波狀、雜亂反射結(jié)構(gòu)，中-弱振幅，中-弱頻，連續(xù)性中-差(圖2a)。該亞相的鑒定特征為外部形態(tài)縱橫比[注]縱橫比是指巖體平均厚度與巖體底面直徑的比值，常用于描述巖體幾何形態(tài)。本文依據(jù)遼河盆地火山巖發(fā)育特征，將縱橫比分為高(>1/4)、中(1/4～1/10)、低(<1/10)3個(gè)等級。高、內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)雜亂、弱振幅、連續(xù)性差，其下部通?？勺R別出脈狀強(qiáng)反射的供給巖墻[17-18]。

地質(zhì)屬性:火山頸亞相為熔漿侵出過程中由于動(dòng)力減弱停滯在火山通道中冷凝固結(jié)的火山噴出物堆積體。同時(shí)，由于熱沉陷作用，火山口附近的巖層下陷坍塌，破碎的坍塌物被持續(xù)溢出并不斷冷凝的熔漿膠結(jié)。其成巖過程以冷凝為主，但通常會有壓實(shí)作用的疊加。標(biāo)志性特征為發(fā)育典型堆砌結(jié)構(gòu)(貌似混凝土)(圖1a)。本區(qū)火山頸亞相常見于主干斷裂附近，產(chǎn)狀近直立，多切穿其它巖層，底部多與供給巖墻連通。東部凹陷多口井鉆遇該亞相，如Ho25井鉆遇近150m火山頸亞相，鉆井揭示為基性火山巖類與中性火山巖類互層堆積的一套巖性組合。

地震響應(yīng)機(jī)理:火山頸亞相外部呈團(tuán)塊狀、管狀幾何形態(tài)，是熔巖及碎屑物堆積體的表現(xiàn)，也是火山頸堆積體與圍巖二者間巖石物性差異的綜合表現(xiàn)。由于該亞相多以火山碎屑巖、熔結(jié)角礫巖為主，發(fā)育堆砌結(jié)構(gòu)。巖性雖然成分較一致，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在一定差異且成層性差，反射界面不穩(wěn)定，使該亞相內(nèi)部多呈雜亂反射結(jié)構(gòu)。整個(gè)反射結(jié)構(gòu)特征是火山口噴發(fā)建造及后期垮塌改造的綜合反映。

2.1.2 次火山巖亞相

地震反射特征:次火山巖亞相外部輪廓多呈板狀、透鏡狀，內(nèi)部多呈平行-亞平行反射結(jié)構(gòu)，強(qiáng)振幅，中-高頻，連續(xù)性好-中(圖2b)。該亞相的標(biāo)志性特征為外部形態(tài)縱橫比低、內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)成層性好、地震反射特征強(qiáng)、連續(xù)性好，其下部?？勺R別出供給巖墻。

地質(zhì)屬性:次火山巖亞相為同期或后期熔漿侵入到圍巖中冷凝固結(jié)形成的小型侵入體，多位于火山口附近，見于火山機(jī)構(gòu)下部幾百米到千余米。其標(biāo)志性特征是以巖株、巖墻、巖床及巖脈形式與圍巖呈指狀或樹枝狀交切或嵌入(圖1b)。東部凹陷次火山巖亞相多為輝綠巖，多沿?cái)嗔褌?cè)向順層或低角度侵入沉積巖層中，側(cè)向延伸范圍一般小于3km，如H95井、Jia26井等均有鉆遇。

地震響應(yīng)機(jī)理:次火山巖亞相呈板狀、透鏡狀的外部輪廓是擠入圍巖中的熔漿冷凝固結(jié)后的結(jié)果，其密度和速度通常高于周圍的沉積巖層，二者間巖石物性差別明顯。由鉆井揭示情況看，該亞相輝綠巖發(fā)育厚度從幾十米到兩三百米不等，且多順層產(chǎn)出。由于縱波在輝綠巖中傳播速度較快，一般為5200～5800m/s，因此該地區(qū)輝綠巖的地震反射特征為頂、底界面疊加反射的結(jié)果，內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)與侵入體頂、底產(chǎn)狀一致，多呈平行-亞平行反射結(jié)構(gòu)。

