墨西哥湾陆坡的喷出气体及气体水合物：气体水合物分解所产生的影响

气体水合物是象冰一样的结晶物质，烃类和非烃类气体赋存于水分子晶格内。分布于墨西哥湾和其它海盆中的Ｉ型构造的气体水合物通常是细菌作用成因的甲烷水合物，贫13C、Ⅱ型和 H型气体水合物在墨西哥湾水深约540 m处共存。Ⅱ型气体水合物主要成分一般是C1-C4碳氢化合物（甲烷－异丁烷），而Ｈ型则主要由C1-C5碳氢化合物组成（甲烷－异戊烷）。与简单的细菌成因的甲烷水合物相比，由于热成因的气体水合物是由不同性质的碳氢化合物分子共存于晶体格子中，故保存了更为复杂的成因和稳定性信息。温度、压力及形成气体水合物的气体组成是决定…     

墨西哥湾和Blake洋脊气体水合物区的经济地质状况

墨西哥湾和 Blake洋脊气体水合物区储藏有近似相同体积水合化的碳氢气体化合物 (在标准温压条件下它们分别是 ( 1 0～ 1 3 .7)× 1 0 18m3和 3 0× 1 0 18m3。气体水合物在两地的储集成因是不同的。在墨西哥湾 ,气体水合物主要储藏在厚厚的、构造集中的稳定盖层内 ,这样大量的烃类气体就可以从海底深部的油气层中运移到气体水合物稳定带。在 Blake洋脊内 ,气体水合物是分散的 ,它们是在细菌成因甲烷生成处形成的 ,而在该处从底部运移上来的甲烷数量很少。诸如气体水合物易于赋存的浅海底地层和在裂隙中气体水合物的高赋集率等有利地质因素…     

墨西哥湾西北部陆坡处气体水合物资源的估价

目前 ,美国的Ｍｉｌｋｏｖ等对墨西哥湾西北部陆坡处气体水合物资源进行了估价。根据地质背景、水深、气体水合物稳定带之间的相互关系 ,他们估算了该处的气体水合物储集层的体积。赋集于墨西哥湾西北部陆坡处气体水合物的产状模式有两种类型 :①处于构造比较集中的小型盆地边缘处的热成因和细菌成因的气体水合物 ;②在小型盆地内部的浸染细菌成因的甲烷水合物。构造聚集处的气体水合物估计含有８～１１×１０１２ ｍ３ 的Ｃ１-Ｃ５ 碳氢化合物（标准温压条件下） ,这表明它可为将来的经济开采提供一个重要的指标。在小型盆地内细菌成因甲烷…     

海底气体水合物中菌成甲烷氧化作用对生命极限环境的意义

本次研究运用调查潜水器采集的热成碳氢气体样品,位于墨西哥湾大陆坡。水深约在５４０ｍ的化以能自养群落的火山口和气体水合物丘,研究区具体渐高压特征（温度平均为７℃,压力约５４００ｋＰａ）ＩＩ型结构气体水合物丰富,气体水合物样品的三种同位素特征指示了该水合物束缚甲烷（ＣＨ４）的细菌氧化作用,以下三种情形和形成报体水合物的火山喷气有关;（１）甲烷束缚甲烷富＾１３Ｃ相当于３．８‰ＰＤＢ（皮狄组美洲拟箭石标准     

