應(yīng)用衛(wèi)星熱紅外技術(shù)預(yù)測臺灣海峽油氣資源遠(yuǎn)景之研究*

王洪濤 鄭師春 強(qiáng)祖基

?

應(yīng)用衛(wèi)星熱紅外技術(shù)預(yù)測臺灣海峽油氣資源遠(yuǎn)景之研究*

王洪濤1鄭師春1強(qiáng)祖基2

1．福建省地震局 2．中國地震局地質(zhì)研究所

首次應(yīng)用衛(wèi)星熱紅外技術(shù)研究海峽油氣資源區(qū)空間分布，并結(jié)合臺灣石油勘探資料，探索衛(wèi)星熱紅外異常增溫與油氣資源的內(nèi)在相關(guān)性，以及評估該區(qū)油氣資源的遠(yuǎn)景。

海峽裂谷構(gòu)造 油氣沉積建造 衛(wèi)星熱紅外異常 油氣遠(yuǎn)景評估

臺灣海峽地處中國大陸與臺灣島弧之間，屬于弧后盆地。在地質(zhì)歷史上自中生代晚白堊紀(jì)~新生代時期，受中國南海盆地擴(kuò)張的影響，產(chǎn)生大陸裂谷構(gòu)造，形成一系列呈北北東—北東走向的盆地群，沉積約4~10公里的濱海相、淺海相、河流三角洲相地層。據(jù)海峽東側(cè)盆地油氣鉆井勘探和海洋地球物理探測表明，該裂谷區(qū)存在油氣資源與儲集油氣構(gòu)造。

現(xiàn)代空間衛(wèi)星遙測技術(shù)迅速發(fā)展，促使地球觀測科學(xué)發(fā)生革命性的變化，衛(wèi)星遙測技術(shù)已成為觀測地球氣象災(zāi)害和資源分布的重要手段。20世紀(jì)80年代以來，中國地震局地質(zhì)研究所強(qiáng)祖基教授等人，首次應(yīng)用衛(wèi)星熱紅外輻射增溫識別技術(shù)，對強(qiáng)烈地震引起的地面增溫前兆進(jìn)行了深入探索，取得很有意義的科學(xué)成果[1]。本文作者受此啟示，從上世紀(jì)90年代始，依據(jù)油氣富集區(qū)域存在著地下碳?xì)浠衔锏姆艢庾饔门c溫室氣體效應(yīng)現(xiàn)象，致力于應(yīng)用衛(wèi)星熱紅外輻射增溫與油氣富集區(qū)關(guān)系的研究。經(jīng)過多年的斷續(xù)探索，在臺灣海峽裂谷區(qū)逐漸發(fā)現(xiàn)該區(qū)域存在八個油氣富集的遠(yuǎn)景區(qū)。進(jìn)而結(jié)合海峽東側(cè)盆地油氣井勘探的資料分析，對臺灣海峽的油氣遠(yuǎn)景作了評估，旨在拋磚引玉，期待兩岸學(xué)者攜手合作，關(guān)注海峽油氣資源開發(fā)利用，造福兩岸同胞。

1 臺灣海峽裂谷構(gòu)造背景

1.1 大地構(gòu)造位置

臺灣海峽裂谷及鄰區(qū)位于中國大陸東南沿海武夷—戴云隆褶帶和臺灣中央山脈隆起帶之間。其西側(cè)與福建沿海中生代變質(zhì)帶相鄰，東側(cè)為臺灣中央山脈中—新生代隆褶帶；北部與東海陸架的歐江凹陷相連，南部延入珠江口盆。裂谷區(qū)展布范圍大致在北緯23°～30°，東經(jīng)118°～122°，呈北北東—北東軸向展布。在裂谷區(qū)東側(cè)以屈尺—潮州斷裂為界，西側(cè)有福建濱海斷裂控制，北界分布著北西向的寧德—三貂角斷裂，南界則被義竹斷裂和七星巖斷裂所圍限。由此可見，所謂的臺灣海峽裂谷區(qū)，實際上是中、新生代時期在東南沿海陸緣帶內(nèi)，由強(qiáng)烈的斷塊差異升降與拉張裂陷活動而形成的裂谷構(gòu)造區(qū)。

1.2 地殼結(jié)構(gòu)特征

1.2.1福建地殼結(jié)構(gòu)

臺灣海峽西側(cè)福建地區(qū)自20世紀(jì)80年代以來，已進(jìn)行了多次爆破地震探測深剖面研究，揭示出福建陸域地殼結(jié)構(gòu)具如下特點[2]：

① 地殼平均厚度約31±1公里，地殼介質(zhì)平均速度為6.33公里/秒，地幔頂部Pn波速度，從沿海向內(nèi)陸由7.90～8.10公里/秒，屬大陸型地殼結(jié)構(gòu)。