2.2 爆發(fā)相

從本區(qū)21口井13043m火山巖井段單井相分析和過井地震相研究結(jié)果看，東部凹陷火山活動(dòng)多為沿主斷裂的溢流式噴發(fā)，主要發(fā)育噴溢相，而爆發(fā)相發(fā)育相對較少，其中空落亞相(圖1d)和熱基浪亞相(圖1e)僅個(gè)別井段可見，且層厚度較薄，從地震上難以將其單獨(dú)識別。而火山碎屑流亞相地震識別特征相對較明顯。

表2 遼河盆地東部凹陷火山巖相地震響應(yīng)特征

圖2 遼河盆地東部凹陷火山巖相圖版a 火山通道相火山頸亞相(Ⅰ1); b 火山通道相次火山巖亞相(Ⅰ2); c 爆發(fā)相火山碎屑流亞相(Ⅱ3); d 噴溢相玻質(zhì)碎屑巖亞相(Ⅲ1); e 噴溢相板狀/復(fù)合熔巖流亞相(Ⅲ2/Ⅲ3); f 侵出相(Ⅳ); g 火山沉積相(Ⅴ)

地震反射特征:火山碎屑流亞相外部輪廓多呈席狀、楔狀，內(nèi)部多呈平行-亞平行反射結(jié)構(gòu)，中-強(qiáng)振幅，中-高頻，連續(xù)性好(圖2c)。該亞相的標(biāo)志性特征為外部形態(tài)縱橫比低、內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)成層性好、強(qiáng)振幅、連續(xù)性好，多半與供給巖墻不直接相連。

地質(zhì)屬性:火山碎屑流亞相為富含揮發(fā)分的碎屑混合物在后續(xù)噴出物推動(dòng)和自身重力共同作用下沿地表流動(dòng)，經(jīng)熔漿冷凝膠結(jié)和壓實(shí)成巖的共同作用形成的火山巖類(圖1f)，多見于爆發(fā)相上部，主要分布在火山口附近，巖體厚度向遠(yuǎn)離火山口一側(cè)逐漸尖滅，側(cè)向延續(xù)性較好，與上下層圍巖整合或低角度交切。標(biāo)志性特征為發(fā)育典型火山碎屑結(jié)構(gòu)和熔結(jié)凝灰結(jié)構(gòu)。本區(qū)多口鉆井鉆遇火山碎屑流亞相，發(fā)育厚度最厚的為Ho25井，巖性為玄武質(zhì)火山角礫巖。

地震響應(yīng)機(jī)理:鉆井揭示本區(qū)火山碎屑流亞相整體厚度較薄，披覆在下伏地層之上，二者界面清晰，其地震響應(yīng)的外部形態(tài)為火山碎屑堆積物的外部輪廓。本區(qū)發(fā)育的火山碎屑流亞相多以薄層夾于噴溢相或火山沉積相之間，正是由于這種不同巖體薄層的垂向加積、疊置，其間存在物性界面，致使垂向上巖石物理屬性存在差異，在地震剖面上呈強(qiáng)反射特征，且其內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)清晰，呈平行-亞平行反射結(jié)構(gòu)。

2.3 噴溢相

噴溢相包括玻質(zhì)碎屑巖、板狀熔巖流和復(fù)合熔巖流3個(gè)亞相。但后兩種亞相成分相對一致，僅噴發(fā)規(guī)模、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及疊置關(guān)系存在差異。由鉆井資料可知，板狀熔巖流亞相僅個(gè)別井厚度較大，多數(shù)呈中等厚度(單層厚度小于50m)與復(fù)合熔巖流亞相互層，從地震剖面上通常難以將二者分開，因此本文將兩者作為整體來識別，僅當(dāng)板狀熔巖流厚度較大時(shí)(單層厚度大于50m)，才能從地震剖面上單獨(dú)識別。

2.3.1 玻質(zhì)碎屑巖亞相

地震反射特征:玻質(zhì)碎屑巖亞相外部輪廓多呈充填狀，內(nèi)部多呈雜亂、波狀反射結(jié)構(gòu)，中-弱振幅，中-低頻，連續(xù)性中-差(圖2d)。該亞相的標(biāo)志性特征為其外部形態(tài)受地形控制、內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)較雜亂、中-弱振幅，連續(xù)性差、多與供給巖墻不直接相連。

