重磁震联合解释在崖北凹陷地球物理解释中的应用

苏达理, 欧阳敏, 付永涛, 袁全社, 周章国



重磁震联合解释在崖北凹陷地球物理解释中的应用

苏达理1, 2, 欧阳敏3, 付永涛1, 袁全社3, 周章国1

(1. 中国科学院海洋地质与环境科学重点实验室, 中国科学院海洋研究所, 山东青岛 266071; 2. 中国科学院大学, 北京 100049; 3. 中海石油(中国)有限公司湛江分公司, 广东湛江 524057)

在面对复杂地质条件下的勘探问题时, 单一使用地震勘探方法存在局限性, 经常难以得到满意的地质解释。这就需要使用多种物探方法进行辅助和补充。本研究综合利用海洋重力磁力测量数据, 以Encom ModelVision解释软件为平台, 结合琼东南盆地崖北凹陷区域地质背景资料, 在两条地震剖面及邻近井资料的约束下建立地质地球物理模型, 进行重磁反演, 对两条测线中的地层及地质异常体的密度及磁化率进行计算。结果显示, 崖北凹陷地层呈现四层密度结构, 反演所得沉积基底密度为2.70 g/cm3, 沉积地层的密度为2.18~2.51 g/cm3。地震剖面中向上侵入的地质异常体经判断为新近系末期喷出地表被后续沉积地层覆盖所形成的蘑菇状, 低密度, 中-强磁性的火成岩体。结合磁力异常可推断在测区西部还有更大规模的发育的火成岩侵入。这表明了同时新近系末期火成岩及相应火山活动的发现将会对崖北凹陷油气的成藏产生一定的影响。

重磁震联合解释; 琼东南盆地; 崖北凹陷; 地震响应特征; 密度模型

随着我国石油勘探工作的不断深入, 新区域, 新层系中的油气藏已经逐渐成为石油地质工作者们研究的重点。随之而来的是解释工作趋于更加复杂和困难。由于地球物理方法所具有的多解性的特点, 以及在面对复杂地质体, 传统地震勘探所遇到的反射结构不清及多次波复杂等问题, 导致单一使用地震方法在面对复杂地质情况下难以得出完备的解释, 这就需要使用多种地球物理方法进行补充[1]。重磁勘探作为历史悠久的勘探方法, 其操作简便, 价格经济实用, 同时也具有较高的横向分辨率, 可以作为地震勘探的良好补充。将重、磁、震3种资料结合在一起, 能够有效地消除多解性, 提高对复杂地质体解释结果的置信度[2]。由于重磁震联合解释的独特优势, 其已被在国内各海域地球物理解释工作中被广泛运用。骆迪、张训华[3]等利用重磁震资料对中国东北部海域的断裂展布和火成岩分布特征以整体构造区划进行了研究。林珍等[4]则以航磁资料为主, 在南黄海海域进行重磁震联合反演, 分析南黄海海域磁性基底性质、岩相结构和断裂构造特征。于鹏等[5]对地球物理联合反演和解释的研究现状进行了总结和分析。总之, 重磁震联合反演与解释已经在地球物理解释各领域得到了广泛运用[6-8]。

本文以琼东南盆地崖北凹陷两条测线为例, 基于Husky公司采集的海洋重磁力数据、相应的两条地震剖面及邻近区域井资料, 使用Encom ModelVision解释软件为平台, 在区域地质背景和地震剖面的约束下建立模型, 使用重磁资料进行人机交互反演。根据结果建立地层密度和磁化率模型, 对崖北凹陷沉积基底及沉积地层的密度和磁化率进行反演计算, 并对地震剖面中呈现的地质现象给出合理的解释。最终结合区域背景资料及反演解释结果, 对剖面中反映的地质信息对崖北凹陷油气成藏情况的影响进行简要的探讨。 

1 研究域地质背景

琼东南盆地位于海南岛与西沙群岛之间, 总面积3.8万km2, 与中国东部诸多陆相第三纪断陷盆地类似, 具有上断下凹的双层结构[9], 构造演化受红河断裂的左旋走滑与南海北部陆缘扩张的共同影响[10]。其整体展布于边缘海与陆块间的过渡地带, 东临神户隆起, 西与莺歌海盆地以1号大断裂相隔, 是一个以新生代含气为主的盆地[11], 也是我国重要的含油气盆地之一。20世纪80年代, 崖城13-1大气田的发现使其引起了地质学家们的广泛关注。

