我国陆地上的天然气和石油的勘测目标发生了巨大的变化，伴随着石油和天然气勘测范围的扩展和勘测程度的提高，由以前的构造型油气藏转移到构造油气藏和岩性油气藏并重，岩性和地层的石油和天然气藏的搜寻，已成为一个主要领域。作为寻找石油和天然气的主要手段，地震勘探正在发挥着巨大的作用。当地震波形成以后在地层中传播时，其传播途径，振幅，振动波形，会随介质的性质和几何形状产生复杂的变化。地震波振幅，频率，波形和其他动态特征和地下岩石和碳氢化合物的特点是密切相关的研究，特别是在这些地震波的异常频率动态特性，对发现重大的石油和天然气藏，推断岩性和烃类及其他信息具有指导意义。随着勘探难度加大，勘探对象更加隐蔽，复杂，需要我们更深的挖掘地震数据，采用更准确的，更高分辨率的技术对地震波进行处理和解释。　　 地震信号的频谱分析一直是地震勘探领域研究的热点问题。地震数据在本质上是非平稳的，它的频率随着时间的变化而变化。地震波的频谱特征有许多含义。地震波的频率成分反映在地下地层岩性，结构上的差异，如若决定了他们在内在上的变化之间的内在联系创造有利条件，它可以帮助直接的解释岩性地震资料谱地震波频率成分的变化。近年来，在地球物理数据处理(尤其是地震资料处理)小波分析已被广泛使用，这个方法是一个时间窗口与频率窗口都能调整的时-频局域化分析方法，有较高的频率分辨率是在低频部分，有较高的时间分辨率和较低的频率分辨率是在高频部分。由于小波分析可以按频段分解信号，从而能分别对不同频段的信号分频处理，从而给实时宽带信号处理，带来极大的方便。　　 近来，火成岩储层作为一种特殊的油气藏越来越受到工业界和学术界的重视。早在19世纪末20世纪初，古巴、日本、阿根廷、美国等国家均先后发现火山岩油气藏。日本对火山岩油气竭尽全力进行勘探开发，从50年代中期到80年代已陆续发现了几十个中、小型火山岩油气藏。火山岩岩性复杂，物性变化大。国内准噶尔盆地有石炭系玄武岩油气藏，二连盆地有阿北油田的白垩系安山岩油气藏，渤海盆地的冀中凹陷、济阳凹陷、HH凹陷有侏罗系至第三系的玄武岩油气藏。充分发挥地震勘探的优势，深入研究火成岩的空间分布规律，对于指导油气勘探有重要意义。　　 研究区华北某凹陷地区发育了多层系的火山岩，而且火山岩分布广泛，几乎整个盆地都有分布，它们的形成既有喷出式，也有侵入式；论岩性既有玄武岩、安山岩，也有凝灰岩；厚度从几十米到几百米不等。并且找到了7个火山岩油藏和4个出油点、两个千万吨级以上的油田，累计探明石油地质储量2805×104t。然而，火成岩油气藏具有初始产量高但递减快，分布广但规模较小、储层岩相、岩性变化快，储集类型和成藏条件复杂等特点，这些都对与火成岩相关油气藏的勘探开发造成了一定的困难。国内外也对此进行了大量研究，运用多种地质、地球物理手段相结合的方法，取得了一定的成效(例如Mitsuhata et al，1999；陈业全等，2004)。然而目前对与火成岩相关油气藏的的研究相对还不够深入，勘探开发技术相对还不够完善。　　 本文研究采用现代频谱分析技术来圈定火成岩的分布范围。现代小波变换的频谱分析比传统的傅立叶变换光谱法分析方法更准确，更高的分辨率谱估计，同时避免了选择时间窗口，为准确的识别时间频率结果提供了新的成果方法。　　 论文涉及的内容和主要工作有：　　 (1)通过理论模型分析得出Hilbert变换、短时傅立叶变换、S变换等频谱分析方法各有各的优点，取决于信号的特征；wigner-Ville时频分布、匹配追踪时频分解等现代频谱分析技术虽然具有较高分辨率，但运算速度较慢；　　 (2)推导出了尺度域转到频率域的计算公式，还推导了现在小波中心频率的求取方法，另外还总结了现代小波频谱分析的原理及其方法，并采用matlab和VC混合编程，列举了不同现代小波的频谱特征，做了现代小波频谱分析方法的计算，还使用了合成记录子波，得出了不同的现代小波的频谱分析的结果；　　 (3)介绍了三维地震信号频谱分析系统，包括了数据格式转换模块，如何察看地震道频谱，如何计算一定尺度小的小波函数所对应的频率，最后介绍了三维地震频谱分析模块包括的两种频谱分析方法：短时傅里叶变换和现代小波变换。　　 (4)采用现代小波地震信号时频分析方法处理解释了华北某凹陷地区的实际资料。分别对ZJH东营组侵入体和KC-YEZ沙一段火成岩进行了现代小波频谱分析，所圈定出的火成岩范围与三维地震追踪的火成岩的范围都基本一致，因此获得了较好的地质效果。