天然气水合物地球化学特征

天然气水合物是在低温、高压以及有足够气体供应条件下形成的一种天然气(主要为甲烷)与水组成的似冰状固态化合物。天然气水合物中包含的甲烷碳是全球甲烷资源的重要组成部分,是一种数量巨大的潜在能源[1]。而且由于甲烷的温室效应,天然气水合物分解释放的甲烷进入大气中会严重     

天然气水合物赋存区甲烷渗漏活动的地球化学响应特征

综述了天然气水合物赋存区甲烷渗漏活动的地球化学响应指标的研究进展,分析了应用单一指标识别甲烷渗漏活动各自所存在的问题,包括浅表层沉积物孔隙水中CH_4、SO_4~(2–)、Cl~–等离子浓度随深度的变化;浅层沉积物全岩W_(TOC)(W表示质量分数,TOC表示总有机碳)和W_(TS)(TS表示总硫)之间的相关性及比值;自生碳酸盐岩δ~(13)C和δ~(18)O;自生矿物重晶石、黄铁矿、自生石膏的δ~(34)S;有孔虫壳体和生物标志化合物的δ~(13)C等。结果表明孔隙水中的CH_4、SO4_~(2–)浓度及溶解无机碳的碳同位素组成可以用来识别目前正在发生的甲烷渗漏活动;而沉积物中的WTS、自生矿物的δ~(34)S、钡含量及其异常峰值和生物标志化合物的δ~(13)C等指标的联合使用可以更真实准确地反映地质历史时期天然气水合物赋存区的甲烷渗漏活动。因此,在实际研究过程中,可将孔隙水和沉积物两种介质的多种指标相结合。随着非传统稳定同位素(Fe、Ca、Mg等)和沉积物氧化还原敏感元素(Mo、V、U等)等研究的发展,甲烷渗漏活动地球化学响应指标的研究也将得到拓展,而多种地球化学指标的联合使用将为天然气水合物勘探及其形成分解过程识别研究提供重要的科学依据。     

南海北部东沙海域水合物区浅表层沉积物的地球化学特征

对采自南海北部陆坡东沙海域水合物区HD319、HD196A和GC10站位的浅表层沉积物进行了地球化学特征研究。X射线衍射分析和扫描电镜观察表明,沉积物中存在具有天然气水合物和甲烷渗漏指示意义的自生碳酸盐、硫酸盐和黄铁矿。沉积物孔隙水化学组分分析显示,随着埋藏深度加深,SO42-、Ca2+、Mg2+和Sr2+浓度明显降低,CH4、H2S浓度的增加,以及Mg2+/Ca2+和Sr2+/Ca2+比值急剧增加,与世界上水合物区浅表层沉积物孔隙水中离子浓度异常特征吻合。沉积物顶空气游离烃分析结果和孔隙水化学组分变化,特别是SO42-、H2S和甲烷含量的急剧变化,说明研究区有丰富的气源,赋存水合物的可能性非常大,同时指示了研究区硫酸盐-甲烷界面(SMI)较浅,位于海底之下8 m左右。     

神狐海域水合物沉积层稀土元素地球化学特征

利用ICP-MS对神狐海域天然气水合物SHW2和SHW7两钻孔柱状样品含水合物层沉积物中的稀土元素进行了分析和研究,结果表明:SHW2及SHW7两钻孔各12个样品的ΣREE丰度平均值与上陆壳的平均值接近;沉积物中轻稀土和重稀土存在显著分异,两钻孔稀土元素配分模式相近,与上陆壳和代表上地壳平均值的澳大利亚后太古代页岩(PAAS)的稀土元素分布形态相似,并继承了源区母岩性质,显示出物源主体为陆源岩。两钻孔稀土参数剖面图显示,稀土总量(ΣREE)和轻稀土总量(LREE)、重稀土总量(HREE)具有很好的正相关性,δCe与δEu基本显示负相关,推测其沉积物源具有相似性。     

