第32卷，第6期 2012年6月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.32,No. 6,pp1616-1619
June,2012
黄土覆盖区油气微渗漏地表蚀变高光谱特征响应机理研究
陈圣波"，赵
靓1，王晋年2
1.吉林大学地球探测科学与技术学院，吉林长春130026 2.中国科学院通感应用研究所，北京100101
要以甘束庆阳油气区为例，根据油气微渗漏的物理化学过程，通过地面实测黄土样品的波谱曲线，以及其中碳酸盐、粘土矿物、二、三价铁离子含量的测试分析，检测黄土覆盖区油气微渗漏所引起的特征光谱响应。根据黄土样品的测试分析，已知油气区碳酸盐矿物含量明显高于未知油气区，面且二价铁离子含量增加引起红层掘色现象明显，但粘土化蚀变特征不明显。从实测土壤光诺曲线包络线去除后，提取的土填光谱吸收特征参数中，碳酸根和二价铁离子对应的吸收深度、吸收面积和对称度等三个特征参数与其含量相关性强，拟合度好。由此，对地面实测的14条土填光谱曲线聚类分析能够有效区分油气微渗漏明显的已知油气区类和油气微渗漏不明显的未知油气区类。
油气微渗漏：黄土；光谱吸收特征参数；多元回归分析；聚类分析
关键词
中图分类号：TD1：K826.14P5
引言
文献标识码：A
烃类微渗漏逐感探测技术是一种油气直接调查方法，目前已被国内外石油勘探部门广泛应用1-]。传统烃类微渗漏遥感探测利用多光谱遥感数据，如LandsatTM/ETM，通过图像增强处理，突出油气微渗漏引起的色调异常，由此评价预测油气远景区(+)。Segal等通过LandsatTM数据的波段比值和彩色空间变换方法，证实了由于烃类微渗漏造成的地表岩石蚀变褪色现象["}，然而，鉴于多光谱遇感光谱分辨率低，而且地表色调异常只是油气微渗漏的一种表象，使得多光谱遇感油气微渗漏信息操测结果在未知油气区存在多解性，相对误差较大。
实际上，地表岩石蚀变越色不仅仅是由于油气微渗漏引起的。高光谱遥感技术的发展，使从机理上来探测油气微渗漏成为可能。Ellis等建立了油气渗漏区土壤光谱库，为其他地质研究提供了依据[00]，赵欣梅利用卫量高光诺遥感数据的光谱细分特性，在已知油气区确定了与烃类微渗漏相关的蚀变矿物组分信息"]。徐大琦等根据典型油气区地面测量的反射光谐吸收特征，提出检测地表烃类蚀变信息的方法。本工作根据油气微渗漏的物理化学过程，基于地面岩石土壤实测光谱，以及岩石土壤中碳酸盐、Fe2+/Fe+和粘土矿物含量测试分析，通过土壤中油气微渗漏相关的矿物或离子含
收稿日期：2011-11-13，修订日期：2012-02-25
DOI; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2012)06-1616-04
量与光谱吸收特征的相关关系来研究油气微渗漏地表蚀变的光谱响应机理。
油气微渗漏现象
经类物质微渗漏现象是指由油气图内的伴生CO、HO 和情性气体，以及甲烷等轻烃类物质穿透上覆致密岩层渗漏到地表，其至扩散到近地表空中的一种现象。由此，引起上覆地层发生多种蚀变作用，导致地表土壤矿物等成分变化。
假设CH表示烃类物质，油气微渗漏模型中主要反应有
CH+CaSO, +O;+CaCO, +H,S CH+F:O,→+Fe,O, +CO, +H,O 00+0+0
CO+H2-+CH, +H;O CO+H+CH+H;O SO-+He+H,S+H,O
(1)(2)(3)(4)(5)(6)
其中，式(1)生成的碳酸盐造成碳酸盐着矿化晕，生成的H;S气体是造成红层视色举、粘土矿化量和地植物异常晕的原因之一，式(2)中铁由三价铁离子转化为二价铁离子形成红色掘色量；式(3)一式(6)从不同侧面上反映了烃类微渗漏所造成的还原环境和多种烃类微渗蒲晕的成因，其中 CO)与水结合生成碳酸，再与各种离子结合形成不同的碳酸盐岩又形成了碳酸盐岩富集晕。面且，这些蚀变特征都有明
基金项目：国家自然科学基金项目（40971187)，地质矿产调查评价项目（1212011087112)和国家（863计划）项目（2012AA12A308）资助
作者简介：陈圣波，1967年生，吉林大学地球探测科学与技术学院教授万方数据
e-mail; chensb@jla edu, cn; chensb0408@126, com