平面低角度断裂切割关系组合与解析

焦立波

(中海石油(中国)有限公司湛江分公司，广东 湛江 524057)

1 区域断裂体系

海中凹陷地处北部湾盆地北部坳陷带，北与涠西南凹陷相邻，西被涠西南断裂所限，东、南分别与乌石凹陷、海头北凹陷相望(图1)。北部湾盆地区域上发育北东、北西与东西向3组断裂体系[1～5]。北东向断裂属于幕式断裂，早期(中生代及之前)受北西向区域应力挤压推覆形成压扭性断裂，后期(晚白垩世至古近纪)受区域拉张应力作用再次活动形成拉张断陷，控制盆地的形成与演化。北西向断裂属于幕式断裂，同期或晚于北东向断裂，早期(中生代及之前)属于古地中海构造带东缘(北西向构造)，与北东向断裂相互切割，后期(晚白垩世至古近纪)受古南海盆地向南俯冲拉张及红河断裂左旋走滑应力作用再次活动，加剧了盆地的形成和盆地内断裂的发育。近东西向断裂属于晚期断裂，晚白垩世-古近纪受古南海盆地向南俯冲拉张作用，形成控制盆地边界及沉积断裂。

图1 北部湾盆地构造纲要图

2 断裂组合关系解析

2.1 层位解释矛盾性分析

注：t1、t2为等时相干切片的提取时刻；为地震反射界面。图2 海中凹陷东区南北向地震剖面

2.2 断裂识别与解析

在断层识别方面，诸多学者做过相关的研究[7～10]，方法主要包括相干算法、波形分析、曲率法、蚂蚁追踪、分频、谱分解、时频三原色法等，再通过地层切片技术将断裂在平面上体现的信息进行识别，达到断裂解释的目的。由于海中凹陷东区的三维地震资料信噪比低、成像较差，不能很好地反映出小断裂的信息，上述识别方法的效果均不理想。因此，笔者采用构造导向滤波技术进行复杂断裂的识别。该方法是针对叠后地震资料的一种特殊去噪方法，采用“各向异性扩散”的平滑算法，即只对平行于地震同相轴的信息进行平滑操作，而对垂直于地震同相轴方向的信息不做任何平滑：首先对地震资料进行倾角体估算，选择合适的滤波参数对地震体进行构造导向滤波；然后再进行中值滤波等操作；最后将滤波后的地震数据体进行一系列的相干属性分析，选择优势属性进行小断裂的识别。构造导向滤波后，可使得原本连续的同相轴更加连续，同相轴的扭曲、错断现象更加明显，断层信息得到了更好的保留，凸显了小断层的地震响应特征。

从构造导向滤波前后的地震剖面及频谱分析(图3)可以看出，主频和频带宽度几乎无变化，说明该方法并未改变地震资料的原有特性，只是消除了部分噪声。利用上述方法进行地震资料处理与相干分析，运用时间切片技术，提取了t1和t2时刻的等时相干切片(图4)，来证实断层F2是否存在。断层F1和F2在相干切片上可以清晰识别，t1时刻上断层F1在F2的北侧，向下经过断层切割部位后，在t2时刻上断层F1在F2的南侧，说明断层F2是真实存在的。断层F2的西段走向为北东向，自西向东走向逐渐转变为北东东-近东西向，断层F2在东段与F1断层低角度切割，几乎平行。

图3 构造导向滤波处理前后地震剖面及频谱分析对比

图4 F1与F2构造区不同时刻等时相干切片

2.3 解释合理性论证

剖面平衡是一个基本的地质规律。平衡地质剖面可以理解为遵循物质守恒原理，遵循岩层长度或面积变形前后不变的原则，将变形剖面恢复到沉积地层状态的剖面。通过对现今的地质剖面进行反演，逐层回剥，遵循平衡剖面原理，对关键断层的形成期次进行分析，判断断层与地层动态配置关系在构造变形中是否合理。若剖面能够平衡，说明资料解释是合理的。

图5 海中凹陷东区南北向构造演化剖面

2.4 断裂组合关系

断裂平面组合关系，直接影响到圈闭的大小与规模，断裂切穿层位与圈闭形成时期的配置关系，是直接影响圈闭能否成藏的关键因素。综合上述解析结果，对海中凹陷东区三维地震区的断裂进行组合(图6)，可以看出，主要存在北东向、北西向、近东西向3组断裂类型，还存在一些应力转换过程中的过渡类型。断层F2是涠洲组二段沉积时期形成的北东-北东东向断层，其东段走向逐渐转变为北东东向，属于应力过渡类型的断层；后期断层F1走向为近东西向，与断层F2近平行切割，形成了复杂的组合关系，在剖面上2个断层形成对掉的复合样式，该种特殊的组合样式是非常少见的。若断层F2形成时间晚于断层F1，则断层F2的延伸长度会被断层F1所限或切割断层F1继续向北东方向延伸；若断层F2规模较小，则会被断层F1所限，而不是继续平行切割于断层F1向前延伸。因此，就目前该种断裂组合而言，断层F2是先存断裂，属于早期断裂，断层F1晚期形成，规模大、延伸长，在东段与断层F2形成平行对向切割关系，与区域应力场的转变特征相符合。断层F1南掉，其北侧形成了大型断鼻-断块圈闭，规模大，靠近北部烃源岩，断层F1切穿流沙港组二段烃源岩，油气运移条件优越，成藏概率大。

图6 海中凹陷东区断裂系统图

3 结语