CN114764150B - 一种断层活动强度和活动速率的计算方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种断层活动强度和活动速率的计算方法及系统，该方法包括：收集断层剖面图件；测量并记录二维剖面与断层走向的夹角，选取剖面；将剖面的地层线和断层线进行数值化处理；基于平衡地质剖面技术恢复各个地质时期的地质剖面；统计各个地质时期断层的视垂向断距、视横向断距和视滑距；分别计算得到各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距；计算得到各个地质时期断层活动强度；计算得到各个地质时期断层活动速率，本发明在计算断层活动强度和活动速率的过程中能够识别断层的活动方向，具有广泛的适用性，且计算方法简单，计算结果相较于现有技术更加准确，能够为研究断层地质历史时期的活动情况提供有力的数据支持。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘探技术领域，尤指一种断层活动强度和活动速率的计算方法及系统。
背景技术
断层活动性分析是研究断层地质历史时期的活动情况。断层的活动性对于含油气圈闭的形成、油气历史运移和泄露、断层的开启和闭合的研究具有重要意义。盆地在挤压或者拉张的地质背景下，地层受力超过岩石破裂强度时，地层会发生一定量的位移，从而形成断层。由于断层的活动模式是多样化的，部分断层是在盆地形成过程中持续活动的，部分断层是间断性地活动、间断地停止活动，部分断层是多个次级断层在地质历史时期通过生长而连接在一起形成现今的大断层。
目前，在现有技术中，对于断层活动性进行过较多的分析，主要运用的方法有：古落差法(赵勇,戴俊生.应用落差分析研究生长断层[J].石油勘探与开发,2003,30(3):2-10)、断层活动速率法(李勤英,罗凤芝.断层活动速率研究方法及应用探讨[J].断块油气田,2000,7(2):15-17)、滑距法(徐开礼、朱志澄.构造地质学[M].北京：地质出版社，1984：125-126)、断点移动法(张津宁,张金功,吴春燕,等.柴达木盆地阿拉尔断层几何学,运动学及其演化[J].大地构造与成矿学,2017,41(3):446-454)、生长指数法等(赵孟为.断层生长指数探讨[D].1989；卢异,王书香,陈松,等.一种断裂活动强度计算方法及其应用[J].天然气地球科学,2010,21(4):612-616)，这些方法在一定程度上对断层活动性做出了很好的刻画，但同时也存在一些缺陷：(1)由于这些分析方法基本是基于现今的二维地震或者构造剖面，未能充分考虑地质历史时期地层的压实作用；(2)未考虑地质历史时期的剥蚀作用造成的地层厚度损失量；(3)在研究断层滑距时，基本将断面看作直线，而实际自然的断面很多为曲面，特别是逆冲断层的断面；(4)无法识别地质历史时期断层活动方向，断层是否在地质历史时期发生过反转。这些问题是目前的研究方法难以解决的，这给定量计算断层活动强度和速率带来了很大困难。
综上来看，亟需一种可以克服上述问题，能够恢复各个地质历史时期的地质剖面，定量计算各个时期断层活动情况的技术方案。
发明内容
为了弥补目前研究断层活动性方法的缺陷和不足，本发明提出了一种断层活动强度和活动速率的计算方法及系统，能够基于平衡地质剖面技术计算断层活动强度和速率，通过恢复各个地质历史时期的地质剖面，从而客观、快速、准确的定量计算各个时期断层活动情况。
在本发明实施例的第一方面，提出了一种断层活动强度和活动速率的计算方法，该方法包括：
收集目标区域过断层的二维地震解释剖面或构造地质剖面图件；
根据所述图件，测量并记录二维剖面与断层走向的夹角，根据所述夹角沿垂直断层走向方向选取剖面；
利用软件建模模块将所述剖面的地层线和断层线进行数值化处理；
根据数值化处理后的剖面，基于平衡地质剖面技术恢复各个地质时期的地质剖面；
根据恢复的地质剖面，统计各个地质时期断层的视垂向断距、视横向断距和视滑距；
根据所述视垂向断距、视横向断距和视滑距，分别计算得到各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距；
根据所述各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距，分别计算得到各个地质时期断层活动强度；
根据所述各个地质时期断层活动强度，计算得到各个地质时期断层活动速率。
进一步的，收集的目标区域过断层的二维地震解释剖面或构造地质剖面图件为位图格式，所述图件至少具备长度比例尺，或剖面深度和长度标线。