崖北凹陷位于琼东南盆地西北部, 南海北部大陆边缘西区琼东南盆地北部凹陷西段, 为一典型的新生代凹陷。凹陷总体面积约为3 256 km2, 为北断南超的半地堑结构[12]。南部紧邻崖城凸起及陵水低凸起。东侧为松涛凸起, 北部以一条大断裂与海南隆起带相隔。是一个被凸起与低凸起包围着的半封闭凹槽。这些凸起与低凸起均对崖北凹陷的构造类型和沉积演化起到一定的控制作用。据前人研究表明, 崖北凹陷经历了古近纪裂谷期、早—中中新世热沉降晚期、晚中新世以来的新构造期, 其与琼东南盆地的演化历程一致[13-14]。根据临近地区钻井资料揭示, 崖北凹陷连续沉积了始新世到第四系地层。崖北凹陷古近纪为裂谷期, 发育有始新世陆相、早渐新世崖城组海陆过渡相和晚渐新世陵水组海相3套地层。中新世到第四纪为热沉降和新构造期, 沉积有海相地层[15]。

本次研究所选取的两条测线位于17°54¢N, 109°42¢E附近区域, 两条测线均为重磁震联合测线, 测线位置及邻近井位置如图1所示。测线位于崖北凹陷北部可能的生物礁成礁区。据前人研究表明, 南海各个盆地内生物礁均广泛发育, 并在时间上呈现出南早北晚, 东早西晚的发育特点[16]。晚渐新世至中新世时期, 南海海域因其特殊的古气候和古地理条件, 水体呈现出适合生物礁生长的“暖、清、浅”的特点, 有利于碳酸盐岩生物礁的生长和发育[17]。南海多数生物礁也广泛发育于这个时期。以琼东南盆地为例, 其生物礁主要分布于崖中凸起。松涛凸起和北部隆起, 时代为早-中中新世, 并表现出由东向西逐渐生长的特点。良好的成礁环境所形成的生物礁为油气资源的富集提供了良好的储集空间, 南海海域南部南沙陆壳地块和北部西沙陆壳地块均发现有大型生物礁油气富集区。此次两条联合测线的布设目标在于发现崖北凹陷北部可能存在的生物礁油气富集区。

2 技术方法

重磁震联合反演与解释综合了多种地球物理方法, 可以显著提高对地层和目标地质体进行识别的分辨率和置信度, 使得出的地球物理解释结果更为真实可信。进行重磁震联合反演与解释的前提是获得与研究区域相匹配的重磁震资料及拥有可同时加载重磁资料及地震剖面数据的处理平台。这里使用了美国Encom公司的Encom ModelVersion作为本次重磁震联合解释的处理平台。本次所使用的资料以研究区域的海洋重力和磁力资料为主, 在地震剖面及井资料的约束下, 对所得重、磁资料进行人机交互反演, 其具体实现流程如图2所示。

3 初始模型的构建及参数选择

参考文献及邻近钻井资料划分层位如图3所示两条测线的地震剖面及处理后得到的重力异常和磁力异常如图4所示。如图3, 地震剖面中沉积基底面的地震同相轴清晰连续, 中间低两翼高呈起伏状态。剖面浅部地震同相轴则呈现水平状。这表明崖北凹陷在新近系至第四系期间持续接受后续沉积的稳定状态。剖面深部地震同相轴较为模糊, 可能为深源物质向上入侵导致的。剖面中并未发现明显大型断裂构造, 表明了崖北凹陷该段在接受稳定沉积时并未受到明显地质活动的影响。这种稳定接受沉积的状态对崖北凹陷油气的生成和储存是十分有利的。

T100为新生界底界面; T70为下渐新统崖城组顶界面; T60为上渐新统陵水组顶界面; T30为上中新统黄流组顶界面; T20为上新统莺歌海组顶界面

T100 is the base of Cenozoic; T70 is the top of Yacheng formation of late Oligocene; T60 is the top of Lingshu formation of upper Oligocene; T30 is the top of Huangliu formation of upper Miocene; T20 is the top of Yinggehai formation of Pliocene

同时在两条剖面中均未发现有类似生物礁的地震反射特征。这表明了在晚渐新世至中新世南海生物礁繁盛时期, 研究区域内并没有适合生物礁形成的条件。但在两条剖面1 200 ms深度附近均能发现某透镜状地质异常体如图5所示。其顶底面呈现强振幅特征, 内部反射杂乱。在透镜状异常体的下部均可发现连通着的管状通道, 这些通道应为该异常体的物质来源向上侵入的通道。由于上升过程较为剧烈, 在通道均能发现引起的地层向上牵引的现象。同时还可观察到上覆地层沿异常体边部上超, 据此可以判断后续地层的形成应是在物源喷出之后。异常体的形成过程可总结为物源沿通道上侵最终刺穿地表并被后续沉积地层覆盖。根据接触关系可判断形成时间在新近系末期。

