宋玉婷，鄔光輝，田威振，徐云貴，馬兵山

（西南石油大學(xué) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川成都 610500）

走滑斷層是由左右兩盤斷塊形成相對(duì)滑動(dòng)特征的斷層，對(duì)相關(guān)圈閉的形成與運(yùn)移具有控制作用[1-2]。近幾年，塔里木地區(qū)發(fā)現(xiàn)了由走滑斷層控制的特大型碳酸鹽巖油氣田，發(fā)現(xiàn)了走滑斷層對(duì)儲(chǔ)層具有一定的建設(shè)作用，并且會(huì)有復(fù)雜的油氣分布產(chǎn)生[3]。前人對(duì)于四川盆地的走滑斷層研究較少，近期認(rèn)為其可能存在走滑斷層，并對(duì)其走滑斷層進(jìn)行了梳理，認(rèn)為川中地區(qū)一共存在8條北西西向一級(jí)走滑斷層和多條北西西向、北東向次級(jí)走滑斷層[3-4]。但對(duì)于該地區(qū)的走滑斷層的識(shí)別精度較低，難以滿足后期的勘探開發(fā)需求。針對(duì)川中地區(qū)已存在的走滑斷層，如何提高其識(shí)別精度，研究其斷裂破碎帶問題，本文基于川中地區(qū)高精度三維地震數(shù)據(jù)，擬采用導(dǎo)航金字塔技術(shù)，識(shí)別斷層破碎帶，以期為走滑斷層控儲(chǔ)控藏研究提供依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

高石梯-磨溪地區(qū)在構(gòu)造上位于川中平緩構(gòu)造帶南部（圖1），屬于上揚(yáng)子地區(qū)的最穩(wěn)定地塊[5]。經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[6-7]，澄江運(yùn)動(dòng)后形成穩(wěn)定基底，在晚震旦世發(fā)生桐灣運(yùn)動(dòng)，整體抬升，遭受風(fēng)化剝蝕，受興凱地裂運(yùn)動(dòng)作用，形成克拉通裂陷。早寒武世發(fā)生地殼抬升活動(dòng)，發(fā)育形成樂山-龍女寺古隆起。晚寒武紀(jì)世發(fā)生郁南運(yùn)動(dòng)，古隆起擴(kuò)展，奧陶系超覆于寒武系。志留系末期發(fā)生廣西運(yùn)動(dòng)，古隆起持續(xù)抬升。中二疊世末期發(fā)生東吳運(yùn)動(dòng)，四川盆地整體抬升，川中地區(qū)茅口組遭遇強(qiáng)烈的風(fēng)化剝蝕作用。三疊系發(fā)生安縣造山運(yùn)動(dòng)，整體抬升。最終經(jīng)歷燕山運(yùn)動(dòng)和喜山運(yùn)動(dòng)后成型。

圖1 高石梯-磨溪地區(qū)位置及構(gòu)造綜合柱狀圖

研究區(qū)發(fā)育有震旦系、寒武系、二疊系、三疊系、侏羅系，奧陶系保存不完整，缺失志留系、泥盆系、石炭系、白堊系。其中寒武系下部發(fā)育碎屑巖，中上部發(fā)育碳酸鹽巖，中上二疊統(tǒng)發(fā)育海相碳酸鹽巖，早中三疊統(tǒng)發(fā)育海相碎屑巖和碳酸鹽巖，上三疊統(tǒng)主要發(fā)育陸相含煤層碎屑巖，侏羅系主要發(fā)育紅色陸相碎屑巖地層[8]。

2 方法技術(shù)

隨著勘探開發(fā)的深入，相干體分析技術(shù)作為大尺度斷層識(shí)別方法，對(duì)于斷裂斷距的大小和構(gòu)造變化的強(qiáng)弱，具有較好的響應(yīng)。但是對(duì)于油田開發(fā)的中后期來說，其已經(jīng)無法滿足精度要求，需要對(duì)隱蔽微小斷層進(jìn)行識(shí)別。最近，對(duì)于導(dǎo)航金字塔的識(shí)別微小斷層的研究引起了廣泛的關(guān)注。導(dǎo)航金字塔技術(shù)是結(jié)合方向可控濾波器理論和圖像金字塔分解技術(shù)，運(yùn)用方向?yàn)V波器的線性組合，在不同方向和不同的信號(hào)尺度上，對(duì)圖像進(jìn)行金字塔分解得到子帶信息組成的可控方向金字塔，經(jīng)過濾波，對(duì)子帶圖像進(jìn)行反傅里葉變換，最后方向可控金字塔重構(gòu)濾波圖像。

2.1 可控方向金字塔原理

一般以高斯函數(shù)G（x，y）作為濾波函數(shù)，并對(duì)其做x方向、y方向和xy方向的二階導(dǎo)數(shù)即為三個(gè)方向的基方向?yàn)V波器，空間中的任何方向均可用這三個(gè)方向的任意線性組合表示[9]。

2.2 圖像金字塔分解技術(shù)

圖像金字塔由一系列從下至上圖像尺度逐漸變化的圖像組成的金字塔結(jié)構(gòu)，最下部圖像為大尺度、分辨率高，上部為小尺度圖像、分辨率低，除最底部圖像外，均由上層圖像經(jīng)過濾波處理后降采樣得到[10]。