进一步的，二维剖面与断层走向的夹角的范围为0°<θ≤90°。
进一步的，根据所述图件，测量并记录二维剖面与断层走向的夹角，根据所述夹角沿垂直断层走向方向选取剖面，包括：
沿夹角为90°或接近90度的断层走向方向选取二维地震剖面或构造剖面。
进一步的，该方法还包括：根据图件的长度比例尺或剖面深度和长度标线，确定剖面的长度X0及宽度或深度Z0。
进一步的，利用软件建模模块将所述剖面的地层线和断层线进行数值化处理，包括：
将二维地震解释剖面导入Move软件，设置剖面坐标尺度参数，其中长度为X0，厚度为0，宽度或深度为Z0；
利用Move软件建模模块将所述剖面的地层线和断层线进行数值化处理，建立剖面地层格架，不同的地层线运用不同的颜色区分表示；其中，地层从新到老对应为剖面上的从上到下，地层界线名依次为Hi(i＝0，1，2，3，…，n)，各个地层对应的地质年代为Ti(i＝0，1，2，3，…，n)。
进一步的，该方法还包括：
计算断层在各个地质时期活动的地质年龄差值，计算式为：
ΔTi＝Ti-Ti-1(i＝1，2，3，…，n)；
其中，ΔTi是从Ti-1到Ti的地质年龄差值。
进一步的，根据数值化处理后的剖面，基于平衡地质剖面技术恢复各个地质时期的地质剖面，包括：
基于平衡地质剖面技术恢复各个地质时期Ti对应的二维地质剖面，在恢复过程中要保持二维图形的面积守恒；当地层在沉积时，地层表面由于未脱离水环境，认为地层表面为水平状。
进一步的，根据所述视垂向断距、视横向断距和视滑距，分别计算得到各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距，包括：
根据各个时期断层的视垂向断距Lt’、视横向断距Lh’、视滑距Ls’及剖面与断层走向之间的夹角θ，分别计算得到各个地质时期断层的真垂向断距Lt、真横向断距Lh和真滑距Ls；其中，
真垂向断距Lt＝Lt’；
真横向断距Lh＝Lh’×Sinθ；
若θ＝90°，真滑距Ls＝Ls’；若0°<θ<90°，真滑距Ls＝((Lt)2+(Lh)2)1/2。
进一步的，根据所述各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距，分别计算得到各个地质时期断层活动强度，包括：
所述各个地质时期断层活动强度为断距变化差值ΔLi，包括：垂向断距ΔLti、横向断距ΔLhi和滑距ΔLsi；其中，
断层垂向活动强度为ΔLti＝Lti-Lt(i-1)(i＝1，2，3，…，n)；
断层横向活动强度为ΔLhi＝Lhi-Lh(i-1)(i＝1，2，3，…，n)；
断层滑动强度为ΔLsi＝Lsi-Ls(i-1)(i＝1，2，3，…，n)。
进一步的，根据所述各个地质时期断层活动强度，计算得到各个地质时期断层活动速率，包括：
各个地质时期断层活动速率为Vi＝ΔLi/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)；其中，
断层垂向活动速率为Vti＝ΔLti/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)；
断层横向活动速率为Vhi＝ΔLhi/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)；
断层滑动速率为Vsi＝ΔLsi/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)。
在本发明实施例的第二方面，提出了一种断层活动强度和活动速率的计算系统，该系统包括：
图件收集单元，用于收集目标区域过断层的二维地震解释剖面或构造地质剖面图件；
剖面选取单元，用于根据所述图件，测量并记录二维剖面与断层走向的夹角，根据所述夹角沿垂直断层走向方向选取剖面；
数值化处理单元，用于利用软件建模模块将所述剖面的地层线和断层线进行数值化处理；
剖面恢复单元，用于根据数值化处理后的剖面，基于平衡地质剖面技术恢复各个地质时期的地质剖面；
视断距测量单元，用于根据恢复的地质剖面，统计各个地质时期断层的视垂向断距、视横向断距和视滑距；
真断距计算单元，用于根据所述视垂向断距、视横向断距和视滑距，分别计算得到各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距；
活动强度计算单元，用于根据所述各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距，分别计算得到各个地质时期断层活动强度；
