Summary
Tredimensionella (3D) speglar seismologi är en kraftfull metod för imaging subsurface vulkaner. Genom att använda industriell 3D seismologiska data från Tarimbäckenet, illustrera vi hur till extraktet fönsterbrädorna och ledningarna av markytan vulkanerna från seismiska datakuber.
Abstract
Morfologi och strukturen på VVS-system kan ge viktig information om utbrott och stil av basalt lavafält. Det mest kraftfulla sättet att studera subsurface geo-organ är att använda industriella 3D speglar seismologiska imaging. Strategier för att bilden subsurface vulkaner är dock mycket annorlunda än olja och gas reservoarer. I denna studie behandlar vi seismiska datakuber från norra Tarimbäckenet, Kina, att illustrera hur att visualisera fönsterbrädorna genom opacitet rendering teknik och bild ledningarna genom tiden-skärning. I det första fallet isolerade vi sonder av seismiska horisonter märkning kontakterna mellan fönsterbänkar och innesluta strata, tillämpa opacitet rendering tekniker för att extrahera fönsterbänkar från seismiska kuben. Den resulterande detaljerad sill morfologin visar att flödesriktningen är från stadens dome till rim. I andra seismiska kuben använder vi tid-skivor till bild ledningarna, som motsvarar till markerade diskontinuiteter inom encasing klipporna. Att de Tarim översvämning basalts utbröt från centrala vulkaner, matas av separata pipe-liknande conduits, visar en uppsättning av tid-slices erhålls på olika djup.
Introduction
Syftet med de flesta industriella seismiska imaging projekt i sedimentära bassänger är att utforska för kolväte reservoarer. Under de senaste åren expanderat kolväten prospektering till bassänger som innehåller stora mängder av Magmatiska bergarter eftersom många av volcanogenic handfaten har betydande olje- och gas reservoarer. Dock på grund av gränssnittet i Magmatiska bergarter i volcanogenic flodområden presenterar seismiska databehandling en rad utmaningar som induceras av olika intrång, såsom minskad energiöverföring, inneboende dämpning, interferenseffekter, refraktion och spridning1. Därför fokuserar oljefält företag sina insatser på att minska sådana ”negativt” på seismiska imaging2,3,4.
Magmatiska kroppar inom sedimentära bassänger är lätt identifieras genom två dimensionell eller 3D seismik speglar imaging på grund av den stora akustiska impedansen kontrasten med encasing stenar1,5,6. Denna metod kan ge spektakulära bilder av både vertikala och horisontella strukturer av vulkaniska VVS system7,8,9,10,11,12,13. Strategier för imaging subsurface vulkan är dock mycket annorlunda än olja och gas explorations8,14,15. Detta har begränsat användningen av industriella seismiska data i studier av markytan vulkaner, frånsett några framgångsrika fall10,15,16. I detta papper rapportera vi detaljerade förfaranden för seismiska data behandlingen, som är anpassade för tolkning av markytan vulkaner. Vi behandlar två seismiska kuber, TZ47 och YM2 (figur 1), att visa hur man visualisera de begravda magmatiska kroppar i Tarim översvämning basalt17.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Vi visar nyttan av de tekniker som beskrivs ovan genom att tillämpa dem på 2 typer av magmatiska kroppar, horisontella fönsterbrädorna och vertikala vulkaniska ledningar. Utvinning av fönsterbrädorna utförs med hjälp av den ogenomskinlig rendering tekniken, och tolkningen av den vulkaniska conduit utförs med hjälp av skivning teknik.
Utvinning av fönsterbänkar
Industriella borrande brunnar har genomskuren många fönsterbänkar i området Yingmai-2 från norra Tarimbäckenet17, men 3D fördelningen av fönsterbrädorna är oklart. För att tolka fönsterbrädorna, behandlar vi 3D seismiska data från en seismisk kub i detta område. För det första, vi identifiera horisonter relaterade till förekomsten av fönsterbrädorna i seismiska kuben genom att korrelera de syntetiska seismograms med de seismiska tvärsnitt (figur 2A). Sedan in vi surface sonder (figur 2B) horisonter vill begränsa laterala omfattningen av fönsterbrädorna. Slutligen använder vi opacitet rendering för att extrahera geo-organ fönsterbrädorna (figur 2 c) från seismiska kuben. Vi finner att fönsterbrädorna förvandlas till separerade lava lober på den distala änden, vilket anger att flödesriktningen är från stadens dome till kanten av kupolen (figur 2 c).
