[发明专利]运用地震资料确定三维空间内断层滑动参数的定量化方法

摘要

本发明公开了一种运用地震资料确定三维空间内断层滑动参数的定量化方法，其特征在于以下步骤：步骤S1：过工区内某一点选择两条不同方向地震剖面，通过剖面解释分别给出某一断层界面和被同一断层切割的两个不同产状的地层界面沿不同地震剖面方向的视倾向和视倾角，然后进一步确定出各地质界面的真产状；步骤S2：根据断层和断盘地层的真产状，运用作图法确定断盘地层界面和断层面的交线的产状；步骤S3：引入断层运动的地震学表征参数，根据断层效应特征确定断层在相应构造期的三维空间内实际滑动参数(总滑移量和滑移角)。本发明的有益效果是：可用于准确判断断层的运动性质，同时可定量确定断层的运动参数(滑移量、滑移角)。

主权项

1.一种运用地震资料确定三维空间内断层滑动参数的定量化方法，其特征在于包括如下步骤：步骤S1：过工区内某一点选择两条不同方向地震剖面，通过剖面解释分别给出某一断层界面和被同一断层切割的两个不同产状的地层界面沿不同地震剖面方向的视倾向和视倾角，然后进一步确定出各地质界面的真产状；步骤S2：根据断层和断盘地层的真产状，运用作图法确定断盘地层界面和断层面的交线的产状，即倾伏向和倾伏角，侧伏向和侧伏角；步骤S21：确定断盘地层界面和断层面交线的倾伏向和倾伏角；指定某一方向为正北方向，以其为基准，从某一点B出发，做两条射线分别代表断层面和地层界面的倾向线，并按一定比例尺分别截取倾向线段BL、BM的长度为断层界面和地层界面倾角的余切值；步骤S22：过两倾向线段的终点L、M分别作相应倾向线的垂线，分别代表断层面和地层界面的走向线，两者相交于一点P，连接点B与两界面走向线交点P，点B到两界面走向线交点P的方位即为断层面和地层界面交线的倾伏向，点B到两界面走向线交点P的距离为断层面和地层界面交线倾伏角的余切值，据此求出交线的倾伏角γ；步骤S23：断层面走向线方位，即射线LP的方位，也代表地层界面和断层面的交线在断层面上的侧伏向；令断层面倾角为α1，根据几何关系，地层界面和断层面的交线在断层面内的侧伏角θ0为：θ0＝arcsin(sinγ/sinα1)；步骤S3：引入断层运动的地震学表征参数，借助垂直于断层走向的地震剖面解释或地震水平切片，通过已知的两个不同产状的地层界面被同一断层在某一构造活动期的错段情况，根据断层效应特征，确定断层在相应构造期的三维空间内实际滑动参数，总滑移量和滑移角；所述步骤S3包括如下步骤：步骤S31：作为本技术方法的基础，需要对断层的基本运动参数给一个界定；为了相对简单地表征断层的运动，这里引入Aki and Richards在地震学中给出的断层基本参数：走向，滑移角和滑移量；定义走向为沿走向看断层，上盘位于观察者的右手边，从而断层的走向只有一个；断层上盘相对于下盘的滑动定义为断层的滑移，断层的滑移是一个矢量，用来表示，滑移矢量的方向为滑动方向，滑移矢量的大小U，相当于构造地质学中断层的滑距；断层滑动方向与断层走向之间的夹角定义为滑移角λ，‑π<λ≤π，规定从断层走向以逆时针转至滑移矢量时滑移角为正，顺时针转至滑移矢量时滑移角为负，从升降运动看，上盘相对上升时λ>0，上盘相对下降时λ<0；从水平运动看，两盘相对左旋错动时，‑π/2<λ<π/2，两盘相对右旋错动时π/2<λ<π或‑π<λ<‑π/2；在断层面内断层滑移矢量可进一步分解为走向滑移矢量和倾斜滑移矢量其中，矢量和的大小U_h和U_v分别相当于构造地质学中的走向滑距和倾斜滑距；倾移滑移量U_v与断层落差H_f之间则满足U_v＝H_f/sinα₁,α₁为断层面倾角；根据滑移角λ的定义，断层垂向位移Uv以逆断运动为正，正断运动为负；水平位移Uh以左旋运动为正，右旋运动为负；步骤S32：在步骤S1的基础上，对研究区内垂直于某一断层走向的地震剖面进行构造解释，给出被同一断层切割的产状不同的两个地层界面的视倾斜滑移量Uvs1、Uvs2，规定以逆冲运动为正，并结合步骤S2及S31确定出产状不同的两个地层界面和该断层界面的交线在断层面上的侧伏角θ1、θ2；侧伏角的正负号规定：当地层与断层面交线在断层面上的侧伏向与按照S31界定的断层走向一致时，交线的侧伏角θ为正，此时θ＝θ0，θ0为根据步骤S23得到的侧伏角；当交线侧伏向与按照S31界定的断层走向相反时，侧伏角θ为负，即θ＝‑θ0；步骤S33：利用下列方程组确定断层的实际倾斜滑移量Uv和实际水平滑移量Uh；式中：θ1、θ2分别为被同一断层同期活动切割的产状不同的两个地层界面与断层界面的交线在断层面上的侧伏角；Uvs1、Uvs2分别为垂直于断层走向的地震剖面内产状不同的两个地层界面的视倾斜滑移量，以逆冲运动为正；Uv和Uh分别为断层的实际倾斜滑移量和实际水平滑移量；步骤S34：通过三维地震资料构造解释，根据某一地震水平切片确定出产状不同的两个地层界面沿同一断层的视走向滑移量Uhs1、Uhs2，规定以左旋滑移为正，然后利用下列方程组确定断层的实际倾斜滑移量Uv和实际水平滑移量Uh；式中：Uhs1、Uhs2分别为某一地震水平切片内产状不同的两个地层界面沿同一断层的视走向滑移量，规定以左旋滑移为正；其他参数含义同上；步骤S35：根据步骤S33或步骤S34确定的数据U_v、U_h，得到断层的实际总滑移量U为：步骤S36：根据步骤S33或步骤S34求出的实际倾斜和水平滑移量Uv和Uh，利用下式确定出滑移角λ：