活动速率计算单元，用于根据所述各个地质时期断层活动强度，计算得到各个地质时期断层活动速率。
在本发明实施例的第三方面，提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现断层活动强度和活动速率的计算方法。
在本发明实施例的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现断层活动强度和活动速率的计算方法。
本发明提出的断层活动强度和活动速率的计算方法及系统，通过收集目标区域过断层的二维地震解释剖面或构造地质剖面图件；根据所述图件，测量并记录二维剖面与断层走向的夹角，根据所述夹角沿垂直断层走向方向选取剖面；利用软件建模模块将所述剖面的地层线和断层线进行数值化处理；根据数值化处理后的剖面，基于平衡地质剖面技术恢复各个地质时期的地质剖面；根据恢复的地质剖面，统计各个地质时期断层的视垂向断距、视横向断距和视滑距；根据所述视垂向断距、视横向断距和视滑距，分别计算得到各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距；根据所述各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距，分别计算得到各个地质时期断层活动强度；根据所述各个地质时期断层活动强度，计算得到各个地质时期断层活动速率，本发明在计算断层活动强度和活动速率的过程中能够识别断层的活动方向，具有广泛的适用性，且计算方法简单，计算结果相较于现有技术更加准确，能够为研究断层地质历史时期的活动情况提供有力的数据支持。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明一实施例的断层活动强度和活动速率的计算方法流程示意图。
图2是本发明一具体实施例的A区块断层位置示意图。
图3是本发明一具体实施例的A区块二维构造解释剖面图。
图4A至图4D分别是本发明一具体实施例的恢复的各个时期的地质剖面图。
图5是本发明一具体实施例的A区块断层地质历史时期活动强度示意图。
图6是本发明一具体实施例的A区块断层地质历史时期活动速率示意图。
图7是本发明一实施例的断层活动强度和活动速率的计算系统架构示意图。
图8是本发明另一实施例的断层活动强度和活动速率的计算系统架构示意图。
图9是本发明一实施例的计算机设备结构示意图。
具体实施方式
下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。
根据本发明的实施方式，提出了一种断层活动强度和活动速率的计算方法及系统；主要通过恢复各个地质历史时期的地质剖面，从而定量计算各个时期断层活动情况。
下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。
图1是本发明一实施例的断层活动强度和活动速率的计算方法流程示意图。如图1所示，该方法包括：
步骤S1，收集目标区域过断层的二维地震解释剖面或构造地质剖面图件；
步骤S2，根据所述图件，测量并记录二维剖面与断层走向的夹角，根据所述夹角沿垂直断层走向方向选取剖面；
步骤S3，利用软件建模模块将所述剖面的地层线和断层线进行数值化处理；
步骤S4，根据数值化处理后的剖面，基于平衡地质剖面技术恢复各个地质时期的地质剖面；
步骤S5，根据恢复的地质剖面，统计各个地质时期断层的视垂向断距、视横向断距和视滑距；
步骤S6，根据所述视垂向断距、视横向断距和视滑距，分别计算得到各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距；
步骤S7，根据所述各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距，分别计算得到各个地质时期断层活动强度；
步骤S8，根据所述各个地质时期断层活动强度，计算得到各个地质时期断层活动速率。
为了对上述断层活动强度和活动速率的计算方法进行更为清楚的解释，下面结合每一步进行详细说明。
步骤S101：收集图件。
收集目标区域过断层的二维地震解释剖面或构造地质剖面图件。
其中，图件为位图格式，所述图件至少具备长度比例尺，或剖面深度和长度标线。剖面图件为.png位图格式，其它位图格式可使用Photoshop等图片处理软件进行格式转化。
步骤S102：测量剖面与断层线平面夹角。
根据所述图件，测量并记录二维剖面与断层走向的夹角，根据所述夹角沿垂直断层走向方向选取剖面。
二维剖面与断层走向的夹角的范围为0°<θ≤90°。在选取剖面时，尽量沿垂直断层走向方向(沿夹角为90°或接近90度的断层走向方向)选取二维地震剖面或构造剖面。