其中，Gk代表金字塔的第k層，W（m，n）代表具有低通特性的窗口函數(shù)。

3 結(jié)果分析

通過對(duì)高石梯-磨溪地區(qū)高精度三維地震數(shù)據(jù)體沿寒武系底部提取導(dǎo)航金字塔屬性與相干屬性（圖2），可以明顯看到導(dǎo)航金字塔屬性效果明顯優(yōu)于相干屬性。首先在主干斷層部分，相干屬性僅展示了大部分主干斷層，而導(dǎo)航金字塔屬性對(duì)于主干斷層的顯示及其延伸性具有較好的響應(yīng)。其次，對(duì)于微小斷裂以及分支斷裂顯示效果來看，導(dǎo)航金字塔屬性對(duì)于該類斷層的響應(yīng)效果更好，斷層的方向性、延伸性更加清晰，并且對(duì)于斷層連接部位的構(gòu)造樣式刻畫更為清晰。最后，對(duì)于隱蔽斷層的顯示，導(dǎo)航金字塔可以清晰識(shí)別出NE向的隱蔽小斷層，但其在相干屬性上僅有模糊線性特征。

圖2 高石梯-磨溪地區(qū)高精度三維地震數(shù)據(jù)寒武系底界屬性圖

結(jié)合平面的導(dǎo)航金字塔屬性與剖面上的斷層解釋，在高石梯磨溪地區(qū)寒武系識(shí)別出6條北西向大型走滑斷層，2條北西西向走滑斷層以及少量的北東向走滑斷層（圖3），研究區(qū)內(nèi)走滑斷裂的構(gòu)造樣式復(fù)雜多樣，平面展布清晰明了，斷裂帶分段差異明顯。在平面上可以明顯看到線性構(gòu)造、雁列構(gòu)造、拉分構(gòu)造、辮狀構(gòu)造、軟連接構(gòu)造、側(cè)列疊覆構(gòu)造以及研究區(qū)東南部的馬尾構(gòu)造。部分走滑斷裂帶中的微型地塹，在早期繼承發(fā)育，受應(yīng)力場(chǎng)影響，位置發(fā)生偏移，繼而疊加改造形成系列斜列/雁列斷裂帶。斷層的南部形成大型的地塹或地壘，二者的相互交替形成辮狀構(gòu)造，辮狀構(gòu)造剖面呈現(xiàn)花狀構(gòu)造。從其典型剖面上可見，該地區(qū)剖面上帶具有復(fù)雜多樣的構(gòu)造樣式，自北向南，斷層剖面在構(gòu)造樣式和形態(tài)上呈現(xiàn)規(guī)律性變化，主要發(fā)育高陡線性構(gòu)造、負(fù)花狀構(gòu)造、上緩下陡以及傾向擺動(dòng)等典型走滑構(gòu)造，走滑斷層向下斷穿至基底，在寒武系底界延伸，在下二疊統(tǒng)變短消失，部分?jǐn)鄬永^承發(fā)育至下三疊統(tǒng)頂界，不同斷層在剖面上終止層位有所差異。高陡線性構(gòu)造向下斷穿基底，向上終止于中寒武統(tǒng)，斷層兩盤相對(duì)位移較大，地層變形較強(qiáng)，走滑斷層多處于張扭環(huán)境。負(fù)花狀構(gòu)造向上撒開，具有明顯的“下掉”特征，地層變形明顯，形成斷塹，表明斷層位于張扭性質(zhì)的構(gòu)造環(huán)境。

圖3 高石梯-磨溪地區(qū)平面斷裂綱要圖與典型剖面

由圖4可知，F(xiàn)3斷裂帶規(guī)模較大，具有明顯的分段性，存在不同的構(gòu)造樣式，由辮狀段、線性/斜交段、斜列/雁列段和馬尾段四種構(gòu)造樣式組成，與Allen年發(fā)表的經(jīng)典走滑斷裂構(gòu)造組合模型一致，屬于典型的走滑斷裂構(gòu)造組合模式。圖4是基于三維高精度地震資料提取的導(dǎo)航金字塔屬性。平面上由主干斷層和分支斷層組成的斷裂帶，沿主干斷裂兩邊發(fā)育，分支斷裂在南東向呈馬尾狀撒開。A1段為主干斷層相互截切交織的辮狀段，走滑斷裂處于壓扭的構(gòu)造環(huán)境中，發(fā)育正花狀構(gòu)造。A2段線性延伸，斷裂規(guī)模大，在發(fā)育單一高陡斷層，傾向接近90°，斷層左右盤落差大，并發(fā)生傾向變化。A3段為小型斷裂組成的斜列段，下凹上凸，其剖面南部發(fā)育負(fù)花狀構(gòu)造，張扭走滑斷層向下斷穿基底，向上發(fā)育至三疊系。A4段為斷裂帶的尾端，由多條分支斷裂組成，呈馬尾狀，發(fā)育為撒開斜交或花狀構(gòu)造，走滑斷層從基底發(fā)育向上斷穿二疊系。

4 結(jié)論

1）導(dǎo)航金字塔屬性對(duì)于隱蔽斷層的響應(yīng)效果更好，不僅能夠很好地反映走滑斷層的方向性與延伸性，而且對(duì)于斷層連接部位的刻畫更為清楚。

2）高石梯-磨溪地區(qū)內(nèi)走滑斷裂的構(gòu)造樣式復(fù)雜多樣，斷裂帶分段差異明顯。走滑斷層剖面在構(gòu)造樣式和形態(tài)上呈現(xiàn)規(guī)律性變化，主要發(fā)育高陡線性構(gòu)造、負(fù)花狀構(gòu)造、上緩下陡以及傾向擺動(dòng)等典型走滑構(gòu)造。

3）F3斷裂帶規(guī)模較大，具有明顯的分段性，由辮狀段、線性/斜交段、斜列/雁列段和馬尾段四種構(gòu)造樣式組成，屬于典型的走滑斷裂構(gòu)造組合模式。