在进行地层初始模型的建立时, 本文采用空间重力异常和总磁异常作为拟合计算的参数。参考地震资料及井资料已揭示的地层界面、上侵异常体位置以及磁异常形态特征构建横截面为多边形的模型体。

在进行重力资料的反演处理时, 最终得到的结果应是地层密度参数。在初始模型的建立时, 由于使用空间重力异常进行建模, 并未进行海水校正, 故这里海水层密度取1.03 g/cm3。地层参数根据区域背景资料, 依据测定的岩石样品的平均密度对地层进行密度差异分层, 并以此为依据建立初始地层模型。根据前人的研究结果[18-21], 并参照中国科学院地球物理研究所和南海西部石油公司研究院编写的《南海北部陆架西区盆地区域地球物理特征及深部结构研究》及邻近钻井资料, 总结出了琼东南盆地新生代沉积地层系统如表1所示。由于崖北凹陷的沉积演化与琼东南盆地基本一致, 本次研究在进行初始密度模型的建立时, 首先根据密度差异将琼东南盆地地层按照密度属性简要划分为四层, 并依照进行初始模型的建立。第一密度层分别为前新生界基底层, 平均密度约为2.754 g/cm3, 该层为琼东南盆地的重力基底, 同时也是盆地的基底。第二密度层主要包括古近系地层及新近系梅山组。由于沉积相差异, 梅山组地层与上覆黄流组地层间有较大密度差, 同时根据邻近钻井分层数据, 研究区并未发现较厚的梅山组地层沉积, 故这里以梅山组划归为第二密度层, 并以其沉积顶面为第二、三层密度层的分界面。第二层平均密度为2.55 g/cm3, 与前新生界之间的密度界面即为盆地的基底界面, 该界面在整个琼东南盆地内起伏较大。体现为琼东南盆地内布格异常图所呈现出的异常值变化范围较大, 部分地区变化剧烈的特点[22]。第三密度层主要为新近系的黄流组和莺歌海组, 主要为浅海-深海沉积, 平均密度2.40 g/cm3, 与下覆地层密度差约为0.15 g/cm3, 两者之间为第二密度界面; 第四密度层主要为第四系的松软沉积, 其多为未固结松软的泥质和沙泥质, 平均密度较小, 仅为2.20 g/cm3, 与新近系沉积之间的密度界面为盆地的三密度界面。

表1 琼东南盆地地层系统及密度分层

注: 据文献[18, 20]; - 未查阅到相应数据

在进行磁异常的拟合和反演时, 得到的结果为地层岩石磁化率参数。在建立初始模型之前, 需要首先根据IGRF正常场模型按照研究区域位置选取区域正常场强度, 磁倾角及磁偏角。在进行模型参数的调整时, 通常只修改磁化率。正常场强度一旦选定, 在拟合与反演计算时通常不需要进行调整。根据《南海北部陆架西区盆地区域地球物理特征及深部结构研究》等资料[23-24], 可总结出本次研究区域附近的沉积岩基本无磁性或仅具有弱磁性, 磁化率(以国际制单位)变化范围在0~100×4π10–6; 火成岩具有较强磁性, Ya13-1-2井采集的混合花岗闪长岩磁化率在600× 4π10–6, 呈现中强磁性; 变质岩的磁性则变化范围较大。研究区域内的侵入岩主要为酸性岩, 且呈中-强磁性。总体而言, 在进行磁异常模型的建立时, 可以假设沉积层没有磁性或仅具有较小的磁性, 测区内磁异常的变化情况主要是由基底的起伏及中-高磁性异常体的侵入所导致的。

在根据已有的地震剖面进行重磁拟合时, 首先基于清晰的地震反射界面建立的初始多边形边模型, 该多边形模型在之后的操作中通常不予变动。而后建立地震模糊区域的多边形模型并通过重磁拟合不断修改多边形边界的位置。在修正的同时将修正结果同时映射在地震剖面上, 达到同时协助地震层位标定的目的。

4 地层密度和磁性特征

2DLine01测线地呈近东走向, 长36.68 km, 方位角为86.5°。该测线的空间重力异常在25~35 mGal。中部低两侧高变化明显。磁异常变化范围较大, 测线西侧呈现出高达75 nT的正异常, 向东迅速降低至0~ –20 nT, 磁异常最小值为–20 nT, 位于测线中心区域。

2DLine02测线总长15.27 km, 呈北东走向。方位角44.7°。测线重力异常变化范围在36.0~32.4 mGal, 变化幅度较小。磁异常最大值为15 nT, 测线中心区域低至–5 nT, 并呈现出明显的异常变化。