地質(zhì)屬性:玻質(zhì)碎屑巖亞相典型巖性為玻璃質(zhì)玄武巖，發(fā)育?；郀罨蛏侔郀罱Y(jié)構(gòu)，基質(zhì)為玻璃質(zhì)，為熔漿遇水快速冷凝固結(jié)的產(chǎn)物(圖1g)。本區(qū)玻質(zhì)碎屑巖亞相多為熔漿溢出后沿地表流至湖泊等低洼含水處冷凝固結(jié)就位，呈充填型產(chǎn)出，多見于前期形成的半地塹內(nèi)。該亞相在東部凹陷Tie9井發(fā)育較典型，其主要巖性為玄武質(zhì)角礫熔巖、玄武質(zhì)?；鶜饪仔鋷r，巖石多見淬火結(jié)構(gòu)，基質(zhì)以玻璃為主，結(jié)晶程度差。

地震響應(yīng)機(jī)理:玻質(zhì)碎屑巖亞相外部輪廓多呈充填狀是熔巖就位于含水低洼處作填平補(bǔ)齊式充填，且與上、下圍巖界面清晰等地質(zhì)特征的綜合結(jié)果。由于在成巖過程中有水的參與，使原巖發(fā)生淬碎角礫巖化作用，發(fā)育淬火角礫結(jié)構(gòu)，內(nèi)部呈雜亂、波狀反射特征，整體呈中-弱地震反射特征，連續(xù)性差。但當(dāng)熔巖流入充填低洼處邊緣且坡度較小時(shí)，由于水位較淺，該亞相可沿地表形態(tài)呈層狀或緩波狀產(chǎn)出，地震上易形成與地表平行的反射結(jié)構(gòu)，頻率和振幅比前者稍高，以中振幅、中頻為主，連續(xù)性較好。

2.3.2 板狀/復(fù)合熔巖流亞相

地震反射特征:板狀熔巖流亞相外部輪廓多呈席狀，內(nèi)部多呈平行-亞平行反射結(jié)構(gòu)，強(qiáng)振幅，中-高頻，連續(xù)性好(圖2e)。其標(biāo)志性特征為外部形態(tài)縱橫比低-中等、分布范圍廣、內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)成層性好、強(qiáng)振幅、連續(xù)性好，多不與供給巖墻直接相連，且頂部呈緩丘形，底部界面凹凸不平，與圍巖界限清晰。

地質(zhì)屬性:板狀熔巖流亞相為熔漿自火山噴口溢出后沿地表快速流動(dòng)形成的厚層平板狀、扁平狀熔巖流，內(nèi)部為致密帶(圖1h)，僅頂部及底部見氣孔。復(fù)合熔巖流亞相為熔漿沿熔巖管道流動(dòng)溢出，多期疊加形成薄層交織狀熔巖流，橫向延伸范圍小、連續(xù)性差，內(nèi)部具有明顯的氣孔帶與致密帶間互的分帶特征(圖1i)。本區(qū)噴溢相發(fā)育較廣，各鉆井都不同程度鉆遇。其中Y103井發(fā)育的噴溢相較為典型，厚度近300m，巖性主要為蝕變玄武巖，其縱向上的結(jié)晶程度、蝕變程度差異明顯(與中部相比，其邊緣結(jié)晶較差、蝕變較強(qiáng)、孔滲較高)，且?guī)r相內(nèi)見多處沉積凝灰?guī)r夾層。

地震響應(yīng)機(jī)理:板狀/復(fù)合熔巖流亞相的席狀外部輪廓是熔巖被與上、下圍巖之間的界面所呈現(xiàn)的總體形態(tài)。根據(jù)鉆井揭示，該亞相玄武巖為多期噴發(fā)疊加形成，各期次之間多有沉積夾層。由于物性界面的存在，該亞相多呈連續(xù)、強(qiáng)振幅反射界面，同時(shí)，由于熔巖本身存在氣孔帶和致密帶的分帶性，其內(nèi)部多呈平行-亞平行反射結(jié)構(gòu)，強(qiáng)振幅，高-中頻，連續(xù)性好等反射特征。本區(qū)遠(yuǎn)源相熔巖(距主斷裂火山噴口較遠(yuǎn))由于流動(dòng)距離較遠(yuǎn)，受外界因素影響較大，其內(nèi)部多呈雜亂反射結(jié)構(gòu)，且其振幅、頻率特征均有不同程度差異。