② 地殼可分為三層，上地殼速度結(jié)構(gòu)層平均厚度3公里，層速度5.45～5.63公里/秒；中地殼平均厚度約15公里，層速度為6.05～6.35公里/秒；下地殼厚度約12公里，層速度為6.48～6.92公里/秒；其中在中、下地殼間存在一低速層，厚度3.0～4.0公里（位于地表下15公里附近），層速度5.52～5.91公里/秒，低速層主要分布在莆田—詔安一線，比較連續(xù)分布。低速層分布地帶往往有明顯的地?zé)岙惓：蜏厝雎丁?/p>

③ 地殼結(jié)構(gòu)在縱、橫上均具有不均勻性特征，在沿海剖面，上地幔頂部呈波狀起伏狀態(tài)，在莆田—詔安一線存在殼內(nèi)低速層，莆田以北的地殼—上地幔則呈梯度增加的特點。在各段之間往往有深切地殼至上地幔的大斷裂。在橫向上，地殼厚度由沿海向內(nèi)陸從28.5~33公里逐漸加厚，向臺灣海峽則明顯減薄。

1.2.2臺灣海峽地殼結(jié)構(gòu)

根據(jù)臺灣學(xué)者的研究（吳大銘，1976；李元正等，1978），認(rèn)為臺灣海峽及臺西平原地區(qū)的地殼結(jié)構(gòu)為兩層結(jié)構(gòu)，其主要特征是：

① 上地殼厚約16公里，上部是數(shù)千米厚的新生代沉積層，密度為2.22～2.40g/cm3，相應(yīng)的層速度約3.9～4.6公里/秒；下部是前新生代基底，密度為2.55～2.58g/ cm3，相應(yīng)層速度為5.4～5.5公里/秒。

② 下地殼厚約10公里，密度為2.89g/cm3，層速度為6.95公里/秒，相當(dāng)玄武巖層。上地幔頂部的縱波速度為7.6公里/秒。說明臺灣海峽地殼具有明顯減薄的特征（約26公里厚），但向臺灣山岳地帶地殼又明顯增厚。由此可知，臺灣海峽裂谷帶是上地幔隆起帶，地殼減薄而速度結(jié)構(gòu)異常。

1.2.3臺灣中央山脈地殼結(jié)構(gòu)

中央山脈地殼結(jié)構(gòu)模型類似于臺灣海峽具二層結(jié)構(gòu)，但其上地殼厚度增厚約20公里，在蘇澳—達(dá)仁斷裂以東層速度相當(dāng)增大。該區(qū)出露了大南澳變質(zhì)巖為較高密度巖。下地殼厚度接近20公里。上地幔頂部縱波速度為7.75公里/秒?？v谷以東地殼厚度又明顯減薄到20公里左右。臺灣中央山脈的上地幔頂部縱波速度為8.0公里/秒。在中央山脈底部25公里深度以下有一低速帶，可延伸到50公里，呈狹窄而陡的傾斜，在雪山和玉山之下有兩個速度極低點（在地表下25～35公里內(nèi)）。

綜上所述，在閩臺之間的臺灣海峽地區(qū)，其地殼結(jié)構(gòu)具有裂谷拉張減薄特點。由于上地幔物質(zhì)上涌與地殼物質(zhì)混合形成殼?；旌蠋?，造成上地幔頂部Pn波速度降低，這與世界上裂谷區(qū)是很相似的。

2 海峽油氣地質(zhì)特征

2.1 沉積盆地建造

從海洋地球物理探測和石油地質(zhì)勘探資料[3,7]揭示，臺灣海峽裂谷區(qū)內(nèi)，新生代地層是發(fā)育在白堊紀(jì)變形地層的基底上，沉積了一套淺海至濱海相為主的碎屑巖，主要有砂巖、粉砂巖、頁巖及少量礫巖和石灰?guī)r，局部發(fā)育多層以玄武巖質(zhì)為主的火山碎屑巖，總厚度達(dá)一萬米以上。其中，下第三系沉積巖厚度在裂谷東西兩側(cè)的差異不明顯，但在上第三系時期，沉積中心向盆地東部遷移，西薄東厚，呈向東傾斜的盆地。在盆地內(nèi)因多次斷裂活動的切割，形成斷陷成坳陷與隆起相間的形態(tài)。在盆地東部坳陷內(nèi)有新竹凹陷、苗栗凸起、臺中凹陷、北港隆起、臺南凹陷；在西部坳陷內(nèi)主要有晉江凹陷、澎北凸起、九龍江凹陷、韓江凹陷。在東、西部坳陷盆地內(nèi)具有油氣儲集層的沉積層自下而上可劃分為白堊系、古新統(tǒng)、始新統(tǒng)、漸新統(tǒng)、上新統(tǒng)及第四系地層單位。其地層發(fā)育完整的主要在海峽東部盆地。