故这里在建立地层模型时, 首先描绘出异常体的形态及其通道的形态。而后结合所计算的莫霍面深度并沿着清晰的基底反射界面建立盆地的沉积基底。根据实测水深资料建立海水层。最后以明显的反射层为依据勾画出地层界面。并按照所划分的密度分层建立地层密度初始模型。由于2DLine01测线西侧呈现出较大磁力异常, 但在地震剖面中并未发现引起该异常的原因, 故推断由于地震剖面在侧线西侧覆盖有限, 该大幅磁异常应由地震剖面西侧未覆盖的地质异常体所引起的。故在地震剖面西侧未覆盖区域参照图中已知异常体的形态建立引起测线磁异常的地质体模型。初始模型建立完毕后在反演过程中不断调节地层轮廓和密度及磁化率参数, 最终得出反演结果如图6所示, 地震剖面约束下的重磁反演所得出的地层密度及上侵异常体密度如表2所示。

表2 地层密度反演结果

观察地震剖面可以得到2DLine01测线沉积基底面的地震同相轴清晰连续, 通过时深计算可得其边部深度在2 500 m, 中心深度可达4 500 m, 起伏明显,但基本与重力异常曲线的起伏特征一致。这表明了基底与沉积地层间的密度差是引起研究区域重力异的主要原因。通过重力异常反演可得基底密度为2.70 g/cm3, 并与上覆界面有0.19 g/cm3的密度差。浅部沉积层的地震同相轴基本成平直状态, 并未发生明显的错动或变形, 反演结果沉积地层密度在2.18~2.51 g/cm3。这表明了在盆地形成后, 崖北凹陷呈现出稳定接受后续沉积的状态。在地震剖面中深层3000 m附近, 存在大面积的同相轴模糊并间断的现象, 并有通道明显, 内部呈杂乱反射状态的地质异常体。通过重磁反演可以得出上侵异常体密度2.34 g/cm3, 磁化率为900×4π10–6。从地震反射特征来看该异常体顶底面均呈强反射, 与上覆地层接触面呈正极性。同时在异常体的边部及底部均有类似火成岩成层状侵入的反射特征。结合其形态, 反演所得密度, 及具有中-强磁性, 应不可能为密度较小并且无磁性的泥底辟。总结上述资料及前人有关南海东北部火成岩密度值变化较大, 并存在有低密度, 中等磁性的火成岩体的研究结果[25], 应可以判断异常体为岩浆向上侵入并喷出地表后续被新近系末期及第四系沉积地层覆盖所形成的。

结合上述判断, 在2DLine01测线西部呈现出的最大值为80 nT的正磁异常, 可推断其形成原因与剖面1中的异常体一致, 也为局部岩浆侵入所形成的。但由于该火成岩体由于位置偏西, 并没有被地震剖面所覆盖到。通过参照剖面中火成岩侵入体建立模型并进行反演, 可得其具有较高磁化率。根据上述证据能够推断出在该区域曾经发生过火成岩体规模侵入的事件。

由于2DLine01测线西段的磁异常较大, 使得剖面中的上侵火成岩引起的磁异常在测线中并没有很好地体现。为进一步计算火成岩的磁化率及规模, 这里建立三维椭球体代表火成岩异常体, 并建立板状异常体代表上升通道, 在化极磁异常和地震剖面的约束下的对上侵异常体的磁化率, 形态和规模进行反演。2DLine02的线总长度较短, 但化极后磁异常曲线有着明显的变化, 同时两个浅层地质异常体占据了测线的绝大部分。通过磁性反演得出结果如图7及表3所示。可以得出其磁化率为900×4π10–6, 其厚度120~140 m, 展布范围为椭球体长轴1.5 km, 短轴1 km。可见其展布范围较大。结合地震反射特征及反演所得的密度及磁化率数据可以推断该异常体为低密度火成岩, 与2DLine01测线反演所得结论一致。

表3 磁异常反演得出的模型参数

5 对反演结果的分析

结合重磁震反演的结果及地震剖面资料可做如下分析。

崖北凹陷内沉积地层呈现出典型的四层密度结构, 基底密度为2.70 g/cm3, 上覆沉积地层密度在2.18~2.51 g/cm3。其密度分层与琼东南盆地的密度分层相一致, 这表明了崖北凹陷的形成与沉积过程与琼东南盆地的总体过程相一致。沉积基底层与沉积地层间的密度差是引起重力异常的主要原因。从磁性反演所得结果可知, 崖北凹陷浅层沉积地层基本上没有磁性。测区磁异常的来源主要是凹陷内部的磁性基底及向上侵入的火成岩导致的。