Tolkning av vulkaniska conduit
Stegen som beskrivs i avsnitt 4, få vi sex tid skivor på olika djup i den ursprungliga seismiska kuben (figur 3A). Varians kropp tidsintervall visas också (figur 3B). Vi väljer olika skivning djup för variansen kropp tidsintervall eftersom den bästa upplösningen av denna metod uppnås på djup skiljer sig från den i den ursprungliga seismiska kuben. Det är tydligt att ledningarna kan avbildas av den tid som skivning teknik.
Figur 1: Skiss Geologisk karta över Tarim kontinentala översvämma Basalt18 och placeringen av seismiska kuber.
1. Tarim block; 2. öken; 3. större fel; 4. översvämning basalt; 5. seismiska kuber. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2: Förfaranden för att utvinna de Geo-organ av basaltisk fönsterbrädorna inneslutet i sedimentära Strata.
A. korrelation mellan de syntetiska seismogram (gröna barer runt borrning väl) och seismiska tvärsnitt; B. ytan sonder längs horisonten av fönsterbrädorna; C. extraherade geo-organ fönsterbrädorna, som ligger ovanför kupolen centrum (färgad med gråskala); D. en typisk diabas borrning core prov från TZ47 området. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3: Tredimensionella struktur av ledningarna.
Fotograferad av tid segment av den ursprungliga seismiska kuben (A) och åter beräknade sammanhängande kropp seismiska kuben (B). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Här visar vi 2 metoder för att illustrera morfologi och strukturen på VVS-systemet av begravda basaltisk vulkaner; en är opacitet rendering, den andra är tiden skivning.
Opacitet rendering metoden är lämplig för geo-organ som har kontinuerlig och nära horisontella gränssnitt med de encasing strata. Med den här metoden kan man extrahera 3D morfologi av magma lober. Normalt bör flödet riktningar längs den långa axeln av magma loberna. Det är också viktigt att ytan horisonter har hög reflektion koefficienter (R0). Om R0 är för låg på gränssnittet, kommer tolkar inte att kunna infoga ytan sonder till målet horisonter. Till exempel sonic hastighet av basaltisk fönsterbrädorna är cirka 5500 m/s och karbonater har liknande hastighet 6000 m/s12. Således, reflektionskoefficienten på sill-karbonat kontakter skulle vara för låg för att identifieras av surface sonder. När du använder denna teknik, krävs exakt kännedom om hastigheterna av målet vaggar. Om hastighet data inte är tillgängliga eller inte korrekt beräknade, blir tillämpning av denna metod till seismiska kuber mycket begränsad.
Den tid som skivning metod kan tillämpas på geo-organ som har ingen kontinuerlig och horisontella ytor. När de magmatiska intrång har sonic hastigheter skiljer sig mycket från den encasing rock (i de flesta fall högre än encasing rock), kan tolkar använda skivning teknik till bild gränserna mellan intrång och de omgivande klipporna. Om väggen rock har liknande sonic hastigheter, är det också mycket svårt att identifiera de magmatiska intrång från land klipporna.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har något att avslöja.
Acknowledgments
Författarna erkänner det finansiella stödet från NSFC till WT (grant nr 41272368) och QKX (grant nr 41630205).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| The Petrel E&P software platform | Schlumberger | software version:2014 |
References
- Smallwood, J. R., Maresh, J. The properties, morphology and distribution of igneous sills: modelling, borehole data and 3D seismic from the Faroe-Shetland area. Geol. Soc. London Spec. Publ. 197 (1), 271-306 (2002).