步骤S103：记录坐标值。
通过位图上的比例尺或者深度、长度标线等信息计算图件代表实际地层的长度和深(宽)度数值，数值分别记录为X0，Z0，单位为米(m)。其中，X0为长度，Z0为宽度或深度。
步骤S104：导入图件。
将二维地震解释剖面导入Move软件，设置剖面坐标尺度参数，其中长度为X0，厚度为0，宽度或深度为Z0；其中，由于剖面是一个二维平面的图片，认为其没有厚度，所以设置Y(厚度)＝0。
步骤S105：图件数值化处理。
利用Move软件建模(Modeling Building)模块将所述剖面的地层线和断层线进行数值化处理，建立剖面地层格架，不同的地层线运用不同的颜色区分表示。
步骤S106：命名地层界线。
地层从新到老对应为剖面上的从上到下，地层界线名依次为Hi(i＝0，1，2，3，…，n)，各个地层对应的地质年代为Ti(i＝0，1，2，3，…，n)。
步骤S107，计算地层年代间隔。
计算断层在各个地质时期活动的地质年龄差值，计算式为：
ΔTi＝Ti-Ti-1(i＝1，2，3，…，n)；
其中，ΔTi是从Ti-1到Ti的地质年龄差值。
步骤S108，恢复各时期平衡地质剖面。
基于平衡地质剖面技术恢复各个地质时期Ti对应的二维地质剖面，在恢复过程中要保持二维图形的面积守恒。当地层在沉积时，地层表面由于未脱离水环境，认为地层表面为水平状。除非地层在二维剖面上有明显的厚度变化(可能发生地层翘倾或者抬升剥蚀)，否则在做平衡地质剖面恢复时，默认每个地质时代最新沉积地层为水平。
步骤S109，测量并记录视断距。
根据恢复的各个地质时期的二维地质剖面，记录各个时期断层的视垂向断距Lt’、视横向断距Lh’和视滑距Ls’。
步骤S110，计算真断距。
根据各个时期断层的视垂向断距Lt’、视横向断距Lh’、视滑距Ls’及剖面与断层走向之间的夹角θ，分别计算得到各个地质时期断层的真垂向断距Lt、真横向断距Lh和真滑距Ls；其中，
真垂向断距Lt＝Lt’；
真横向断距Lh＝Lh’×Sinθ；
若θ＝90°，真滑距Ls＝Ls’；若0°<θ<90°，真滑距Ls＝((Lt)2+(Lh)2)1/2。
步骤S111，计算断层活动强度。
所述各个地质时期断层活动强度为断距变化差值ΔLi，包括：垂向断距ΔLti、横向断距ΔLhi和滑距ΔLsi；其中，
断层垂向活动强度为ΔLti＝Lti-Lt(i-1)(i＝1，2，3，…，n)；
断层横向活动强度为ΔLhi＝Lhi-Lh(i-1)(i＝1，2，3，…，n)；
断层滑动强度为ΔLsi＝Lsi-Ls(i-1)(i＝1，2，3，…，n)。
步骤S112，计算断层活动速率。
各个地质时期断层活动速率为Vi＝ΔLi/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)；其中，
断层垂向活动速率为Vti＝ΔLti/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)；
断层横向活动速率为Vhi＝ΔLhi/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)；
断层滑动速率为Vsi＝ΔLsi/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)。
本发明通过将过断层的二维地震解释剖面或构造地质剖面数值化后，基于平衡地质剖面技术恢复各个地质时期的地质剖面，根据各个时期剖面中断层的断距计算断层活动强度和活动速率。通过断层各个地质时期的活动强度和速率，从而推算断层相关褶皱的主要圈闭形成时期；推测地质历史时期断层的封闭性和开启性情况；推测与断层相关的主要油气运移时期；可识别断层在地质历史时期活动方向是正断层或者逆断层。
相较于现有技术，本发明至少具有如下优点：
1、计算结果更加准确。本计算方法能够考虑地质历史时期的地层和断层演化情况，能够更加准确地刻画断层历史活动强度和速率。目前的方法只是基于现今的地层做分析，误差较大。
2、能够识别断层的活动方向。传统的方法基本是基于现今的断层活动方向来判断断层的历史活动方向，对于专门分析某个地质时期的断层活动方向不适用。本方法通过恢复地质历史时期的地质剖面，可以判识断层在地质历史时期的活动方向，即可判识断层在地质历史时期是否发生反转(即可判识地质历史时期断层是正断层还是逆断层)。
3、适用性较好。对于挤压和伸展背景下形成的断层，用本方法研究其活动强度和活动速率均可适用。
4、计算方法简单。整个计算方法简便直观，计算步骤少，定量计算速度快，成本低，实用性强。