从地震剖面可以观察得到, 地下3 000 m以上的沉积地层的地震同相轴基本呈现平直走向, 表明了崖北凹陷在接受新生代沉积时呈现出一个十分稳定的状态, 并没有发生导致沉积地层发生变形或错动的剧烈的地质运动。这种稳定的状态对崖北凹陷油气的产生和保存是十分有利的。同时, 在两条地震剖面中均未发现有生物礁的地震反射特征。表明了在晚渐新世至中新世南海生物礁繁盛时期, 崖北凹陷并没有适合生物礁形成的条件。

在地震剖面3 000 m深度至基底附近的地震同相轴呈现模糊杂乱的状态, 并有异常体沿通道向上刺穿喷出地表, 并被后续沉积地层覆盖的现象。经重磁反演, 计算可得上侵异常体的密度为2.34g/cm3, 磁化为900×4π10–6, 展布范围横向1.5 km, 纵向1 km。结合前人研究成果, 判断其为低密度, 中等磁化率的火成岩侵入体。根据后续地层沿该异常体定界面上超可判断其向上刺穿喷出地表的形成时间在新近系末期。结合在2DLine01测线西部呈现的较大的磁力异常, 可推断在剖面西侧也发育有规模更大, 磁性更强的火成岩侵入的现象。

火成岩的侵入对沉积盆地的构造演化、沉积物沉积和成岩、油气形成及成藏等具有重要的影响。仅对油气而言, 火成岩及火山活动对于油气的形成和运聚有着“破坏”和“建设”的双重作用。大规模火成岩的出现必定对应着某一时期强烈的火上活动, 由于火山活动所引起的地温场升高, 可以使得烃源岩尽快达到生烃门限, 促进有机质的演化及油气的生成[26]。同时, 火山活动对油气运聚富集的应力场及流体流动的流体势场的影响和控制作用也非常明显[27]。

结合卫星测高重力异常图及其垂向导数图(图8) 进行分析。图中所示黑线为本次研究测线所在位置。南海北部的重力异常主要呈现带状分布。分别为邻近海南隆起的NE走向正异常带及NW走向的正异常带。结合垂向导数图, 两条正异常带分别对应了南海北部两条主要断裂, 也是琼东南盆地的北部和西部边界。在洋壳和陆壳的过渡地段呈现一条NE走向, 在陆坡呈现重力正异常, 和在洋侧呈现重力负异常组成的特殊重力异常带。这是被动大陆边缘特有的重力边缘效应。对应于构造分布上的崖城凸起、陵水低凸起及松涛凸起一带。测线所在的崖北凹陷与海南隆起区以一条NE走向重力正异常带相隔。该异常带对应琼东南盆地5号主断裂。5号断裂既是琼东南盆地的北部边界, 也是崖北凹陷的控凹断裂。在其控制作用下, 崖北凹陷形成的北断南超的构造形态。在5号断裂和周缘崖城凸起, 陵水凸起和松涛凸起的共同控制作用下, 崖北凹陷中部形成较深的深洼带并沉积有大量崖城组煤系烃源, 并可作为崖北凹陷的主要生油基础[28]。在本次研究中崖北凹陷火成岩侵入体的发现, 对崖北凹陷油气成藏的研究有着一定意义。该区域的火山活动可以加速上述有机质的成熟演化。部分火山岩本身具有一定的储集空间, 加之通过后期的地质改造作用即可形成良好的油气储集层[29]。火山锥的内部也易于形成稠油油藏[30]。

故在今后崖北凹陷油气勘探工作中, 需要考虑火成岩及火上活动对油气的影响, 同时可以将重点放在对火成岩油气藏的寻找工作中。但同时, 剧烈的火山作用也会对已经形成的油气藏产生破坏作用,这也是在今后的勘探过程中需要中重点考虑的。

6 结论与讨论

1) 重磁震联合解释方法可有效计算岩石的密度和磁化率等物性资料。可以在复杂勘探条件下作为地震资料的有效补充。

2) 崖北凹陷内沉积地层密度呈现四层结构, 基底密度为2.70 g/cm3, 沉积地层的密度为2.18~2.51 g/cm3。地层密度及分层与总结出的琼东南盆地密度系统基本一致。

3) 沉积基底及火成岩侵入体是测区磁异常的主要来源, 侧区内火成岩呈现低密度, 中等磁性的特点, 并且有一定的分布规模。

4) 火成岩向上侵入并喷出的时期在新近系末期。在崖北凹陷发现的火成岩及相应的火山活动对该区域油气形成及成藏有重大影响, 需要在有关崖北凹陷油气的研究中着重考虑。

[1] 于鹏, 王家林, 吴健生, 等. 重力与地震资料的模拟退火约束联合反演[J]. 地球物理学报, 2007, 50(2): 529-538. Yu Peng, Wang Jialin, Wu Jiansheng, et al. Constrained joint inversion of gravity and seismic data using the simulated annealing algorithm[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2007, 50(2): 529-538.