南海台西南盆地天然气水合物区沉积物的地球化学和微生物特征分析

The Taixinan Basin is one of the most potential gas hydrate bearing areas in the South China Sea and abundant gas hydrates have been discovered during expedition in 2013. In this study, geochemical and microbial methods are combinedly used to characterize the sediments from a shallow piston Core DH_CL_11(gas hydrate free) and a gas hydrate-bearing drilling Core GMGS2-16 in this basin. Geochemical analyses indicate that anaerobic oxidation of methane(AOM) which is speculated to be linked to the ongoing gas hydrate dissociation is taking place in Core DH_CL_11 at deep. For Core GMGS2-16, AOM related to past episodes of methane seepage are suggested to dominate during its diagenetic process; while the relatively enriched δ18O bulk-sediment values indicate that methane involved in AOM might be released from the "episodic dissociation" of gas hydrate.Microbial analyses indicate that the predominant phyla in the bacterial communities are Firmicutes and Proteobacteria(Gammaproteobacteria and Epsilonproteobacteria), while the dominant taxa in the archaeal communities are Marine_Benthic_Group_B(MBGB), Halobacteria, Thermoplasmata, Methanobacteria,Methanomicrobia, Group C3 and MCG. Under parallel experimental operations, comparable dominant members(Firmicutes and MBGB) are found in the piston Core DH_CL_11 and the near surface layer of the long drilling Core GMGS2-16. Moreover, these members have been found predominant in other known gas hydrate bearing cores, and the dominant of MBGB has even been found significantly related to gas hydrate occurrence. Therefore,a high possibility for the existing of gas hydrate underlying Core DH_CL_11 is inferred, which is consistent with the geochemical analyses. In all, combined geochemical and microbiological analyses are more informative in characterizing sediments from gas hydrate-associated areas in the South China Sea.     

海底甲烷冷泉特征与冷泉生态系统的群落结构

海底冷泉及冷泉生态系统是现代海洋地质学和生物学研究的前沿领域,它提升了人类对深海资源的认识和利用,拓展了深海极端环境下生命的潜在界线。综述了海底甲烷冷泉的成因、冷泉喷发的类型及其特征,海底冷泉分布、形成的主要阶段(150—100Ma BP,42—28Ma BP和12Ma BP以来)以及指示海底冷泉系统的简要特征;综述了冷泉化能自养生态系统及其食物链构成和特征,专性种、潜在专性种和非专性种的生物组成及其特征,冷泉环境中有孔虫和轻小型底栖动物的主要变化;最后划分了我国近海的冷泉区(点)并简要介绍它们的分布和特征,为开展我国近海冷泉及其冷泉生物群落的调查和研究提供了基础资料。     

南海北部东沙海域沉积物地球化学特征及其反映的冷泉活动

南海北部东沙海域是典型的水合物成藏区,冷泉活动对其沉积物地球化学特征有显著影响。分析了东沙海域冷泉区973-4站位1 375 cm(水深1 666 m)和973-5站位935 cm(水深2 998 m)长的柱状样的总有机碳(TOC)、总硫(TS)含量,并挑选其中的底栖有孔虫进行了碳氧同位素测试。通过沉积物总硫含量分析和临近站位孔隙水数据分析表明,2个站位沉积物均有较浅的硫酸盐甲烷还原界面(SMI)深度和较大的甲烷通量,其中973-4站位硫酸盐甲烷界面深度为海水-沉积物界面以下约900 cm,973-5站位硫酸盐甲烷界面深度为海水-沉积物界面以下约750 cm。总碳/总硫比值表明冷泉流体活动对沉积物硫埋藏起主导作用。Uvigerina spp.的δ13C表明末次盛冰期(LGM)之前东沙海域有持续的冷泉活动,而自末次盛冰期以来Uvigerina spp.的δ13C其偏负程度逐渐变小、冷泉活动逐渐减弱,这可能是海平面上升扩大了天然气水合物稳定区范围,从而抑制了冷泉流体上涌的结果。     

南黄海和东海北部沉积物的地球化学 Ⅱ、微量元素的地球化学特征

本文对黄海中南部10个沉积物样品和东海北部24个沉积物样品用等离子光谱做了Ba，Be、Co、Cr、Ga、Li、Mn、Nb、Ni、P、Pb，Sr、V、Zn、Y和Yb的分析，并对该区沉积物中元素的丰度和不同类型沉积物中微量元素的分布规律做了研究。通过对区内微量元素与主要元素的相关图解分析表明，大多数微量元素与主要元素Al、Mg、K呈正相关，其高值区与粘土沉积物相一致，低值区与粉砂质沉积物相吻合；Be、Sr、Mn的高含量与粘土沉积物无关、     

天然气水合物地质地球化学特征及其勘查

天然气水合物属于一种特殊的非常规天然气资源,其资源潜力巨大,不仅是常规天然气资源的重要补充和替代物,亦是一种新型的低碳绿色高效能源。根据天然气水合物形成的特殊地质条件及分布富集规律,深入剖析了全球天然气水合物的地质地球化学特征及成因类型与气源构成特点,全面总结了世界天然气水合物勘查技术方法和研究进展。同时,亦对我国天然气水合物勘查成果与研究进展进行了分析总结。     