裂谷東側(cè)盆地中新統(tǒng)地層為一套厚度約在2850～7850米的濱海至淺海相含煤建造，沉積物由北向南厚度增大，粒度變細(xì)。該中新統(tǒng)有三個明顯的沉積旋逥，每個旋逥的巖性由砂巖—粉砂巖—頁巖炭質(zhì)頁巖夾煤層組成，厚度300～700米。三個旋逥層分別稱為野柳群（E3—N1）、瑞芳群（N1rf）、三峽群（N1-2Sh）地層單位。這是臺灣重要的3個含煤和油氣儲集層。其次是上新統(tǒng)錦水組為一套淺海一半深海相深灰色頁巖夾砂巖、粉砂巖、薄層泥巖，厚度80～400米，屬上新世中晚期，該層中砂巖夾層具油氣潛力。同樣在錦水組上部的卓蘭組為一套厚度500～2500米的淺海相細(xì)砂巖、粉砂巖和暗色泥炭與頁巖互層，在砂巖層也具油氣潛力。此外，在古新統(tǒng)-始新統(tǒng)、漸新統(tǒng)地層中也有油氣產(chǎn)層。海峽西側(cè)盆地相似地層在鉆探中也見有油氣顯示特征。

2.2 油氣生成條件分析

① 臺灣海峽東部盆地

據(jù)臺灣石油地質(zhì)和地球物理勘探資料，以及1978年以來100多個鉆井的揭示，在東部盆地內(nèi)生油巖系地層有機(jī)質(zhì)豐度與不同時代的沉積物關(guān)系十分密切。其中，尤以中新統(tǒng)地層為最主要的油氣形成母巖（見表1）。由表1可知，野柳群木山組有機(jī)碳平均含量0.88%，大寮組碧靈頁巖0.69%，瑞芳群的石底組0.76%，南港組打鹿頁巖0.77%，三峽群南莊組0.89%。而且在上漸新統(tǒng)的五指山組暗色泥質(zhì)頁巖中平均有機(jī)碳為0.85%，屬中等生油巖。在始新統(tǒng)泥板巖有機(jī)碳平均為1.43%，屬好的生油巖。在古新統(tǒng)泥巖中則為1.43%，也是本區(qū)重要油氣地層。

② 臺灣海峽西部盆地

由于歷史原因，對西部盆地的油氣勘探工作十分有限，未達(dá)到勘探階段。但從改革開放以來，人們對該區(qū)油氣前景日益重視。因此，先后在西部盆地進(jìn)行多次綜合地球物理調(diào)查和油氣地質(zhì)研究[3]。從而逐步認(rèn)識到西部盆地的中、新生代沉積地層及構(gòu)造與東部盆地具有相似性。表現(xiàn)如下特點：

（1）在構(gòu)造上西部盆地可分為三個新生界沉積的凹陷區(qū)，即晉江凹陷、九龍江凹陷和韓江凹陷，具東斷西超覆的半地塹構(gòu)造特征。其中，晉江和九龍江凹陷經(jīng)震波探測新生界地層厚度最高可達(dá)5000～6000米和7000～8000米。與磁性基底測深的結(jié)果相吻合。

（2）根據(jù)震波層組資料研究，認(rèn)為晉江凹陷晚漸新統(tǒng)至第四系沉積層厚度從盆地西北向東南，由400米增至2260米；九龍江凹陷則由600米增至1700米。

（3）該盆地的震波層組T30—T20是本區(qū)最發(fā)育的沉積層，時代為始新世，以淺海相泥質(zhì)為主，沉積層厚度可達(dá)3800～5400米。到始新世中晚期只有火山碎屑沉積和火成巖侵入活動。震波層組（T40—Tg）為白堊紀(jì)—古新世沉積層，主要分布在凹陷中心部位，最大厚度可達(dá)2600~3400米，為海陸過渡相或淺海相砂泥巖沉積。其上分別為T30—T40、T30—T20震波層組，分別代表始新統(tǒng)和漸新統(tǒng)沉積層。

表1 臺灣東部區(qū)暗色泥質(zhì)巖有機(jī)質(zhì)豐度

資料來源：臺灣石油地質(zhì)，第19卷，1983；臺灣石油季刊，第17卷，1981；臺灣石油通訊，第1期，1989；中國地質(zhì)學(xué)會會刊，第18期，1975。括號內(nèi)為樣品數(shù)。

