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《海洋天然气水合物的类型及特征_苏正》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、卷(Volume)30,期(Number)2,总(SUM)109页(Pages)256～264,2006,5(May,2006)大地构造与成矿学GeotectonicaetMetallogenia海洋天然气水合物的类型及特征1,2,31,23苏正,陈多福(1.中国科学院边缘海地质重点实验室,中国科学院广州地球化学研究所,广东广州510640;2.中国科学院广州天然气水合物研究中心,广东广州510640;3.中国科学院研究生院,北京100039)摘要:根据天然气水合物的产出条件,海洋环境水合物可以分为二类:扩散系统水合物和渗漏系统水合物。扩散系统水合物分布
2、广泛,在水合物稳定带内是水2水合物两相共存的热力学平衡体系,游离气仅发育于稳定带之下,在地震剖面上发育有指示水合物底界的强反射面(BSR)。该类水合物含量低,埋藏深。除温度和压力外,水合物的沉淀受甲烷溶解度和扩散速度的控制,并与气体组分、孔隙水盐度、天然气供应和有机碳转化等有关。渗漏系统与断层等通道相伴生,水合物发育于渗漏系统整个水合物稳定带,是水2水合物2游离气三相共存的热力学非平衡体系,水合物的沉淀受动力学控制。该类水合物含量高,埋藏浅,但一般不发育BSR。而且,天然气渗漏活动在海底沉积物和上覆水体中形成了一系列特殊的地质、地球物理、地球化学和特异生
3、物群异常。关键词:水合物类型;扩散系统;渗漏系统;海洋环境中图分类号:P618.13文献标识码:A文章编号:100121552(2006)0220256209天然气水合物是一种似冰状晶体矿物,发育于的强反射(似海底反射层-BSR)(HyndmanandDa2由温度、压力、流体盐度等限定的特定地质环境中,vis,1992;DickensandQuinby2Hunt,1997)。水合物即水合物稳定带(HSZ),同时受沉积物孔隙流体中稳定带中没有游离气存在,在热力学上是一个水2水甲烷等气体溶解量的控制(ZatsepinaandBuffett,合物二相平衡体系。
4、对于该类水合物,用热量和质1997;BuffettandZatsepina,2000)。海洋环境水合量平衡可以描述水合物的形成过程,无需考虑水合物的甲烷主要来自有机碳的原地转化和深部甲烷的物的沉淀动力学(BuffettandZatsepina,2000;Xu供给。除少数地区水合物气体来源于热成因和混合andRuppel,1999)。渗漏系统水合物发育于海底天成因天然气外,大多是生物成因甲烷(Kvenvolden,然气渗漏系统中,是指深部的天然气通过断裂等通1995)。近10年的大洋钻探(ODP)、海底观测和采道向海底渗漏,其中部分渗漏天然气在水合物稳定样
5、致力于水合物研究,取得了详细的地震、测井、钻带底部至海底的沉积物中沉淀水合物。整个水合物孔地质、地球化学和地球物理等资料,并开展了天然稳定带渗漏天然气活动非常强,在海底可以观测到气水合物的分布、物理特性等的研究(Paulletal.,进入上覆水体的天然气气泡(Sassenetal.,1998),1995;ShipboardScientificParty,2002)。水合物体系是一个水2水合物2游离气三相热力学非由于地质条件的差异,海洋环境发育有二类水平衡体系,水合物形成需要考虑沉淀和分解动力学合物———扩散系统和渗漏系统水合物。扩散系统水(Chenand
6、Cathles,2003;CathlesandChen,2004;陈合物分布广泛,分布区内天然气渗漏通量非常低,游多福等,2005a)。离气带与水合物稳定带之间发育有指示水合物底界然而,国内对二类水合物特征和形成机制了解收稿日期:2005-05-20;改回日期:2005-08-01基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX3-SW-224)、中国科学院知识创新工程前沿领域项目(GIGCX-04-03)和国家自然科学基金项目(40572071)资助.作者简介:苏正(1980-),男,硕士研究生,沉积学与地球化学专业,从事天然气水合物研究.3通讯
7、作者:cdf@gig.ac.cn第2期苏正和陈多福:海洋天然气水合物的类型及特征257并不深入,仅有少量的论文报导(樊栓狮等,2004)。气的量,以溶解在孔隙水中的溶解态存在(Zatsepina国际上也没有对海洋环境水合物进行分类研究。本andBuffett,1997)。孔隙水中的溶解甲烷,在浓度文结合墨西哥湾、水合物脊、布莱克海台等地区的水差、压力、毛细管力等驱动下以扩散方式运移,当孔合物研究成果,对二类水合物的地球物理、地球化隙水中溶解的甲烷浓度超过水2水合物二相体系热学、热力学和动力学等特征及形成机制作一阐述。力学平衡饱和溶解度时,溶解甲烷结晶形成
8、水合物(图1)(BuffettandZatsepina,2000)。如在中国南1