2.4 侵出相

侵出相3個(gè)亞相成因上聯(lián)系較大，且常呈組合產(chǎn)出，各亞相帶界限在地震尺度上尚難以識別，因此將侵出相3個(gè)亞相作為整體識別。

地震反射特征:侵出相外部輪廓多呈透鏡狀、丘狀，內(nèi)部多呈波狀、雜亂反射結(jié)構(gòu)，中-低頻，中-弱振幅，連續(xù)性中-差(圖2f)。該亞相的標(biāo)志性特征為外部形態(tài)縱橫比中等，內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)較雜亂，弱振幅，與圍巖接觸界面為強(qiáng)振幅，連續(xù)性差，供給巖墻位于侵出巖體下部，亦可見于與巖體相鄰的兩斷裂之間。

地質(zhì)屬性:侵出相內(nèi)帶亞相、中帶亞相均為高粘度熔漿在內(nèi)力擠壓作用下流動(dòng)、逐漸冷凝固結(jié)而成(圖1j至圖1l)。而外帶亞相是高粘度熔漿在流動(dòng)過程中前緣冷凝、變形并鏟刮和包裹新生和先期巖塊，然后在自身重力和后噴熔漿作用下流動(dòng)，最終固結(jié)成巖而成，厚度較薄，其角礫化程度比內(nèi)帶亞相、中帶亞相高，為侵出相與圍巖的接觸帶。侵出相巖體整體由內(nèi)到外結(jié)晶程度逐漸變差，而角礫化程度逐漸變高。本區(qū)X40井、Ou26井等多口鉆井鉆遇侵出相粗面巖，其中X40井鉆遇近300m粗面巖，內(nèi)帶、中帶、外帶亞相巖性特征明顯，外帶亞相為粗面質(zhì)角礫熔巖，厚度相對較薄，內(nèi)帶、中帶亞相為粗面巖，厚度相對較厚。

地震響應(yīng)機(jī)理:侵出相外部輪廓多呈丘狀、透鏡狀，是高粘度熔漿擠壓式侵出體與圍巖接觸界面的外部形態(tài)。巖體內(nèi)部多呈波狀、雜亂反射結(jié)構(gòu)，是由于其擠壓式侵出方式的結(jié)果，即先期熔漿受到后期熔漿的攪動(dòng)，流動(dòng)單元之間的界面呈指狀交切，物性差別不明顯。侵出相由于從內(nèi)帶到外帶巖石結(jié)晶程度逐漸變差，受圍巖影響逐漸增加，其角礫化程度逐漸變高，使侵出相由內(nèi)帶到外帶反射振幅逐漸增強(qiáng)。侵出相與圍巖接觸帶多呈強(qiáng)振幅反射，丘狀輪廓清晰，是外部亞相與圍巖波阻抗差值較大所致。

2.5 火山沉積相

單井可識別出含外碎屑火山沉積和再搬運(yùn)火山碎屑沉積兩種亞相。但兩者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都為火山碎屑結(jié)構(gòu)，差異較小，物性界面難以識別，且其發(fā)育厚度通常較薄，因此從地震上尚難區(qū)分，僅能以整體識別，具體如下。

地震反射特征:火山沉積相外部輪廓多呈席狀，內(nèi)部多呈平行-亞平行反射結(jié)構(gòu)，中-強(qiáng)振幅，高-中頻，連續(xù)性好-中(圖2g)。該亞相的標(biāo)志性特征為外部形態(tài)多呈薄層，縱橫比低，內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)成層性好，中-強(qiáng)振幅，連續(xù)性好-中，向遠(yuǎn)離火山口一側(cè)逐漸楔狀尖滅，尖滅處與下伏地層超覆接觸，與供給巖墻不直接相連。