（4）根據(jù)上第三系佛曇層鉆探，揭示出該地層主要由玄武巖、砂礫巖、泥巖夾褐煤和油頁巖等組成，屬于濱海—海灣相及三角洲相沉積。其中玄武巖具有多次噴發(fā)的特征，時代一般為20Ma～1Ma。該層由陸向海逐漸增厚，具生油指標(biāo)。

（5）由海洋地球物理探測，發(fā)現(xiàn)西部盆地內(nèi)T30—T40震波層組中發(fā)育斷塊構(gòu)造圈閉，以及半背斜、滾動背斜、披復(fù)背斜等有利油氣儲存的構(gòu)造型式，并分布于東側(cè)主斷層或斜披帶。

（6）西部盆地鄰近地區(qū)，鉆井內(nèi)的地溫梯度達(dá)3.4～4.2℃，其生油門限深度為2300～2500米（靈隆1#），或2500～2600米（珠五井）。這表明在臺灣海峽西部盆地內(nèi)油氣層的生油門限深度約在2400米。因此，在臺灣海峽西部盆地的白堊紀(jì)至古新統(tǒng)、始新統(tǒng)乃至上第三系地層存在油氣田的前景。

3 衛(wèi)星熱紅外異常與油氣富集關(guān)系

3.1 熱紅外遙測技術(shù)原理

利用衛(wèi)星遙感技術(shù)觀測地球表面地形地貌，如今已有很大的進(jìn)展。同時，通過紅外光譜的接收能夠觀測地面熱紅外輻射的異常增溫現(xiàn)象，為探索地球資源的分布提供有價值的信息。根據(jù)電磁理論指出，當(dāng)電磁輻射的波長為0.75～1000微米時，可劃為紅外線區(qū)的輻射現(xiàn)象。其中，波長大于3微米的輻射主要與地球表面輻射有關(guān)。對3～15微米波長的紅外線稱為頻譜的熱區(qū)（即熱紅外輻射），進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)波長3.5～5.5微米和8～14微米紅外輻射具有穿透大氣的特征，因此可以利用衛(wèi)星遙感技術(shù)進(jìn)行接收和觀測。

目前，美國諾阿（NOAA）氣象衛(wèi)星上裝載有高分辨率的紅外輻射計（AVHRR），該輻射計共分有5個波段，即3.55～3.93微米、10.2～11.3微米和11.5～12.5微米的3個紅外波段通道。這種衛(wèi)星在空間分辨率為星下點1.1平方公里。所以它不僅能夠大面積觀測地球表面陸地和水域的溫度。同時，可以探測云頂?shù)妮椛錅囟?，觀測溫度的靈敏度為0.5K。由此可見，應(yīng)用這一氣象衛(wèi)星所探測的紅外輻射圖像和數(shù)據(jù)，可以研究地面異常增溫及其紅外輻射與油氣資源分布關(guān)系。

3.2 地球放氣作用與熱紅外輻射異常

近年來，為了研究熱紅外異常輻射產(chǎn)生的機(jī)制，首先關(guān)注到地下氣體產(chǎn)生的問題。根據(jù)地球化學(xué)研究指出：在地殼深處由于巖漿活動或火山噴發(fā)，不僅導(dǎo)致深部物質(zhì)的大量遷移，同時伴隨著地下熱能和氣體物質(zhì)釋放，如H2O、CO2、N2、H2、Ra、He等向地殼淺部及地表散發(fā)，造成氣體物質(zhì)的擴(kuò)散暈。不過當(dāng)?shù)貧ぬ幱跇?gòu)造活動相對穩(wěn)定狀態(tài)時，這些氣體物質(zhì)絕大多數(shù)被封閉在巖石裂隙或礦物包體內(nèi)部。同理，在油氣區(qū)地層內(nèi)的碳?xì)浠衔?，通常都被圈閉在油氣構(gòu)造內(nèi)，只有當(dāng)?shù)貧?gòu)造產(chǎn)生相對活動時，如陸、海板塊俯沖—碰撞運(yùn)動，或地震斷層活動情況下，將引起地下巖石中的氣體物質(zhì)迅速向地表大氣擴(kuò)散，產(chǎn)生所謂的地球放氣作用。事實上，這種地球放氣作用時刻都在進(jìn)行著，由此人們通?？梢岳糜^測地表土壤層氣體擴(kuò)散暈的方法，作為尋找礦體標(biāo)志，這就是地球化學(xué)氣體擴(kuò)散暈找礦法。不過在一般情況下，氣體擴(kuò)散暈的量級比較微弱，只有當(dāng)?shù)貧?gòu)造受到構(gòu)造應(yīng)力作用，引起巖石微破裂迅速擴(kuò)展，斷層溝通乃至發(fā)生地震時，這種地球放氣作用將出現(xiàn)大規(guī)模擴(kuò)散，并在震源區(qū)或油氣區(qū)形成異常。從而，為我們在大氣中觀測氣體物質(zhì)，提供有評判意義的信息[5]。例如1991年5月30日在唐山5.1級地震前20多天，北京塔院斷層土壤氣的CO2/Ar比值和其它惰性氣體同位素比值有明顯的升高變化。同時，在5月21～29日北京地區(qū)地氣出現(xiàn)異常，CH4含量可達(dá)到2.29ppm和2.36ppm。此外，在衛(wèi)星熱紅外圖象上，分別在5月8～10日、17～20日顯示出自北京經(jīng)唐山止于錦州的北東向增溫條帶異常。同時，在北京白家疃記錄到低空電場突降異常（達(dá)到-422V/m）現(xiàn)象。又如1988年11月6～7日在滇西南瀾滄、耿馬一帶發(fā)生7.6級、7.2級強(qiáng)震時，瀾滄、耿馬震區(qū)出現(xiàn)了大面積異常增溫，增溫時間-空間明顯從東北向西南沿構(gòu)造走向往震中區(qū)推進(jìn)，形成衛(wèi)星熱紅外異常增溫的線性圖象。由此可見，在大氣電場激發(fā)條件下，地球放氣作用是引起地面增溫及其熱紅外輻射異常的重要因素。