墨西哥湾下伏含盐盆地密西西比扇体中的天然气水合物和原油：石油系统的特征

在靠近墨西哥湾下斜坡与深海平原的交接处的阿特沃特海下谷(AT)425火山喷块区，水深约1920～1930m处的海底有Ⅱ型结构天然气水合物(甲烷-乙烷水合物)和原油。该处位于墨西哥湾下伏含盐盆地界线内清楚的构造区——东密西西比扇体(MFF)中。热成因烃类的存在证实了在东MFF深部存在活动的石油系统。MFF中天然气水合物含的C2-C5烃类气体的^13C极低，使得其与上斜坡和中斜坡其它气体明显不同。AT425处石油中的生物标志物(m／z=191及217)同样与上墨西哥湾斜坡及Smackover斜坡的原油的标志物明显不同。AT425处原油的生物标志物与具有强烈的含硅粘土流体区沉积的、可能有高等植物有机质沉积的海洋源岩一致。墨西哥湾下陷带内存在的页岩或泥岩源岩引起了诸如源岩沉积时的古地理等新问题。墨西哥湾含盐盆地下陷带南部和东部在中生代突然出现的高地可以解释AT425处产生原油和天然气的页岩或泥岩源岩产状。     

气体水合物中甲烷的地球化学特征

通过对气体水合物样品中烃类气体组分和甲烷碳同位素组分的检测,表明自然界中存在Ⅰ型、Ⅱ型和Ｈ型３种类型的气体水合物,在水合物结构中甲烷客体分子主要源自沉积有机质中ＣＯ２的微生物还原作用,也存在热成因甲烷,少数地区为微生物成因和热成因混合甲烷,微生物成因甲烷总是占优势。     

南海ODP1146站位烃类气体地球化学特征及其意义

ODP1146站位位于东沙群岛南部的尖峰北小型裂谷盆地内。系统的顶空气和酸解烃分析结果表明,在0～250m（海底合成深度）区间的烃类气体含量较低且变化不大,但在390～590m特别是在550～590m区间存在较明显的高烃异常。这一高烃异常可能与天然气水合物有关,是邻区天然气水合物分解后释放出的高烃流体沿层间裂隙或断层侧向迁移的结果。甲烷碳同位素的测定结果显示其δ^13C1值为-24.0‰～-37.8‰（PDB标准）,结合烃类气体的分子比值C1／（C2＋C3）,1146站位的烃类气体应是热解气或是以热解气为主的混合气,但在中上部可能存在部分微生物气。     

海底天然气水合物中细菌的甲烷氧化作用：其对极端环境中生命的意义

天然气水合物是一种类似冰状的结晶固体,晶体中烃和非烃气体被水分子的刚性构架所封存。因为是由细菌的甲烷水合物（结构Ⅰ）和复杂的热成天然气水合物（结构Ⅱ和Ｈ）二者构成,所以墨西哥湾陆坡的天然气水合物在全球环境中是非常典型的。结构Ⅱ水合物和结构Ｈ水合物含有...     

水合物监视装置—观测墨西哥湾北部水体与含气体水合物海底沉积物之间的相互作用

一个旨在墨西哥湾北部大陆斜坡监视气体水合物“露头”的计划已经开始实施，在特定的一段时间内，利用放置在海底的一个“多感器”监测站进行工作。这个传感器集地震、声学、电磁学和光学于一体，资料在现场数字化后通过光纤电缆传送到海上的平台，然后通过卫星传送到岸上的设备。最初的气体水合物露头地震检测技术始于1998年6月，是密西西比峡谷调查航次的一部分，在密西西比峡谷的海底或海底下已经知道有气体水合物出现。早期进一步的工作在1999－2000年财政年度进行，包括穿过可能有水合物出现站位的高分辨率地震剖面（位于Viosca海丘区），以及利用三组分地震检波器（由地震计、加速计及一种垂直排放的水听器组成）所作的检测工作。     

天然气水合物气体成因及其来源

天然气水合物中烃类气体主要有微生物和热因两种，应用天然气水合物烃类气体的C1／（C2＋C3）比值以甲烷的δ^13C同位素组成可以较好地区分气体成因，而甲烷的δD同位素组成可以用于判别CO2还原或醋酸根发酵的微生物成因方式。根据CH4以及CO2的δ^13C同位模式计算以及孔隙水的Br^-含量可以推测天然气水合物的气体来源。     

