地震地層學

地震地層學是把地层学和沉积学特别是岩性、岩相的研究成果，运用到地震解释工作中，把地震资料中蕴藏的地层和沉积特征的信息充分利用起来，做出系统解释的方法Vail, P.R., et al. 1977 Seismic Stratigraphy and Global Changes of Sea Level in AAPG Memoir 26(DOI:https://doi.org/10.1306/M26490C3)。地震地层学以反射地震资料为基础，进行地层划分对比、判断沉积环境、预测岩相岩性，主要用于各种沉积矿产，特别是油气资源的调查勘探Sheriff, R.E., and Sheriff, M.S., 1980. Seismic Stratigraphy. ISBN 978-0-934634-51-9, DOI 10.1007/978-94-011-6395-8。

 基本概念 

地震反射是由於上下介質物性不同，而造成的反射波，連續的反射同相軸是地震反射面。它和層理面（bedding surface）是平行的。層理面的形成是由於沉積環境的變異，引起上下層沉積物不同，而造成的界面。因此層理面分割了上下層不同的沉積環境。所以平行于時間面。故地震反射面也是平行于時間面.地震反射面的中斷也代表地層的消失尖滅。 地層在地質剖面上所觀察到的削蝕（erosion），頂超（toplap），上超（onlap）及下超（downlap）等沉積構造。在地震剖面均可認出Payton, C.E., 1977 Seismic stratigraphy- — Applications to Hydrocarbon Exploration. AAPG memoir 26. ISBN 9781629812052。

 研究方法 

 建立地震層序 
首先建立在地震剖面上認出代表侵蝕不整合面（erosional unconformity）的地震層序界面（seismic sequence boundary）。這層序界面是一個地震反射面，其上有削蝕及上超，其下有頂超及下超等沉積構造。兩地震層序界面之間的層段，為一個地震層序（seismic sequence）單元。這個地震層序上下均爲侵蝕不整合面，代表兩次海退期。中間夾著一次海侵期的沉積物。因此在一個地震層序内， 可再劃分在底部的海退體系（regressive systems tract）。中部為海侵體系（transgressive systems tract）和上部的另一個海退體系。體系的劃分是根據最大海泛面及反射面上超及下超的幾何形狀 Berg, O.R. and Woolverton, D.G., 1985.Seismic Stratigraphy II: An Integrated Approach to Hydrocarbon Exploration .AAPG Memoir 39. ISBN 9780891813163。

 地震相描述 
每一體系再按其内含的地震反射參數（結構、連續性、振幅、頻率和層速度等）劃分不同地震相（seismic facies）。 再由不同地震相的平面上的分佈。根據已知沉積環境模式綜合鄰近鑽井資料，預測地震相的岩性 Ramsayer, G.R., 1979.
Seismic Stratigraphy, a Fundamental Exploration Tool .
Paper presented at the Offshore Technology Conference, Houston, Texas, April 1979. Paper Number: OTC-3568-MS
https://doi.org/10.4043/3568-MS。

 估計相對海平面變化 
一個盆地内的相對海平面升降變化的研究 可由地震剖面上超及頂超位置，推算海平面相對升降變化。相對海平面上升，可由最高上超點為標誌，代表該期海侵最高海面。其下均爲海侵體系。相對海平面靜止期時，沉積物向外海緩坡上堆積，故形成頂超現象。相對海平面下降的幅度，可從一個地震層序的最高上超位置，到上覆地震層序中的的最低上超部位推算Wilgus C.K. et al ., 1988. Sea-Level Changes: An Integrated Approach SEPM special publication #42. ISBN 978-0-918985-74-3。

 應用推廣 
 石油勘探 
早期地震地層學的應用僅限於石油工業界，這是因為高分辨率地震數據必須通過複雜的數據採集和處理，而這些技術僅限於石油工業界。 這種高分辨率數據能去除繞射和多次波噪聲，使得層序界面在地震記錄上很容易識別。 在 1970 年代末和 1980 年代，在文獻中只有少數與地震地層學相關的學術報告，大多數的研究報告只在石油公司内部流通，專注於石油儲層，蓋層和油源岩的探索 Smith, W M, and Breyer, J A. Sequence stratigraphy and hydrocarbon exploration，Conference: Annual meeting of the American Association of Petroleum Geologists, Houston, TX, USA, 20 Mar 1988 ，https://www.osti.gov/biblio/6083899 。

 全球海平面變化 

由於建立層序界面是地震地層分析的主要要素，因此上超、超超和下超是最早觀察到的沉積特徵之一。 這就啓發對相對海平面變化的研究而最終綜合成全球海平面演變C.P. Summerhayes(1986)Sealevel curves based on seismic stratigraphy: Their chronostratigraphic significance,Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology,
Volume 57, Issue 1,Pages 27-41,ISSN 0031-0182,https://doi.org/10.1016/0031-0182(86)90004-0.
(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0031018286900040)Andrew D. Miall (1986) Eustatic Sea Level Changes Interpreted from Seismic Stratigraphy: A Critique of the Methodology with Particular Reference to the North Sea Jurassic Record,AAPG Bulletin 70 (2): 131–137.https://doi.org/10.1306/9488563D-1704-11D7-8645000102C1865D。
 盆地演化 

早期學術機構研究盆地演化，通常受到有限的岩石露頭或地層鑽井記錄的資料，其結論是片面的。但區域地震勘探資料能夠提供盆地沉積構造的 3D 透視圖，一旦多道地震數據可供學術機構使用，這就促使許多科研項目專注於盆地演化的研究。 目前各種構造環境中的盆地沉積和構造歷史均有報告。 Pei-Hsin Chen等人於1983年開創了基於地震地層學的南海大陸邊緣發育工作。 高分辨率數據能識別第四階沉積旋回，並揭示低水位扇、低水位楔、海侵系統域和高水位三角洲的存在，而大陸邊緣演變是通過這些沉積單位的重復堆積Percy P. H. Chen, Zhi Yuong Chen, Qi Min Zhang; Sequence Stratigraphy and Continental Margin Development of the Northwestern Shelf of the South China Sea. AAPG Bulletin 1993;; 77 (5): 842–862. doi: https://doi.org/10.1306/BDFF8D76-1718-11D7-8645000102C1865D。

弧前盆地的構造歷史也經由Beaudry 和 Moore (1985) 的證明，與大陸架相似，大陸架是在高水位期間，通過橫向及向上積加的向盆地推進Desiree Beaudry, Gregory F. Moore; Seismic Stratigraphy and Cenozoic Evolution of West Sumatra Forearc Basin. AAPG Bulletin 1985;; 69 (5): 742–759. doi: https://doi.org/10.1306/AD4627FE-16F7-11D7-8645000102C1865D。

更複雜的盆地演化也經由Boyd 等人於 1993 年在埃克斯茅斯高原（Exmouth Plateau）的報告提出。在這些高分辨率的地震資料中可認出克拉通內盆地的演化。其特徵是多次裂谷期-分裂期，及後分裂期的組合，最終以碰撞結束盆地地沉積歷史Boyd, R., Williamson, P. and Haq, B.U. (1993). Seismic Stratigraphy and Passive-Margin Evolution of the Southern Exmouth Plateau. In Sequence Stratigraphy and Facies Associations (eds H.W. Posamentier, C.P. Summerhayes, B.U. Haq and G.P. Allen). https://doi.org/10.1002/9781444304015.ch29。

參考文獻

Cat:地震