地質(zhì)屬性:含外碎屑火山沉積亞相以火山碎屑物質(zhì)為主(含量大于50%)，其中混有一定量陸源碎屑物(圖1m)。再搬運(yùn)火山碎屑沉積亞相為火山碎屑物質(zhì)經(jīng)過一定程度的分選、磨圓和再搬運(yùn)，在一定沉積環(huán)境中沉積就位而成。其中火山碎屑物質(zhì)含量大于90%(圖1n)。火山沉積相為火山巖與沉積巖過渡巖相，巖性多為凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)泥巖、凝灰質(zhì)砂巖，其內(nèi)部可見沉積巖夾層或與沉積巖互層出現(xiàn)。東部凹陷該亞相發(fā)育厚度較薄，均以薄層出現(xiàn)于噴發(fā)旋回末端，其中以Ho25井為代表。

地震響應(yīng)機(jī)理:火山沉積相外部輪廓多呈席狀、楔狀，是火山碎屑物質(zhì)垂向加積的綜合表現(xiàn)。巖體發(fā)育厚度較薄，地震上僅以一兩個(gè)反射同相軸出現(xiàn)，其內(nèi)部多呈平行-亞平行反射結(jié)構(gòu)，是頂、底界面反射疊加的結(jié)果。鉆井揭示，該巖相多夾于沉積巖與火山巖之間，頂部多為沉積巖，底部為火山巖，因此該巖相上、下均呈強(qiáng)振幅反射界面。

3 火山巖相地震識別模式的應(yīng)用

火山巖相平面分布圖是火山巖油氣勘探和井位部署的重要基礎(chǔ)圖件。由過井地震剖面建立的火山巖相地震識別模式，是編制火山巖相圖的基礎(chǔ)?，F(xiàn)以Ho25井過井剖面火山巖相地震解釋為例，說明單井相分析和火山巖相地震響應(yīng)特征關(guān)系模板相互配合，實(shí)現(xiàn)二維火山巖相識別的過程。

首先，用巖心/巖屑錄井和測井資料進(jìn)行單井火山巖相分析[19]，在井孔區(qū)識別出了火山通道相、爆發(fā)相、噴溢相、侵出相和火山沉積相等火山巖相單元(圖3)。接著，將過井地震相與所建立的模板對比，在二者有差別時(shí)適當(dāng)修訂模板。此例中各巖相地震反射特征與其鑒別特征符合較好:噴溢相板狀/復(fù)合熔巖流亞相席狀、連續(xù)性好，呈強(qiáng)反射特征，與圍巖界限清晰；侵出相沿火山頸兩側(cè)呈丘狀展布，整體呈弱反射特征，與圍巖界線清晰；火山沉積相呈席狀，位于縱向相序末端，連續(xù)性好，分布范圍廣。最后，應(yīng)用火山巖相-地震響應(yīng)關(guān)系模板，對無井控區(qū)地震相進(jìn)行預(yù)測。在進(jìn)行井間外推巖相預(yù)測時(shí)，需要結(jié)合火山巖相的序列特征和依存關(guān)系。例如，在斷裂附近劃分出產(chǎn)狀近直立、兩側(cè)地層產(chǎn)狀相反，縱橫比高，內(nèi)部為雜亂反射、中頻、中振幅的地震相單元，將此地震相單元?dú)w為火山通道相火山頸亞相。在位于火山口附近半地塹低洼處，識別出內(nèi)部雜亂反射、中-弱振幅、中-弱頻、充填型地震相單元，結(jié)合其空間位置與其它巖相疊置關(guān)系，將其解釋為熔漿溢流充填在半地塹內(nèi)形成的噴溢相玻質(zhì)碎屑巖亞相。該解釋結(jié)果符合地質(zhì)模型且與噴溢相玻質(zhì)碎屑巖亞相鑒別特征相符。

圖3 東部凹陷沙三段火山巖相井-震聯(lián)合解釋剖面

另外還需指出的是，東部凹陷新生代時(shí)期構(gòu)造活動(dòng)頻繁，斷裂不僅控制著整個(gè)地區(qū)火山巖體分布，且對先期形成的火山巖體均有不同程度的改造作用，因此在對東部凹陷火山巖解釋過程中應(yīng)充分考慮斷層的影響。通常只有恢復(fù)了原始火山形態(tài)，才能提高火山巖相地震識別的準(zhǔn)確性。由圖3可以看出，整個(gè)火山巖體受擠壓變形、錯(cuò)斷明顯。目前的火山巖相地震解釋結(jié)果，是通過想象將其恢復(fù)到了改造前的相序關(guān)系。在實(shí)際剖面解釋中也可以采用層拉平方法，但所拉平的層必須是凝灰?guī)r等形成當(dāng)時(shí)曾經(jīng)是水平產(chǎn)狀的標(biāo)志性層位，亦即，層拉平處理的地質(zhì)含義必須清晰，否則將會有誤導(dǎo)作用。