墨西哥湾西北陆坡天然气水合物资源评价

墨西哥湾西北陆坡天然气水合物发育广泛,水合物天然气资源量估计约(10～14)×1012m3。构造控制的混合成因(生物甲烷和热成因天然气)水合物含量高、资源密度大,经济潜力高;盆地生物成因甲烷水合物呈细分散状发育,沉积物中水合物含量低、资源密度小、经济潜力低。综合地质、技术和开采成本3方面因素,在目前全球几个工程程度较高的水合物发育区中,墨西哥湾水合物的经济潜力最大,其中工作程度最高的7个水合物发育区中,MC852/853区的经济潜力最高。     

来自MITI南海海槽钻井气水合物中的甲烷的成因

一口研究甲烷水合物的探井由ＭＩＴＩ（国际贸易和工业部）和南海海槽近陆端钻探。水深９４５ｍ ,ＢＳＲ出现在海底以下３００ｍ深处。除了可见气水合物以外 ,孔隙水中氯化物含量异常表明气水合物出现在海底以下２００～２７０ｍ的３个不连续区间（１～１０ｍ厚）。２２个沉积物气样在１６８～３２０ｍ之间由头空取样方法采集。气体由ＰＴＣＳ（保压保温岩心取样器）采集。进一步的沉积物气样在１９９７年由ＭＩＴＩ井站位北北西方向２００ｍ和４００ｍ的２口调查井采集。甲烷和二氧化碳碳同位素成分和烃类成分表明甲烷系由ＣＯ２ 的细菌产…     

贝加尔湖KUKUY地区两种结构气体水合物的形成过程

贝尔加湖首次发现气体水合物是1997年贝加尔钻探计划（BDP）在盆地南部海底深度121m和161m处，气体成分主要是甲烷，8δC值范围为-68．2‰～-57．6‰，表明这些气体水合物是微生物成因的。最近，在盆地南部的Malenky泥火山和盆地中部的Kukuy K-2地区海底发现气体水合物，这些站点位于抬升地形带上，并且具有流体溢出口特征。     

碳氢化合物的底部界线

碳氢化合物的底部界线ＬａｎＲ．ＭａｃＤｏｎａｌｄ海洋气体水合物为水和甲烷的混合物，可能是烃类资源的主矿脉，其有机碳储量比全球石油埋藏量大得多。并且能够与大气层相互作用影响气候循环。在布莱克海脊，钻进海底模拟反射层（ＢＳＲ）支持关于一个气体水合物地层能...     

在沉积物搬运过程中气体水合物的自然赋存作用

自然界中赋存的气体水合物在海底沉积物是处于半固结状态,具有储存大量的气体和水的潜能。当水合物的平衡条件被打破时,能释放出气体和水。因此,水合物能给巨大的沉积物搬运提供潜在的形成机制。在海底低水温和正常静水压力条件下,大部分陆坡和所有海隆、深海平原在靠近海底沉积物的孔隙不处在饱和或近饱和状态下,烃类气体将形成水合物。水合物的气体既可能是原地微生物成因气,也可能是来自较深部沉积物的热解气。稳定水合物沉积物的平衡条件可能遭到破坏,例如由连续沉积或者海平面下降所引起,其中任何一种情况出现使部分固体气－水混合物开始分解。释放出气体和水的体积超过水合物自身的体积,如果大量水合物分解,那么其内部压力能猛烈地骤增,原来部分稳定的沉积物转化为富含气体和富含水的低密度泥岩。当内部压力由于气体压缩或者浮力作用变得非常大时,其上覆沉积物隆起甚至破裂,而非致密的气侵泥岸可以向上运移。与水合物有关非常大时,其上覆沉积物隆起甚至破裂,而非致密的气侵泥岸可以向上运移。与水合物有关的这些现象可以引起泥底辟、泥火山、泥滑坡或浊流,这取决于沉积物的结构和海底地形。     

