含油气盆地地表典型烃蚀变高光谱遥感响应机理研究

Hydrocarbon microseepage induced anomaly (i.e. hydrocarbon-induced anomaly) of surface and near surface provides a direct evidence for oil & gas deposit. The hyperspectral response mechanism of hydrocarbon-induced mineral and their combination is a basic and very important scientific problem influencing the remote sensing interpretation result strongly. This project takes the western slope of Songliao Basin (the second oil & gas bearing basin in China) as the study area. At first, the response hyperspectra of surface and the content of typical hydrocarbon-induced minerals contained in surface soil will be analyzed. And the kind, composition and spatial distribution of the hydrocarbon-induced minerals will be gained. Due to the content of typical hydrocarbon-induced minerals and the reflectance hyperspectrum, the detailed hyperspectra characteristics and its change according to the different kinds and composition of the hydrocarbon-induced minerals would be obtained. And the main hydrocarbon-induced minerals which control the hyperspectra and their threshold quantity are distinguished. Then, the steady hyperspectra characteristics and recognized spectral parameters for different combination of hydrocarbon-induced minerals are determined. Finally, the hyperspectral response mechanism of hydrocarbon-induced mineral and their combination is achieved and it can provide the theory and calibration basis for aerospace hyperspectral remote sensing exploration of oil & gas deposit.

烃类微渗漏蚀变（以下简称烃蚀变）信息是地下深部油气藏储层在地表和近地表的直观证据，地表烃蚀变的高光谱响应机理是制约遥感油气勘探的关键基础科学问题。本项目以中国第二大含油气盆地松辽盆地的西部斜坡区为研究区域，进行高光谱测量和样品物理、化学定量测试，明确地表土壤中典型烃蚀变矿物类型、结构及其空间分布规律，结合地表土壤烃蚀变矿物组分和反射高光谱波谱特征，厘定烃蚀变及其组合在反射波谱上的精细特征及其随含量不同而产生的变化特征，分析烃蚀变矿物组合中对反射光谱具有主导作用的矿物成分及其临界含量，寻找蚀变矿物组合在不同组成结构下的稳定诊断光谱特征以及差异烃蚀变矿物组合的高光谱辨析谱带，建立烃蚀变矿物的高光谱响应机理，为航空/航天高光谱油气遥感提供基础资料和定标依据。

烃类微渗漏蚀变信息的高光谱响应机理是制约遥感油气勘探的关键基础科学问题。本项目对含油气盆地烃渗漏区域进行ASTER影像解译、高光谱测量和样品物理、化学定量测试。研究结果如下：（1）通过地表样品的XRD、XRF、蚀变碳酸盐和薄片观察等实验分析表明研究区域均有岩石和土壤的碳酸盐岩矿化、黏土化、红层褪色化等蚀变异常。（2）ASTER数据经过波段比值、主成分分析、假彩色合成以及门限化阈值等遥感图像增强后能够较好地解译烃蚀变引起的碳酸盐岩矿化晕、黏土化晕、红层褪色化晕等，松辽盆地西部斜坡区的碳酸盐富集区主要分布在全新世沉积和全新统风成风积砂，塔里木盆地库车拗陷的烃渗漏解译区域则与地层、构造和已有资料互相印证。（3）通过高光谱谱线特征与地表样品成分的对比分析发现：1）所有的样品在1.4μm处均有吸收谱带：粘土矿物在此波段的吸收谱带尖锐、强烈，而碳酸盐类矿物的则非常微弱。2）所有样品在1.9μm处均有吸收谱带，一般认为是由矿物中OH-所引起。3）所有包含粘土类矿物的样品在2.2-2.3μm处均有吸收谱带，但形态不一，形成原因应是层状铝硅酸盐中的Al-OH化学键振动引起。4）石英虽然是岩矿样品中的主要矿物成分，但是石英除了在1.4μm处有一尖锐吸收带外，其余波谱特征在可见光、近红外波段均未能被识别。5）方解石、白云石等碳酸盐矿物以及部分样品在2.3-2.4μm处有吸收带，在2.5μm处还有一个次级吸收谱带。（4）矿物含量和波谱特征的定量分析显示：吸收右肩（S2）、吸收宽度（W）、吸收深度（H）、吸收面积（A）、吸收斜率（K）以及波谱吸收指数（SAI）与Al含量显著正相关，吸收左肩（S1）与Al含量显著负相关，相关系数Cor绝对值都达到了0.6以上。