3.3 增溫效應(yīng)機(jī)制實驗研究

為了進(jìn)一步探索熱紅外異常輻射的具體物理過程，我們曾經(jīng)應(yīng)用巖石破裂方法進(jìn)行模擬實驗[1,5]。采用的巖石樣品可以是花崗巖或沉積巖，并將其置于密閉容器施加壓力讓巖石破裂，進(jìn)行氣體擴(kuò)散和增溫效應(yīng)觀察試驗。模擬實驗顯示，當(dāng)巖石逐漸加壓時，隨著巖石微破裂的擴(kuò)展，斷層溝通，容器內(nèi)多種氣體組分就逐漸逸出，并且濃度迅速增加（如CO2、CH4、N2、H2等），說明巖石破裂過程中明顯伴隨著巖石放氣作用。同時，當(dāng)在容器內(nèi)疊加上一定電場時，發(fā)現(xiàn)逸出的氣體達(dá)到高峰時會吸收電場能量迅速產(chǎn)生電離，其中，CO2、CH4、N2等溫室氣體，因受激而輻射熱紅外圖像，被紅外光譜計所記錄。這就是說，當(dāng)溫室氣體濃度到達(dá)一定程度時，由于受到電場的激發(fā)作用，使之分子處在不穩(wěn)定狀態(tài)，并吸收能量而增溫及輻射熱紅外光譜。這種情況猶如CO2、CH4、N2紅外激光器一樣。通過這一實驗，可以說明，隨著地球放氣作用的加劇而釋放出的溫室氣體，當(dāng)達(dá)到一定高峰時，會受到大地電場的激發(fā)產(chǎn)生溫室氣體效應(yīng)和熱紅外異常輻射現(xiàn)象。由此，證實了震源區(qū)或油氣區(qū)受構(gòu)造應(yīng)力作用時，所發(fā)生的熱紅外異常輻射的宏觀現(xiàn)象，是導(dǎo)源于上述的物理—力學(xué)機(jī)制。

4 海峽油氣遠(yuǎn)景區(qū)的預(yù)測

4.1 遠(yuǎn)景預(yù)測概況

根據(jù)臺灣海峽油氣地質(zhì)、巖層含油性及其衛(wèi)星熱紅外輻射增溫效應(yīng)的綜合分析表明，在熱紅外異常增溫范圍內(nèi)，它的油氣遠(yuǎn)景量明顯與增溫的幅度、面積大小息息相關(guān)。因而在特定的遠(yuǎn)景區(qū)，選擇具明顯增溫效應(yīng)的衛(wèi)星熱紅外圖像（即在受地震激發(fā)下圖像），可以對油氣遠(yuǎn)景量進(jìn)行評估。

目前，國際上發(fā)射的氣象衛(wèi)星有兩類，即極軌（NOAA）和靜止(GMS)衛(wèi)星，其空間分辨率有所不同，極軌衛(wèi)星星下點為1公里，而靜止衛(wèi)星為5公里。極軌衛(wèi)星為1日兩次原地重復(fù)掃描，而靜止衛(wèi)星每小時掃描一次。極軌衛(wèi)星紅外波段為10.3～11.3um，而靜止衛(wèi)星所用光譜為10.5～12.5um。我們目前采用的紅外圖像是極地衛(wèi)星資料，其空間分辨率較高，且原地重復(fù)掃描，有利于判讀油氣富集區(qū)的位置。