需要说明的是，尽管在上述实施例及附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
为了对上述断层活动强度和活动速率的计算方法进行更为清楚的解释，下面结合一个具体的实施例来进行说明，然而值得注意的是该实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明不当的限定。
以A区块在挤压背景下断层相关褶皱地层模型为例，利用本发明计算各地质时期断层的活动强度和活动速率。
步骤S201，收集目标区域过断层的二维地震解释剖面或构造地质剖面图件，图件为PNG格式。
步骤S202，记录剖面与断层线平面夹角。参考图2，为本发明一具体实施例的A区块断层位置示意图。如图2所示，剖面垂直于断层的走向，即与断层走向的平面夹角θ＝90°。
步骤S203，记录坐标值。参考图3，为本发明一具体实施例的A区块二维构造解释剖面图。如图3所示，根据剖面图件的深度、长度标线读取长度数值为：X0＝8000m；深度数值为：Z0＝4000m。
步骤S204，将位图图件导入Move软件，设置图件的坐标参数为X(长度)＝8000，Y(厚度)＝0，Z(宽度或深度)＝4000，单位：m(米)。
步骤S205，利用Move软件将地层线和断层线进行数值化处理，刻画出断层并建立剖面地层格架。
步骤S206，根据地质剖面特点，总共有5条地层界线(包括顶界和底界)，将地层从新到老(剖面上为从上到下)地层界线名依次为H0，H1，H2，H3，H4。
各个地层对应的地质年代为T0＝0Ma，T1＝10Ma，T2＝20Ma，T3＝30Ma，T4＝40Ma。其中，Ma表示百万年。
步骤S207，计算地层年代间隔；其中，断层在某个地质时期(从Ti-1到Ti的相邻两个地层之间的地质时间间隔)活动的地质年龄差值为ΔTi＝Ti-Ti-1(i＝1，2，3，…，n)。
步骤S208，基于平衡地质剖面技术恢复各个地质时期的二维地质剖面。
参考图4A至图4D，为恢复的各个时期的地质剖面图；其中，图4A至图4D分别对应0Ma、10Ma、20Ma、30Ma地质剖面。
步骤S209，测量并记录视断距；根据恢复的各个地质时期的二维地质剖面，记录各个时期断层的视垂向断距Lt’、视横向断距Lh’和视滑距Ls’，结果数据如表1所示。
表1断层断距数据统计表
步骤S210，计算真断距；其中，
真垂向断距Lt＝Lt’；
真横向断距Lh＝Lh’×Sinθ；
若θ＝90°，真滑距Ls＝Ls’；若0°<θ<90°，真滑距Ls＝((Lt)2+(Lh)2)1/2。
由于A区块地质剖面与断层走向夹角θ＝90°，所以断层的视断距和滑距与真断距和滑距相等，具体数据可参考上述表1所示。
步骤S211，计算某个地质时期断层活动强度，即断距变化差值ΔLi；其中包括垂向断距ΔLti、横向断距ΔLhi和滑距ΔLsi。
断层垂向活动强度为ΔLti＝Lti-Lt(i-1)(i＝1，2，3，…，n)；
断层横向活动强度为ΔLhi＝Lhi-Lh(i-1)(i＝1，2，3，…，n)；
断层滑动强度为ΔLsi＝Lsi-Ls(i-1)(i＝1，2，3，…，n)。
具体的，参考图5，为本发明一具体实施例的A区块断层地质历史时期活动强度示意图。A区块断层活动强度计算结果如图5和表2所示。
表2断层活动强度和速度数据统计表
步骤S212，计算断层活动速率；某一地质时期断层活动速率Vi＝ΔLi/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)。其中，
断层垂向活动速率为Vti＝ΔLti/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)；
断层横向活动速率为Vhi＝ΔLhi/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)；
断层滑动速率为Vsi＝ΔLsi/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)。
参考图6，为本发明一具体实施例的A区块断层地质历史时期活动速率示意图。A区块断层活动速率计算结果如图6和表2所示。
在介绍了本发明示例性实施方式的方法之后，接下来，参考图7对本发明示例性实施方式的断层活动强度和活动速率的计算系统进行介绍。
断层活动强度和活动速率的计算系统的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的术语“模块”或者“单元”，可以是实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