- Millett, J. M., Hole, M. J., Jolley, D. W., Schofield, N., Campbell, E. Frontier exploration and the North Atlantic Igneous Province: new insights from a 2.6 km offshore volcanic sequence in the NE Faroe-Shetland Basin. J. Geol. Soc. 173 (2), 320-336 (2016).
- Lee, G. H., Kwon, Y. I., Yoon, C. S., Kim, H. J., Yoo, H. S. Igneous complexes in the eastern Northern South Yellow Sea Basin and their implications for hydrocarbon systems. Mar. Pet. Geol. 23 (6), 631-645 (2006).
- Rateau, R., Schofield, N., Smith, M. The potential role of igneous intrusions on hydrocarbon migration, West of Shetland. Pet. Geosci. 19 (3), 259-272 (2013).
- Magee, C., et al. Lateral magma flow in mafic sill complexes. Geosphere. 12 (3), 809-841 (2016).
- Magee, C., Jackson, C. A. L., Schofield, N. Diachronous sub-volcanic intrusion along deep-water margins: insights from the Irish Rockall Basin. Basin Res. 26 (1), 85-105 (2014).
- Symonds, P., Planke, S., Frey, O., Skogseid, J. Volcanic evolution of the Western Australian continental margin and its implications for basin development. The sedimentary basins of Western Australia. 2, 33-54 (1998).
- Thomson, K., Hutton, D. Geometry and growth of sill complexes: insights using 3D seismic from the North Rockall Trough. BVol. 66 (4), 364-375 (2004).
- Planke, S., Rasmussen, T., Rey, S., Myklebust, R. Petroleum Geology: North-West Europe and Global Perspectives-Proceedings of the 6th Petroleum Geology Conference. Doré, A. G., Vining, B. A. 6, Geological Society. London. 833-844 (2005).
- Magee, C., Hunt Stewart,, E,, Jackson, C. A. L. Volcano growth mechanisms and the role of sub-volcanic intrusions: Insights from 2D seismic reflection data. Earth Planet. Sci. Lett. 373, 41-53 (2013).
- Schofield, N. J., Brown, D. J., Magee, C., Stevenson, C. T. Sill morphology and comparison of brittle and non-brittle emplacement mechanisms. J. Geol. Soc. 169 (2), 127-141 (2012).
- Wang, L., Tian, W., Shi, Y. M., Guan, P. Volcanic structure of the Tarim flood basalt revealed through 3-D seismological imaging. Sci. Bull. 60 (16), 1448-1456 (2015).
- Sun, Q., et al. Neogene igneous intrusions in the northern South China Sea: Evidence from high-resolution three dimensional seismic data. Mar. Pet. Geol. 54, 83-95 (2014).
- Schofield, N., et al. Seismic imaging of 'broken bridges': linking seismic to outcrop-scale investigations of intrusive magma lobes. J. Geol. Soc. 169 (4), 421-426 (2012).
- Thomson, K. Volcanic features of the North Rockall Trough: application of visualisation techniques on 3D seismic reflection data. BVol. 67 (2), 116-128 (2005).
- Jackson, C. A. L. Seismic reflection imaging and controls on the preservation of ancient sill-fed magmatic vents. J. Geol. Soc. 169 (5), 503-506 (2012).
- Tian, W., et al. The Tarim picrite-basalt-rhyolite suite, a Permian flood basalt from northwest China with contrasting rhyolites produced by fractional crystallization and anatexis. CoMP. 160 (3), 407-425 (2010).
- Chen, M. -M., et al. Peridotite and pyroxenite xenoliths from Tarim, NW China: Evidences for melt depletion and mantle refertilization in the mantle source region of the Tarim flood basalt. Lithos. 204, 97-111 (2014).
- Magee, C., Maharaj, S. M., Wrona, T., Jackson, C. A. L. Controls on the expression of igneous intrusions in seismic reflection data. Geosphere. 11 (4), 1024-1041 (2015).
- Bahorich, M., Farmer, S. 3-D seismic discontinuity for faults and stratigraphic features: The coherence cube. The Leading Edge. 14 (10), 1053-1058 (1995).