為了獲得可供海峽油氣資源遠(yuǎn)景評估的衛(wèi)星熱紅外異常增溫的圖像，我們通過與中央氣象臺遙感中心憑常恭研究員等人協(xié)作，從近10多年以來氣象衛(wèi)星遙感圖像磁帶中，選擇臺灣海峽地區(qū)有地震活動時段的熱紅外異常增溫圖像進(jìn)行計算機(jī)處理，從而得到與油氣富集區(qū)放氣作用及其溫室氣體效應(yīng)明顯的異常圖像，見圖1。通過對熱紅外異常時—空分布及增溫狀況對比，反映出本異常區(qū)具有如下幾個特點：

4.1.1增溫區(qū)總體范圍呈NNE—NE向展布。其中西部熱紅外異常區(qū)與臺灣海峽西部盆地晉江凹陷和九龍江凹陷有關(guān)，該凹陷區(qū)的油氣源巖沉積厚度較大，為西部盆地主要的油氣遠(yuǎn)景區(qū)。

4.1.2從衛(wèi)星熱紅外等溫線分布圖反映，異常增溫是在NE向增溫范圍的背景上分布著幾條高溫帶和不連續(xù)的高溫點。這些帶或高溫點與NE向與NW向或NE與近EW向斷層相交匯的構(gòu)造節(jié)點吻合。這些交匯點也是中、強(qiáng)地震活動場所，說明由地震破裂激發(fā)而引起的油氣區(qū)溫室氣體增溫效應(yīng)并非是偶然的現(xiàn)象。

4.1.3異常增溫區(qū)的規(guī)模大小和異常幅度與油氣田碳?xì)浠衔锖坑嘘P(guān)。例如在臺灣海峽東部盆地已知油氣田區(qū)域的新竹凹陷、臺中凹陷，其熱紅外異常區(qū)十分明顯。在臺灣西南海域也有類似特征。

4.1.4通過多次地震激發(fā)作用所顯示的熱紅外異常區(qū)分布在空間上與油氣田區(qū)具有重復(fù)性特點，它排除了地物或氣象因素干擾所產(chǎn)生的假異常。

4.1.5從每次地震激發(fā)引起異常增溫變化趨勢表明，異常變化具有在大面積增溫背景上逐漸向油氣區(qū)集中收縮特征，而且增溫方式由不穩(wěn)定增溫變成穩(wěn)定式增溫。顯示這一異常增溫與油氣富集源息息相關(guān)。

圖1 臺灣海峽裂谷區(qū)油氣分布預(yù)測圖

4.2 熱紅外異常區(qū)的地質(zhì)解讀

為了比較具體地分析本區(qū)油氣田的熱紅外異常關(guān)系，現(xiàn)分別對熱紅外異常區(qū)進(jìn)行地質(zhì)解釋，列舉如下幾例。

4.2.1一號異常區(qū)

位于臺灣島西北部新竹、苗粟及其沿海地區(qū)。在該區(qū)內(nèi)有長康、長勝、長安及錦水、鐵砧山—通宵油氣田等數(shù)十個。其中在新竹岸外的長康油氣田已探明天然氣儲量46×108m3,凝析油114×104噸，長安（CBA）2#日產(chǎn)凝析油30.82噸，天然氣16×104m3。鐵砧山—通宵氣田含油氣層位厚28m，錦水氣田最多產(chǎn)層多達(dá)七層，總厚度平均48m。這些油氣田均為背斜構(gòu)造圈閉為主。并且發(fā)育一系列逆沖斷層，或者被高角度的正斷層分割，成為幾個背斜—斷塊型的構(gòu)造圈閉。說明這一地區(qū)是臺灣東部盆地有良好油氣遠(yuǎn)景區(qū)之一。同時，在新竹、苗栗地區(qū)又是臺灣西部強(qiáng)震活動相對比較集中的構(gòu)造位置，因此，在地震激發(fā)作用下，可見有熱紅外異常增溫的現(xiàn)象。據(jù)異常圖像可以看出，熱紅外異常增溫達(dá)24度，增溫中心位于苗栗地區(qū)。說明熱紅外異常形成與油氣田有關(guān)。

4.2.2二號異常區(qū)

位于臺中凹陷，該區(qū)已知有6個含油氣構(gòu)造，其中有振安油氣田(位于鹿港外海)，從振安（CDA）1#勘探發(fā)現(xiàn)始新統(tǒng)砂巖中存在工業(yè)油氣流，日產(chǎn)天然氣70×104m3，凝析油39.8噸。此外還有鹿港西、國姓、二尖山、內(nèi)林等油氣構(gòu)造。從熱紅外異?？芍?，該區(qū)異常溫度達(dá)22度，增溫中心位于臺中凹陷。說明熱紅外異常與油氣田有關(guān)。