基于同一发明构思，本发明还提出了一种断层活动强度和活动速率的计算系统，如图7所示，该系统包括：
图件收集单元701，用于收集目标区域过断层的二维地震解释剖面或构造地质剖面图件；
剖面选取单元702，用于根据所述图件，测量并记录二维剖面与断层走向的夹角，根据所述夹角沿垂直断层走向方向选取剖面；
数值化处理单元703，用于利用软件建模模块将所述剖面的地层线和断层线进行数值化处理；
剖面恢复单元704，用于根据数值化处理后的剖面，基于平衡地质剖面技术恢复各个地质时期的地质剖面；
视断距测量单元705，用于根据恢复的地质剖面，统计各个地质时期断层的视垂向断距、视横向断距和视滑距；
真断距计算单元706，用于根据所述视垂向断距、视横向断距和视滑距，分别计算得到各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距；
活动强度计算单元707，用于根据所述各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距，分别计算得到各个地质时期断层活动强度；
活动速率计算单元708，用于根据所述各个地质时期断层活动强度，计算得到各个地质时期断层活动速率。
在一实施例中，图件收集单元701收集的目标区域过断层的二维地震解释剖面或构造地质剖面图件为位图格式，所述图件至少具备长度比例尺，或剖面深度和长度标线。
在一实施例中，剖面选取单元702测量的二维剖面与断层走向的夹角的范围为0°<θ≤90°。
在一实施例中，剖面选取单元702具体用于：
沿夹角为90°或接近90度的断层走向方向选取二维地震剖面或构造剖面。
在一实施例中，数值化处理单元703具体用于：
利用Move软件建模模块将所述剖面的地层线和断层线进行数值化处理，建立剖面地层格架，不同的地层线运用不同的颜色区分表示。
在一实施例中，参考图8，为本发明另一实施例的断层活动强度和活动速率的计算系统架构示意图。如图8所示，该系统还包括：
剖面坐标记录单元709，用于根据图件的长度比例尺或剖面深度和长度标线，确定剖面的长度X0及宽度或深度Z0。
导入单元710，用于将二维地震解释剖面导入Move软件，设置剖面坐标尺度参数，其中长度为X0，厚度为0，宽度或深度为Z0；
地层界线命名单元711，用于根据地层从新到老对应为剖面上的从上到下，将地层界线依次命名为Hi(i＝0，1，2，3，…，n)，各个地层对应的地质年代为Ti(i＝0，1，2，3，…，n)。
地层年代间隔计算单元712，用于计算断层在各个地质时期活动的地质年龄差值，计算式为：
ΔTi＝Ti-Ti-1(i＝1，2，3，…，n)；
其中，ΔTi是从Ti-1到Ti的地质年龄差值。
在一实施例中，剖面恢复单元704具体用于：
基于平衡地质剖面技术恢复各个地质时期Ti对应的二维地质剖面，在恢复过程中要保持二维图形的面积守恒；当地层在沉积时，地层表面由于未脱离水环境，认为地层表面为水平状。
在一实施例中，真断距计算单元706具体用于：
根据各个时期断层的视垂向断距Lt’、视横向断距Lh’、视滑距Ls’及剖面与断层走向之间的夹角θ，分别计算得到各个地质时期断层的真垂向断距Lt、真横向断距Lh和真滑距Ls；其中，
真垂向断距Lt＝Lt’；
真横向断距Lh＝Lh’×Sinθ；
若θ＝90°，真滑距Ls＝Ls’；若0°<θ<90°，真滑距Ls＝((Lt)2+(Lh)2)1/2。
在一实施例中，活动强度计算单元707具体用于：
所述各个地质时期断层活动强度为断距变化差值ΔLi，包括：垂向断距ΔLti、横向断距ΔLhi和滑距ΔLsi；其中，
断层垂向活动强度为ΔLti＝Lti-Lt(i-1)(i＝1，2，3，…，n)；
断层横向活动强度为ΔLhi＝Lhi-Lh(i-1)(i＝1，2，3，…，n)；
断层滑动强度为ΔLsi＝Lsi-Ls(i-1)(i＝1，2，3，…，n)。
在一实施例中，活动速率计算单元708具体用于：
各个地质时期断层活动速率为Vi＝ΔLi/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)；其中，
断层垂向活动速率为Vti＝ΔLti/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)；
断层横向活动速率为Vhi＝ΔLhi/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)；