4 討論

1) 關(guān)于地震相多解性問題。用火山巖相展布的地質(zhì)規(guī)律約束地震解釋，是解決地震相解釋多解性的有效途徑。在火山巖相地震解釋中，有些火山巖相/亞相之間地震響應(yīng)特征差異小、難以區(qū)分，如噴溢相與火山沉積相，這時(shí)需要結(jié)合火山機(jī)構(gòu)相帶(空間上)和火山相序(時(shí)間上)特征加以限定。如噴溢相在平面上位于火山口-近火山口相帶，縱向上位于相序開始或中段，火山沉積相在平面上位于遠(yuǎn)源相帶，縱向上位于相序末端，此時(shí)可將兩個(gè)巖相區(qū)分開。如果根據(jù)外部幾何形態(tài)、地震反射特征、地震參數(shù)、火山機(jī)構(gòu)相帶及火山相序等鑒別參數(shù)都無法將巖相區(qū)分開時(shí)，便只能識別到相或亞相組合。如再搬運(yùn)火山碎屑沉積亞相與含外碎屑火山沉積亞相只能識別到火山沉積相；爆發(fā)相火山碎屑流亞相與噴溢相板狀/復(fù)合熔巖流亞相互層發(fā)育時(shí)亦只能以亞相組合整體來識別。

2) 火山期后改造作用的影響?；鹕綆r相地震解釋的流程必須遵循地層、斷層、巖相的順序關(guān)系，亦即:首先要確定地層單元，再將被后期斷層改造的地層恢復(fù)到原始噴發(fā)/堆積狀態(tài)，最后才能在所確定的地層單元內(nèi)進(jìn)行火山巖相地震解釋。遼河盆地東部凹陷火山巖發(fā)育層系多，火山成因巖系與沉積充填共存，后期改造作用強(qiáng)烈，因此在對遼河盆地東部凹陷火山巖進(jìn)行地震解釋的過程中，應(yīng)首先考慮本區(qū)斷裂發(fā)育特征，在分析斷裂改造關(guān)系的基礎(chǔ)上，來梳理地層層序，并以此建立該地區(qū)的地層格架；其次要在地層格架控制之下分析識別火山巖與沉積巖之間及火山巖體內(nèi)部、火山巖之間的接觸關(guān)系及接觸界面，以此來刻畫識別火山巖體；最后分析火山巖體與斷裂之間的關(guān)系，確定火山巖體的分布，并在確定火成巖體分布的基礎(chǔ)上，解釋和預(yù)測火山巖相。

3) 火山巖相地震識別的普適性與局限性。其普適性表現(xiàn)為不同火山巖相帶之間地震相的顯著性差異，這使得不同火山巖相/亞相之間具有明顯的可區(qū)分性。例如，火山通道相表現(xiàn)為火山巖體中部的“煙筒狀”、內(nèi)部反射雜亂；而同一層位的火山沉積相則總是表現(xiàn)為遠(yuǎn)離火山中心的楔狀尖滅體，層狀-亞平行反射特征。其局限性是指，在不同盆地、不同區(qū)塊、甚至不同層位所建立的同一火山巖相/亞相的地震識別模式之間可能會有較大差異，亦即火山巖相地震相識別模式通常是特定地區(qū)和層位的局部模式。換言之，不同火山巖相帶之間地震相的差異是客觀的，是由火山噴出物搬運(yùn)、堆積、疊置規(guī)律決定的，不同時(shí)間和地點(diǎn)形成的同一相帶(如火山通道相)又表現(xiàn)出自身的特點(diǎn)。普適性意味著，火山巖相地震解釋的方法流程和地質(zhì)模型約束具有普遍意義。局限性要求我們，在火山巖相地震解釋研究中應(yīng)建立研究區(qū)塊和層位的地震-地質(zhì)模式，而不能輕易套用已有模式。

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