卫星热红外亮温异常与深水海域天然气水合物藏区分布——以墨西哥湾地区为例

以墨西哥湾西北部陆坡区为研究区,利用NOAA/AVHRR热红外影像,通过分析1999年Central Mexico 7.0级地震、1999年Oaxaco 7.5级地震和2003年Colima 7.6级地震3次地震期间与墨西哥湾西北部陆坡区海底天然气水合物藏区对应的海表面上方卫星热红外亮温异常的变化,研究了卫星热红外亮温异常与深水海域天然气水合物藏区分布的关系.研究发现,与墨西哥湾西北部陆坡区海底天然气水合物藏区对应的海表面上方,临震前频繁出现孤立的、带状的、强度较大的卫星热红外亮温异常,该研究结果表明,同次和多次地震临震前,该地区频繁出现孤立、带状、强度较大的卫星热红外亮温异常可能与海底蕴藏着天然气水合物藏有关.     

海底天然气水合物稳定带的特征分析

水合物稳定带（HSZ）控制着海底天然气水合物的成矿作用和分布规律，其厚度及分布范围决定了天然气水合物的蕴藏量，所以水合物稳定带的分析对天然气水合物的成矿与分布规律、成因与演化机制以及资源研究具有重要的指导意义。水合物稳定带本身受海底温度、压力和甲烷量等因素的影响，其变化会影响水合物稳定带的范围、稳定带底界的位置，并制约着天然气水合物的稳定性和甲烷气的释放。     

GIS辅助估算南海南部天然气水合物资源量

具有低温高压条件的深海是天然气水合物形成的有利场所。从海底天然气水合物稳定分布的赋成条件入手,分别根据Levitus水温数据和Sloan的CSMHYD程序拟合出水温水深方程和相界线方程。假定南海南部温度梯度范围为59—90℃·km-1,得天然气水合物稳定带厚度与水深的关系方程。采用最新的南海南部海底数字地形图数据,在GIS平台上分析得到天然气水合物稳定带的分布图,进而获得南海南部天然气水合物稳定带最大厚度为230—355m,容积为5.7×1013—9.5×1013m3;甲烷量为2.451×1015—4.085×1015m3;资源量为1.729×1013—2.169×1013m3。     

天然气水合物:21世纪的资源?

估计世界上水合物聚集体中的气体含量大大超过了已知常规气储量体积 ,但是气体水合物在世界能源需求中起什么作用将最终取决于充足气体水合物资源的利用率和开发它们的费用。然而 ,关于世界气体水合物资源仍存在着大量的不确定性和反对意见。气体水合物存在于永冻区和外部大陆边缘海底温压条件下的沉积物矿床中。综合北极区气体水合物研究资料 ,表明永冻区气体水合物可能存在于地下深度约１３０～２０００ｍ范围内。气体水合物在近海大陆边缘的存在主要由异常地震反射即似海底反射层（ＢＳＲ）来指示 ,ＢＳＲ在海底深１００～１１００ｍ处。…     

大洋蛇纹岩化无机成因甲烷水合物稳定带底界模拟

随着深海调查研究的不断深入,发现大洋基性和超基性岩与水相互作用可发生蛇纹岩化作用产生无机成因甲烷等烃类气体,可能在大洋区海底形成水合物。为评估大洋蛇纹岩化无机成因甲烷水合物生成热力学条件及水合物稳定带分布特征,本文利用实测的原位温度、水深等条件,结合甲烷水合物-水-游离气三相平衡温压条件,计算了马里亚纳弧前蛇纹岩泥火山、北大西洋Fram海峡超慢速扩张脊和Lost City慢速扩张脊3个不同地质构造环境的蛇纹岩化发育的大洋区海底环境甲烷水合物稳定带底界,并对其水合物发育潜力进行了评估。研究表明马里亚纳弧前蛇纹岩泥火山和北大西洋Fram海峡超慢速扩张脊满足天然气水合物发育的热力学条件,可能发育有甲烷水合物,相应的水合物稳定带底界深度分别约为858～2 515和153～232 mbsf。大西洋Lost City喷口附近发育甲烷水合物可能性较小。