断层滑动速率为Vsi＝ΔLsi/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了断层活动强度和活动速率的计算系统的若干模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。
基于前述发明构思，如图9所示，本发明还提出了一种计算机设备900，包括存储器910、处理器920及存储在存储器910上并可在处理器920上运行的计算机程序930，所述处理器920执行所述计算机程序930时实现前述断层活动强度和活动速率的计算方法。
基于前述发明构思，本发明提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述断层活动强度和活动速率的计算方法。
本发明提出的断层活动强度和活动速率的计算方法及系统，通过收集目标区域过断层的二维地震解释剖面或构造地质剖面图件；根据所述图件，测量并记录二维剖面与断层走向的夹角，根据所述夹角沿垂直断层走向方向选取剖面；利用软件建模模块将所述剖面的地层线和断层线进行数值化处理；根据数值化处理后的剖面，基于平衡地质剖面技术恢复各个地质时期的地质剖面；根据恢复的地质剖面，统计各个地质时期断层的视垂向断距、视横向断距和视滑距；根据所述视垂向断距、视横向断距和视滑距，分别计算得到各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距；根据所述各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距，分别计算得到各个地质时期断层活动强度；根据所述各个地质时期断层活动强度，计算得到各个地质时期断层活动速率，本发明在计算断层活动强度和活动速率的过程中能够识别断层的活动方向，具有广泛的适用性，且计算方法简单，计算结果相较于现有技术更加准确，能够为研究断层地质历史时期的活动情况提供有力的数据支持。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种断层活动强度和活动速率的计算方法，其特征在于，该方法包括：
收集目标区域过断层的二维地震解释剖面或构造地质剖面图件；
根据所述图件，测量并记录二维剖面与断层走向的夹角，根据所述夹角沿垂直断层走向方向选取剖面；
利用软件建模模块将所述剖面的地层线和断层线进行数值化处理；
根据数值化处理后的剖面，基于平衡地质剖面技术恢复各个地质时期的地质剖面；
根据恢复的地质剖面，统计各个地质时期断层的视垂向断距、视横向断距和视滑距；
根据所述视垂向断距、视横向断距和视滑距，分别计算得到各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距；
根据所述各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距，分别计算得到各个地质时期断层活动强度；
根据所述各个地质时期断层活动强度，计算得到各个地质时期断层活动速率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，收集的目标区域过断层的二维地震解释剖面或构造地质剖面图件为位图格式，所述图件至少具备长度比例尺，或剖面深度和长度标线。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，二维剖面与断层走向的夹角的范围为0°<θ≤90°。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述图件，测量并记录二维剖面与断层走向的夹角，根据所述夹角沿垂直断层走向方向选取剖面，包括：
沿夹角为90°或接近90度的断层走向方向选取二维地震剖面或构造剖面。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还包括：根据图件的长度比例尺或剖面深度和长度标线，确定剖面的长度X0及宽度或深度Z0。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用软件建模模块将所述剖面的地层线和断层线进行数值化处理，包括：
将二维地震解释剖面导入Move软件，设置剖面坐标尺度参数，其中长度为X0，厚度为0，宽度或深度为Z0；