4.2.3四號異常區(qū)

位于臺灣西南盆地（包括臺灣島西南平原）。該盆地東部被屈尺—潮州斷裂斜切。凹陷中心的新生代沉積厚度達(dá)8000米，其厚度自西向東增厚。在盆地中央斷隆帶上鉆探揭示，它主要是晚第三紀(jì)沉積層，厚度在3000米左右，為淺海相—半深海相砂頁巖，下伏的地層是漸新世濱海相—淺海相砂巖、粉砂巖夾薄層灰?guī)r，厚度53～430米，基底由白堊系地層組成。這些地層均為臺西南盆地重要的生油巖系。由熱紅外異常圖象顯示該區(qū)熱增溫現(xiàn)象顯著，面積較大，幾次強(qiáng)震都有熱紅外異常，所以是臺灣海峽東南部很有油氣遠(yuǎn)景的地區(qū)，其異常中心，增溫幅度為1.5～2.0度。

4.2.4五號異常區(qū)

位于閩江口外凹陷，臺灣觀音隆起西北地區(qū)。該區(qū)南界為馬祖—基隆斷裂，北部與東海歐江凹陷相鄰。根據(jù)磁性基底研究，認(rèn)為該盆地新生代沉積層可達(dá)8000米以上，在構(gòu)造上可能屬于臺灣海峽裂谷與東海陸架坳陷帶過渡帶。該區(qū)是至今為止尚未開展海洋油氣探測的空白區(qū)，資料十分缺乏。但從東海南部溫州6—1—1#揭示的始新統(tǒng)有機(jī)碳含量為0.87%～2.65%，古新統(tǒng)—白堊系有機(jī)碳含量為0.36%～1.52%的資料表明，在該盆地存在油氣潛力。該區(qū)熱紅外增溫幅度達(dá)2度。說明這一異?，F(xiàn)象暗示了該盆地具有一定的油氣前景。這是本次研究所提出的遠(yuǎn)景區(qū)之一。

4.2.5六號異常區(qū)

位于晉江凹陷，該區(qū)始新世的最大厚度3400～3800米，其中生油巖厚度可達(dá)1700米，下伏古新世—白堊系地層，最大厚度為2400～3400米。凹陷沉積厚度東厚西薄，而且中部厚，南、北減薄，凹陷主體最大沉積厚度可達(dá)7800米，凹陷面積5800km2?？傮w為長條形呈北東—南西走向。地震剖面顯示凹陷具先斷后坳的雙層結(jié)構(gòu)，并以T30為界，T30以上地層“坳陷”型沉積不發(fā)育，T30—Tg的地震反射層呈東斷西超的箕狀結(jié)構(gòu)，斷陷型沉積比較發(fā)育，沉積中心的展布方向與主斷層走向一致。在凹陷內(nèi)發(fā)育大小不等的正斷層，形成時間，主要有兩期：早期從始新世到中新世晚期結(jié)束，以北東東向為主，分布南部斜披帶。晚期從中新世晚期至第四紀(jì)更新世，以北東走向為主，多分布在凹陷東北部，以斷層型構(gòu)造圈閉為特征。根據(jù)鄰近地區(qū)鉆探，揭示在始新統(tǒng)地層中有機(jī)碳含量為0.87%～2.65%，古新統(tǒng)—白堊系地層有機(jī)碳含量為0.36%～1.52%，表明屬中等—較好的生油巖。故該凹陷具有良好的油氣田前景。從熱紅外異常顯示，其異常區(qū)分布與凹陷形態(tài)基本吻合，增溫幅度可達(dá)1~2度。因此，該凹陷是臺灣海峽西部很有油氣遠(yuǎn)景的地區(qū)之一。

4.2.6七號異常區(qū)

位于九龍江凹陷，其北面為澎北凸起，南面和東面被澎湖—北港隆起區(qū)包圍，凹陷面積約5600km2。凹陷內(nèi)新生界—白堊系地層最大厚度達(dá)8000米以上；同樣是東厚西薄和南、北減薄特征。地震反射層組的結(jié)構(gòu)類似晉江凹陷，以T30—Tg層組的箕狀斷陷沉積比較發(fā)育。并且有多個沉積中心偏于主斷層一側(cè)。凹陷中始新統(tǒng)最大厚度為2000～2600米，上漸新統(tǒng)至第四系最大厚度達(dá)1700米。凹陷內(nèi)斷層以北東和北東東為主，形成斷鼻和斷塊型圈閉構(gòu)造。其有機(jī)碳含量與晉江凹陷類似。據(jù)熱紅外圖象顯示異常區(qū)與凹陷基本吻合，但面積小于晉江凹陷，增溫幅度為1~2度。表明該凹陷仍為我省沿海主要油氣遠(yuǎn)景區(qū)之一。

