南海东沙海域深水区末次冰期以来天然气水合物稳定带演化

刘杰，刘丽华，吴能友，邬黛黛，金光荣，杨睿

1.中国科学院广州能源研究所，广州 510640

2.自然资源部海底矿产资源重点实验室，广州 510075

3.青岛海洋地质研究所，青岛 266071

天然气水合物（以下简称水合物）是由水和气体（甲烷为主）组成的笼状结构的化合物，稳定存在于高压低温环境中；主要分布于海底沉积物和陆地永久冻土区。天然气水合物的形成和分解受压力、温度、气体组分和盐度等环境条件的制约，是一个动态过程[1-3]。深入认识这一动态过程，尤其是水合物稳定带（GHSZ）厚度变化对海底甲烷水合物藏富集成矿规律的研究、潜在地质灾害的预测和对全球碳循环、（古）气候变化的评估有着重要的科学意义。

水合物的动态成藏过程会留下独特的地形地貌、地球化学、地球物理等方面的证据。在水合物蕴藏区，海底滑塌、麻坑群和水合物丘等微地形地貌特征常与水合物的分解和气体的渗漏密切相关[4]。孔隙水组分、海底自生碳酸盐含量、生物标志化合物等地球化学异常可以指示天然气水合物发育的动态变化过程[5-7]。而地球物理探测，则主要是从双似海底反射层（BSR）或多BSR特征来识别。世界上已知的典型双BSR或多BSR存在于挪威西部大陆边缘、日本南海海槽、布莱克海脊和黑海多瑙河深海扇等[8-9]。

2013年钻探结果表明东沙海域深水区含天然气水合物沉积层位于海底220 m以内的粉砂质黏土沉积物中；水合物实物样品中甲烷气体含量超过99%。据孔隙水Cl-浓度含量推算的水合物饱和度大于45%[10]。……