Summary
Tre-dimensionelle (3D) refleksion seismologi er en kraftfuld metode til imaging undergrunden vulkaner. Ved hjælp af industrielle 3D seismologiske data fra Tarim-bassinet, illustrere vi, hvordan til at udtrække sills og undergrunden vulkaner ledningsanlæg fra seismiske datakuber.
Abstract
Morfologi og struktur af VVS-systemer kan give vigtige oplysninger om udbrud sats og stil af basalt lava felter. Den mest kraftfulde måde at studere undergrunden geo-organer er at anvende industrielle 3D refleksion seismologiske billeddannelse. Strategier til billede undergrunden vulkaner er imidlertid meget forskellig fra olie og gas reservoirer. I denne undersøgelse behandler vi seismiske datakuber fra den nordlige Tarim bassin, Kina, til at illustrere hvordan man visualisere sills gennem opacitet rendering teknikker og hvordan man billede af ledningsanlæg af tid-udskæring. I det første tilfælde isoleret vi sonder af seismiske horisonter mærkning kontakter mellem karme og omslutter strata, anvende opacitet rendering teknikker for at udtrække sills fra seismiske kuben. Den resulterende detaljerede vindueskarm morfologi viser, at flowretning fra byens dome rand. I den anden seismiske kube bruger vi tid-skiver til billede ledningsanlæg, som svarer til markant bonusbeløbene inden for de encasing klipper. Et sæt af tid-skiver opnået på forskellige dybder vis at Tarim oversvømmelsen basalter brød ud fra centrale vulkaner, fodret med separate rør-lignende ledningsanlæg.
Introduction
De fleste af de industrielle seismiske imaging projekter i sedimentære bassiner sigter mod at udforske for kulbrinte reservoirer. I de seneste år, har kulbrinte udforskning udvidet til bassiner indeholder store mængder af magma-bjergarter, fordi mange af de volcanogenic bassiner har betydelige olie og gas reservoirer. Men på grund af grænsefladen i magmabjergarter i volcanogenic bassiner, seismisk databehandling præsenterer en række udfordringer fremkaldt af forskellige indtrængen, såsom reduceret energi transmission, iboende dæmpning, interferens virkninger, refraktion og spredning1. Derfor, oliefelt virksomheder fokuserer deres bestræbelser på at reducere disse en "negativ indvirkning" på seismiske billeddannelse2,3,4.
Magma organer inden for sedimentære bassiner, let kan identificeres af to-dimensionelle eller 3D seismiske refleksion imaging på grund af den store akustiske impedans kontrast med encasing klipper1,5,6. Denne metode kan give spektakulære billeder af både lodrette og vandrette strukturer af den vulkanske VVS systemer7,8,9,10,11,12,13. Strategier af imaging undergrunden vulkaner er imidlertid meget forskellig fra olie og gas udforskninger8,14,15. Det har begrænset anvendelse af industrielle seismiske data i studier af undergrunden vulkaner, bortset fra et par vellykkede tilfælde10,15,16. I dette papir rapportere vi detaljerede procedurer af seismisk databehandling, der er tilpasset til fortolkning af undergrunden vulkaner. Vi behandle to seismiske kuber, TZ47 og YM2 (figur 1), at vise hvordan man visualisere begravet magmatiske organer i Tarim oversvømmelse basalt17.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Vi påvise nytten af de teknikker, der er beskrevet ovenfor ved at anvende dem på 2 typer af magmatiske organer, vandrette karme og lodret vulkanske ledningsanlæg. Udvinding af sills foregår ved hjælp af uigennemsigtige rendering teknik, og fortolkning af den vulkanske conduit udføres ved hjælp af udskæring teknik.
Udvinding af karme
Industrielle Bore brønde gennemskåret mange karme i området Yingmai-2 fra Northern Tarim-bassinet17, men 3D fordelingen af sills uklart. For at fortolke sills, behandler vi 3D seismiske data fra en seismisk kube i dette område. For det første, vi identificere horisonter relateret til tilstedeværelse af karme i seismiske kuben ved at sammenholde de syntetiske seismograms med de seismiske tværsnit (figur 2A). Så indsætter vi overflade sonder (figur 2B) i horisont til at begrænse den laterale udstrækning af sills. Endelig, vi bruge opacitet gengivelse hen til uddrag geo-ligene af karme (figur 2 c) fra seismiske kuben. Vi finder, at sills henvende sig til adskilt lava lapper på den distale ende, som angiver, at flowretning er fra byens dome rand af kuplen (figur 2 c).
Fortolkning af vulkanske conduit
Følge de trin, der beskrives i afsnit 4, får vi seks gang skiver på forskellige dybder i den oprindelige seismiske cube (figur 3A). Varians krop tid skiver er også vist (figur 3B). Vi vælger forskellige udskæring dybder for variansen krop tid skiver, fordi den bedste opløsning af denne metode er opnået på dybder anderledes end i den oprindelige seismiske kube. Det er klart, at ledningsnet kan være afbildet af tiden udskæring teknik.
Figur 1: Skitse geologiske kort over Tarim kontinental oversvømme Basalt18 og placeringen af de seismiske kuber.
1. Tarim blok; 2. ørkenen; 3. større skyld; 4. oversvømmelse basalt; 5. seismiske kuber. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: Procedurer til udvinding af Geo-organer af basaltisk Sills indkapslet i sedimentære Strata.
A. sammenhæng mellem den syntetiske seismogram (grønne barer omkring boringen godt) og seismiske tværsnit; B. overflade sonder langs horisonten af sills; C. udpakkede geo-ligene af karme, som er placeret over kuplen center (farvet med grå skala); D. en typisk granit boring core prøve fra TZ47 området. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: Tre-dimensionelle struktur af ledningsanlæg.
Afbildet af tid skive af den oprindelige seismiske cube (A) og re beregnede sammenhængende krop seismiske kuben (B). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Her viser vi 2 metoder til at illustrere morfologi og struktur af VVS-system af begravet basaltiske vulkaner; en opacitet rendering, den anden er på tide udskæring.
Opacitet rendering metode er egnet til geo-organer, der har løbende og i nærheden af horisontale grænseflader med de encasing lag. Med denne metode, kan man udvinde 3D morfologi af magma kamre. Normalt, bør strømmen retninger langs længdeaksen på magma kamre. Det er også vigtigt, at de overflade horisont har høj refleksion koefficienter (R0). Hvis R0 er for lav ved grænsefladen, vil tolke ikke kunne indsætte overflade sonder til target horisonter. For eksempel, sonic hastighed af basaltisk karmene er omkring 5500 m/s, og karbonater har lignende hastighed af 6.000 m/s12. Refleksion koefficient på karmen-karbonat kontakter ville således være for lavt til at være identificeret ved overfladen sonder. Når du bruger denne teknik, er præcise kendskab til hastigheder af target klipperne nødvendige. Hvis velocity data ikke er tilgængelige eller ikke ordentligt anslåede, vil anvendelsen af denne metode til seismiske kuber være stærkt begrænset.
Tiden udskæring metode kan anvende til geo-organer, der har ingen løbende og horisontale overflader. Når de magmatiske indtrængen har sonic hastigheder meget forskellig fra den encasing rock (i de fleste tilfælde, højere end den encasing rock), kan tolke bruger tiden udskæring teknik til image grænser mellem indtrængen og de omkringliggende klipper. Hvis væg rock har lignende sonic hastigheder, er det også meget vanskeligt at identificere de magmatiske indtrængen fra land klipper.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ikke noget at oplyse.
Acknowledgments
Forfatterne anerkende den finansielle støtte af NSFC til WT (grant nr. 41272368) og 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).