利用Move软件建模模块将所述剖面的地层线和断层线进行数值化处理，建立剖面地层格架，不同的地层线运用不同的颜色区分表示；其中，地层从新到老对应为剖面上的从上到下，地层界线名依次为Hi(i＝0，1，2，3，…，n)，各个地层对应的地质年代为Ti(i＝0，1，2，3，…，n)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
计算断层在各个地质时期活动的地质年龄差值，计算式为：
ΔTi＝Ti-Ti-1(i＝1，2，3，…，n)；
其中，ΔTi是从Ti-1到Ti的地质年龄差值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据数值化处理后的剖面，基于平衡地质剖面技术恢复各个地质时期的地质剖面，包括：
基于平衡地质剖面技术恢复各个地质时期Ti对应的二维地质剖面，在恢复过程中要保持二维图形的面积守恒；当地层在沉积时，地层表面由于未脱离水环境，认为地层表面为水平状。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述视垂向断距、视横向断距和视滑距，分别计算得到各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距，包括：
根据各个时期断层的视垂向断距Lt’、视横向断距Lh’、视滑距Ls’及剖面与断层走向之间的夹角θ，分别计算得到各个地质时期断层的真垂向断距Lt、真横向断距Lh和真滑距Ls；其中，
真垂向断距Lt＝Lt’；
真横向断距Lh＝Lh’×Sinθ；
若θ＝90°，真滑距Ls＝Ls’；若0°<θ<90°，真滑距Ls＝((Lt)2+(Lh)2)1/2。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据所述各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距，分别计算得到各个地质时期断层活动强度，包括：
所述各个地质时期断层活动强度为断距变化差值ΔLi，包括：垂向断距ΔLti、横向断距ΔLhi和滑距ΔLsi；其中，
断层垂向活动强度为ΔLti＝Lti-Lt(i-1)(i＝1，2，3，…，n)；
断层横向活动强度为ΔLhi＝Lhi-Lh(i-1)(i＝1，2，3，…，n)；
断层滑动强度为ΔLsi＝Lsi-Ls(i-1)(i＝1，2，3，…，n)。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，根据所述各个地质时期断层活动强度，计算得到各个地质时期断层活动速率，包括：
各个地质时期断层活动速率为Vi＝ΔLi/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)；其中，
断层垂向活动速率为Vti＝ΔLti/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)；
断层横向活动速率为Vhi＝ΔLhi/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)；
断层滑动速率为Vsi＝ΔLsi/ΔTi(i＝1，2，3，…，n)。
12.一种断层活动强度和活动速率的计算系统，其特征在于，该系统包括：
图件收集单元，用于收集目标区域过断层的二维地震解释剖面或构造地质剖面图件；
剖面选取单元，用于根据所述图件，测量并记录二维剖面与断层走向的夹角，根据所述夹角沿垂直断层走向方向选取剖面；
数值化处理单元，用于利用软件建模模块将所述剖面的地层线和断层线进行数值化处理；
剖面恢复单元，用于根据数值化处理后的剖面，基于平衡地质剖面技术恢复各个地质时期的地质剖面；
视断距测量单元，用于根据恢复的地质剖面，统计各个地质时期断层的视垂向断距、视横向断距和视滑距；
真断距计算单元，用于根据所述视垂向断距、视横向断距和视滑距，分别计算得到各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距；
活动强度计算单元，用于根据所述各个地质时期断层的真垂向断距、真横向断距和真滑距，分别计算得到各个地质时期断层活动强度；
活动速率计算单元，用于根据所述各个地质时期断层活动强度，计算得到各个地质时期断层活动速率。
13.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至11任一所述方法。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至11任一所述方法。
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