[2] 陈洁, 温宁, 陈邦彦. 重磁电震联合反演研究进展与展望[J]. 地球物理学进展, 2007, 22(5): 1427-1438. Chen Jie, Wen Ning, Chen Bangyan. Joint inversion of gravity-magnetic-electrical-seismic combination survey: progress and prospect[J]. Progress in Geophysics, 2007, 22(5): 1427-1438.

[3] 骆迪, 张训华, 蔡峰, 等. 重磁震联合反演及综合解释在海域构造解释中的应用[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2014, 34(006): 135-143. Luo Di, Zhang Xunhua, Cai Feng, et al. Integrated gravity-magnetic-seismic data inversion and interpretation and their application to underwater tectonics[J]. Marine Geology and Quaternary Geology, 2014, 34(006): 135-143.

[4] 林珍, 姚永坚. 南黄海某典型剖面重磁震联合反演及综合解释[J]. 物探与化探, 2009, 33(4): 361-367. Lin Zhen, Yao Yongjian. Gravity-magnetic-seismic inversion and integrated interpretation of a typical section in South Yellow Sea[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2009, 33(4): 361-367.

[5] 于鹏, 王家林, 吴健生, 等. 地球物理联合反演的研究现状和分析[J]. 勘探地球物理进展, 2006, 29(2): 87-93. Yu Peng, Wang Jialin, Wu Jiansheng, et al. Review and discussions on geophysical joint inversion[J]. Progress in Exploration Geophysics, 2006, 29(2): 87-93.

[6] 杨金玉, 吴志强, 姚长利. 2.5 D重磁震联合反演在南黄海地质研究中的应用[J]. 海洋地质动态, 2008, 24(8): 33-38. Yang Jinyu, Wu Zhiqiang, Yao Changli. The application of 2.5D gravity-magnetic-seismic inversion in the geological research in the South Yellow Sea[J]. Marine Geology Letters, 2008, 24(8): 33-38.

[7] 王玉华, 雷茂盛, 雷裕红, 等. 高精度重磁资料在松辽盆地古龙断陷火山岩气藏勘探中的应用[J]. 石油地球物理勘探, 2008, 1: 107-112. Wang Yuhua, Lei Maosheng, Lei Yuhong, et al. Application of high-precision gravity and magnetic data in exploration of volcanic gas reservoir in Gulong fault depression of Songliao basin[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2008, 1: 107-112.

[8] 林珍, 易海, 王衍棠. 重磁资料在北黄海盆地综合地球物理解释中的应用[J]. 物探与化探, 2008, 32(2): 111-115. Lin Zhen, Yi Hai, Wang Yantang. The application of gravity and magnetic data to the integrated geophysical interpretation in the North Yellow Sea basin[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2008, 32(2): 111-115.

[9] 何家雄, 夏斌, 孙东山, 等. 琼东南盆地油气成藏组合、运聚规律与勘探方向分析[J]. 石油勘探与开发, 2006, 33(1): 53-58. He Jiaxiong, Xia Bin, Sun Dongshan, et al. Hydrocarbon accumulation, migration and play targets in the Qiongdongnan basin, South China Sea[J]. Petroleum Exploration and Development, 2006, 33(1): 53-58.

[10] 谢文彦, 张一伟, 孙珍, 等. 琼东南盆地新生代发育机制的模拟研究[J]. 地学前缘, 2008, 15(2): 232-241. Xie Wenyan, Zhang Yiwei, Sun Zhen, et al. The mechanism research of the formation of the Qiongdongnan basin during the Cenozoic through modeling experiments[J]. Earth Science Frontiers, 2008, 15(2): 232-241.

[11] 张功成, 米立军, 吴景富, 等. 凸起及其倾没端——琼东南盆地深水区大中型油气田有利勘探方向[J]. 中国海上油气, 2010, 22(6): 360-368. Zhang Gongcheng, Mi Lijun, Wu Jingfu, et al. Rises and their plunges: Favorable exploration directions for major fields in the deepwater area, Qiongdongnan basin[J], China Offshore Oil and Gas, 2010, 22(6): 360- 368.

[12] 张功成. 南海北部陆坡深水区构造演化及其特征[J]. 石油学报, 2010, 31(4): 528-533. Zhang Gongcheng, Tectonic evolution of deepwater area of northern continental margin in South China Sea[J]. Acta Petrolei Sinica, 2010, 31(4): 528-533.