4.3 油氣資源評估

在評判衛(wèi)星熱紅外異常增溫與油氣儲集區(qū)關(guān)系的基礎(chǔ)上，依據(jù)熱紅外異常面積結(jié)合油氣地質(zhì)、生油巖（厚度、體積）含油性參數(shù)（包括有機(jī)碳轉(zhuǎn)化系數(shù)、排烴系數(shù)、聚集系數(shù)等），采用有機(jī)碳法和體積速度法初略計算了海峽各主要凹陷盆地內(nèi)油氣資源遠(yuǎn)景量（見表2）。由于在海峽西部盆地群油氣勘探資料很少，對其盆地油氣資源量評估明顯偏小。

表2 臺灣海峽各凹陷區(qū)熱紅外異常增溫評估的油氣資源量一覽表

5 結(jié)論和建議

通過上述幾個問題的論述，歸結(jié)起來可以得到如下認(rèn)識和今后工作建議。

5.1 應(yīng)用衛(wèi)星熱紅外異常增溫識別技術(shù)，進(jìn)行油氣資源遠(yuǎn)景的評估，是現(xiàn)代空間技術(shù)用于探測地球資源方法之一。研究表明，在一定的地質(zhì)、地震環(huán)境下，采用這一新技術(shù)評價油氣田資源遠(yuǎn)景及其空間分布特征，具有快速、成本低的優(yōu)勢，為臺灣海峽今后油氣資源的深入研究和開發(fā)提供新的線索和資料。

5.2 衛(wèi)星熱紅外異常增溫現(xiàn)象，是導(dǎo)源于地球放氣作用和溫室氣體的增溫效應(yīng)。這種異常增溫現(xiàn)象，主要受地下油氣源巖規(guī)模大小、油氣富集程度和圈閉構(gòu)造特征，以及斷層活動特點所控制。研究認(rèn)為，在海域條件下，使用該方法探測油氣資源遠(yuǎn)景有比較好的適用性。

5.3 通過本專題的研究指出，在臺灣海峽裂谷區(qū)存在幾個具工業(yè)開發(fā)價值的油氣遠(yuǎn)景區(qū)。根據(jù)初步的計算和評估，認(rèn)為本區(qū)油氣資源總量約達(dá)34.91×108噸。其中，在海峽西部盆地占15.33%，在東部盆地占51.25%。同時，我們還發(fā)現(xiàn)在臺西南盆地占33.42%，此外，在臺北凹陷及釣魚島還存在良好的油氣資源前景。

5.4 本專題的研究是首次應(yīng)用空間識別技術(shù)，對油氣資源進(jìn)行探測和評估的嘗試，顯然還存在一定問題，但本報告所提出的信息，有助于海峽兩岸從事海洋地區(qū)油氣資源遠(yuǎn)景評價提供參考。

建議海峽兩岸有關(guān)部門和學(xué)者能夠攜手合作，加強(qiáng)應(yīng)用衛(wèi)星熱紅外技術(shù)，對臺灣海峽裂谷及鄰近地區(qū)進(jìn)一步開展油氣資源探測與研究工作，進(jìn)而共享油氣資源經(jīng)濟(jì)效益，造福兩岸人民。

[1] 強(qiáng)祖基,憑常恭,等.地球放氣、熱紅外異常與地震活動[J].科學(xué)通報,1992, (24).

[2] 福建省地震局.福建省地震志[M].北京: 中國社會科學(xué)出版社，2001.

[3] 地礦部廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，福建省地質(zhì)礦產(chǎn)局.臺灣海峽中、新生代地質(zhì)構(gòu)造及油氣地質(zhì)[M].福州:福建科學(xué)技術(shù)出版社，1993.

[4] 高天鈞,黃輝.臺灣海峽地質(zhì)構(gòu)造特征與演化[J].地質(zhì)學(xué)報,1994,68(3).

[5] 王洪濤,強(qiáng)祖基.應(yīng)用衛(wèi)星熱紅外異常預(yù)測地震的研究[J].地球科學(xué)進(jìn)展, 1995,10(6).

[6] 強(qiáng)祖基,王洪濤.活動構(gòu)造研究[M].北京:地震出版社，1992.

[7] 周瑞敦,楊健一.臺灣西部沉積盆地之特性及其儲集油氣潛能[J].臺灣石油季刊，22(1).

* 福建省科技委員會（廳）資助自然科學(xué)基金（94010號）所取得成果之一。