[13] 张功成, 米立军, 吴时国, 等. 深水区——南海北部大陆边缘盆地油气勘探新领域[J]. 石油学报, 2007, 28(2): 15-14, 21. Zhang Gongcheng, Mi Lijun, Wu Shiguo, et al. Deepwater area—the new prospecting targets of northern continental margin of South China Sea[J]. Acta Petrolei Sinica, 2007, 28(2): 15-14, 21.

[14] 李绪宣, 刘宝明, 赵俊青. 琼东南盆地古近纪层序结构、充填样式及生烃潜力[J]. 中国海上油气, 2007, 19(4): 217-223. Li Xuxuan, Liu Baoming, Zhao Junqing. Paleogene sequence configuration, depositional filling pattern and hydrocarbon generation potential in Qiongdongnan basin[J]. China Offshore Oil and Gas, 2007, 19(4): 217- 223.

[15] 张功成, 何玉平, 沈怀磊. 琼东南盆地崖北凹陷崖城组煤系烃源岩分布及其意义[J]. 天然气地球科学, 2012, 23(4): 654-661. Zhang Gongcheng, He Yuping, Shen Hualei. Distribution of Yachen formation coal measure in Yabei sag in Qiongdongnan basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2012, 23(4): 654-661.

[16] 魏喜, 邓晋福, 谢文彦, 等. 南海盆地演化对生物礁的控制及礁油气藏勘探潜力分析[J]. 地学前缘, 2006, 12(3): 245-252. Wei Xi, Deng Jinfu, Xie Wenyan, et al. Constraints on biogenetic reef formation during evolution of the South China Sea and exploration potential analysis[J]. Earth Science Frontiers, 2006, 12(3): 245-252.

[17] 席敏红, 周兴海, 王琳, 等. 琼东南盆地深水区生物礁发育模式研究[J]. 石油实验地质, 2014, 36(4): 435- 441. Xi Minhong, Zhou Xinghai, Wang Lin, et al. Bioherm developmental mode in deepwater area of Qiongdongnan basin[J]. Petroleum Geology and Experiment, 2014, 36(4): 435-441.

[18] 王万银, 张瑾爱, 刘莹, 等. 利用重磁资料研究莺—琼盆地构造分界及其两侧断裂特征[J]. 地球物理学进展, 2013, 28(3): 1575-1583. Wang Wanyin, Zhang Jinai, Liu Ying, et al. Research on the tectonic boundary of Ying-Qiong basin and adjacent faults` feature based on gravity and magnetic[J]. Progress in Geophysics, 2013, 28(3): 1575-1583.

[19] 张云帆, 孙珍, 郭兴伟, 等. 琼东南盆地新生代沉降特征[J]. 热带海洋学报, 2008, 27(5): 30-36. Zhang Yunfan, Sun Zhen, Guo Xingwei, et al. Tectonic subsidence characteristics of Qiongdongnan basin in Cenozoic[J]. Journal of Tropical Oceanolography, 2008, 27(5): 30-36.

[20] 钟志洪, 王良书, 李绪宣, 等. 琼东南盆地古近纪沉积充填演化及其区域构造意义[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2004, 24(1): 29-36. Zhong Zhihong, Wang Liangshu, Li Xuxuan, et al. The Paleogene basin-filling evolution of Qiongdongnan basin and its relation with seafloor spreading of the South China Sea[J]. Marine Geology and Quaternary Geology, 2004, 24(1): 29-36.

[21] 孙晓猛, 张旭庆, 张功成, 等. 南海北部新生代盆地基底结构及构造属性[J]. 中国科学: 地球科学, 2014, 6: 022. Sun Xiaomeng, Zhang Xuqing, Zhang Gongcheng, et al. Texture and tectonic attribute of Cenozoic basin basement in the northern South China Sea[J]. Science China: Earth Science, 2014, 6: 022.

[22] 刘兵, 吴世敏, 龙根元, 等. 琼东南盆地基底特征及其构造演化[J]. 地球物理学进展, 2012, 27(4): 1465- 1475. Liu Bing, Wu Shimin, Long Genyuan, et al. Basement characteristics and tectonic evolution in Qiongdongnan basin[J]. Progress in Geophysics, 2012, 27(4): 1465- 1475.

[23] 鲁宝亮, 孙晓猛, 张功成, 等. 南海北部盆地基底岩性地震-重磁响应特征与识别[J]. 地球物理学报, 2011, 54(2): 563-572. Lu BaoLiang, Sun Xiaomeng, Zhang Gongcheng, et al. Seismic-potential field response characteristics and identification of basement lithology of the northern South China Sea basin[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2011, 54(2): 563-572.

[24] 张伙带, 谈晓冬. 海南岛早白垩世红层磁组构和古地磁新结果[J]. 地球物理学报, 2012, 54(12): 3246-3257. Zhang Huodai, Tan Xiaodong. New AMS and paleomagnetic results of Early Cretaceous red beds from Hainan island[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2012, 54(12): 3246-3257.

[25] 林珍, 张莉, 钟广见. 重磁震联合反演在南海东北部地球物理解释中的应用[J]. 物探与化探, 2013, 37(6): 968-975. Lin Zhen, Zhang Li, Zhong Guangjian. The application of gravity magnetic seismic joint inversion to the comprehensive interpretation of geophysics in the northern South China Sea[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2013, 37(6): 968-975.

[26] 金强. 裂谷盆地生油层中火山岩及其矿物与有机质的相互作用[J]. 地球科学进展, 1998, 13(6): 542-546. Jin Qiang. Hydrocarbon generation in rift basins, Eastern China: catalysis and hydrogenation—interaction between volcanic minerals and organic matter[J]. Advance in Earth Science, 1998, 13(6): 542-546.

[27] 何家雄, 祝有海, 马文宏, 等. 火山、泥火山/泥底辟及含气陷阱与油气运聚关系[J]. 中国地质, 2010, 37(6): 1720-1732. He Jiaxiong, Zhu Youhai, Ma Wenhong, et al. Volcanoes, mud volcanoes/mud diapers and gas traps and their relationship with oil and gas[J]. Geology in China, 2010, 37(6): 1720-1732.

[28] 吴玉坤, 胡明毅, 刘志峰, 等. 琼东南盆地崖北凹陷崖城组沉积相及煤系烃源岩分布[J]. 天然气地球科学, 2013, 24(3): 582-590. Wu Yukun, Hu Mingyi, Liu Zhifeng, et al. The sedimentary facies and coal measures source rock distribution of Yachen formation in Yabei sag, Qiongdongnan basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2013, 24(3): 582- 590.

[29] 王璞珺, 迟元林, 刘万洙, 等. 松辽盆地火山岩相: 类型, 特征和储层意义[J]. 吉林大学学报: 地球科学版, 2003, 33(4): 449-456. Wang Pujun, Chi Yuanlin, Liu Wanzhu, et al. Volcanic facies of the Songliao basin: classification, characteristics and reservoir significance[J]. Journal of Changchun University of Science and Technology, 2003, 33(4): 449-456.

[30] 孙淑艳, 李艳菊, 彭莉, 等. 火成岩地震识别及构造描述方法研究[J]. 特种油气藏, 2003, 10(1): 47-50. Sun Shuyan, Li Yanju, Peng Li, et al. Study on seismic identification and structure description of igneous rock[J]. Special Oil and Gas Reservoirs, 2003, 10(1): 47-50.

Gravity magnetic seismic joint interpretation of geophysics: Application in Yabei sag

Su Da-li1, 2, Ou-yang Min3, Fu Yong-tao1, Yuan Quan-she3, Zhou Zhang-guo1

(1. Key Laboratory of Marine Geology and Environment, Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. CNOOC Ltd., Zhanjiang Branch, Zhanjiang 524057, China)Received：Jul. 8, 2015

joint inversion; Qiongdongnan Basin; Yabei sag; seismic response characteristics; density model

The northern part of South China Sea is geologically complex; thus, the use of single seismic methods may not provide adequate geological interpretation. Based on a regional geological knowledge, this study uses the joint inversion of marine gravity and magnetic data. The logging of information and a seismic section are used to build a reasonable 2.5D initial model for conducting the inversion calculation. The result reveals that the stratum in Yabei sag have a typical four-layers model. Density of the deposited substrate is 2.70 g/cm3, and density of sedimentary strata is between 2.18 g/cm3and 2.51 g/cm3. Evidence shows that the geological anomaly piercing upwards is an igneous diapir of low density and medium susceptibility that was formed in the lateNeogene era and that its presence and related volcanic activities may have a considerable impact on the formation and storage of oil and gas in Yabei sag.

P714+.8

A

1000-3096(2016)07-0140-11

10.11759/hykx20150708002

2015-07-08;

2015-10-23

中国科学院海洋战略先导科技专项(XDA1103010102)

[Foundation: Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences, No. XDA1103010102]

苏达理(1990-), 男, 河南郑州人, 硕士研究生, 主要从事海洋重磁数据处理与解释研究, E-mail: sudali9066@163.com; 付永涛,通信作者, 男, 副研究员, E-mail: ytfu@qdio.ac.cn

(本文编辑: 刘珊珊)