海底甲烷缺氧氧化与冷泉碳酸盐岩沉淀动力学研究进展

海底缺氧带甲烷氧化作用是一个重要的甲烷生物地球化学过程,已被许多地球化学现象所证实。甲烷缺氧氧化有效地减少了渗漏到海水和大气中的甲烷通量,但目前仅有的数据还不能很好地限定甲烷缺氧氧化在全球甲烷循环和全球碳循环中的作用。甲烷缺氧氧化的机理还存在争议,很可能是一个"反甲烷生成"过程。在许多天然气渗漏发育区域,由于甲烷缺氧氧化作用引起环境碱度的增加而沉淀冷泉碳酸盐岩,在海底表层沉积物中形成块状碳酸盐岩结壳。但冷泉碳酸盐岩生成所需的物理化学和生物地球化学条件在很大程度上还不清楚。数值计算表明,孔隙水中溶解足够量的甲烷、冷泉渗漏强度适中、较小的生物扰动作用有利于冷泉碳酸盐岩的生成,而过高的沉积速率则抑制冷泉碳酸盐岩结壳的生成。因此,海底发育冷泉碳酸盐岩可以指示天然气渗漏系统的演化特征。     

中国非常规天然气资源的基本地质地球化学特征及特点

致密砂岩气、页岩气、煤层气、天然气水合物是非常规天然气资源的主要类型。我国非常规天然气资源丰富,其中致密砂岩气储量、产量已占全国天然气的三分之一,主要分布在四川盆地与鄂尔多斯盆地,勘探前景十分广阔;煤层气资源量及探明储量较大,但目前勘探开发程度相对较低;页岩气资源量大但目前尚处在勘探探索阶段。近年来,在全球"页岩气革命"热潮的影响下,我国广泛开展了页岩气研究与勘探侦察,证实具备了页岩气形成的物质基础——广泛发育海相、海陆过渡、陆相三套页岩,且最有利突破区是发育早古生代海相页岩的四川盆地;我国天然气水合物资源丰富,目前已在南海及祁连山永久冻土带钻获实物样品,初步预测其具有巨大资源潜力和勘探前景。拟根据目前我国非常规天然气勘探开发现状及研究程度,重点对非常规天然气资源的基本地质地球化学特征及其主要特点进行深入分析探讨,以期对加快非常规天然气勘探开发步伐,促进我国油气能源的大幅增长及降低对外依存度有所裨益。     

阿拉伯海北部马克兰增生楔G16站位地球化学特征及其对天然气水合物的指示

阿拉伯海马克兰海域是具有天然气水合物勘查潜力的重要区域之一.对该海域G16站位沉积物样品的碎屑矿物、钼、有机碳和顶空气甲烷含量以及孔隙水总碱度和阴阳离子等地球化学特征进行综合分析.结果表明:Mg2+和Ca2+的浓度随深度明显降低,总碱度、Mg2+/Ca2+随深度显著增加;在硫酸盐-甲烷界面(SMI),SO42?的浓度线...     

海洋沉积物微量元素地球化学特征对天然气水合物勘探的指示意义

天然气水合物与资源和全球环境变化等重大科学问题密切相关。前期关于甲烷渗漏区地球化学特征的研究主要集中于浅表层沉积物（＜20 m）,而浅层沉积物（＞20 m）地球化学特征知之甚少。为探讨海洋浅层沉积物微量元素特征与天然气水合物勘探的相关关系,对南海神狐海域沉积物进行了4个站位的钻探取样,分析了样品主、微量元素和有机碳地球化学特征,并采用氧化还原状态以及Mo与TOC相关关系的分析方法进行探讨。结果显示,沉积物主量元素特征主要受到陆源碎屑物质输入的主导,与天然气水合物富集无明显关系。水合物赋存段及附近沉积物中Ba和Mo元素高度富集,存在明显的“Ba峰”和“Mo峰”,主要是由于天然气水合物分解释放大量甲烷产生的硫化环境所导致。因此,沉积物中的Ba和Mo富集特征可作为识别可能存在天然气水合物分布的重要地球化学指标。     

海洋天然气水合物研究新进展——2006西太平洋地球物理会议

简介了2006年西太平洋地球物理会议中海洋天然气水合物研究的最新成果,主要集中在水合物勘探技术,新的水合物积聚区预测,水合物成因、性质分析,水合物评估手段、开发计划,水合物模拟实验研究等几个方面。在对以上几方面分类总结的基础上,提出了几点关于海洋天然气水合物未来研究方向的认识。     

截然不同的3个天然气水合物区域通过海底的CH4通量:对大洋和大洋化学的影响

在全球甲烷储库中甲烷水合物的作用缺乏充分的评估,因为人们对甲烷通过海底表面进入大洋和大气过程中的搬运以及在水柱中作为营养剂消耗的程度所知甚少。在3个截然不同的气体水合物环境中,在甲烷羽中或其附近采集孔隙流体和水柱样品,分析甲烷、溶解有机碳（DIC）、硫化物/硫酸盐、     

ODP204航次科学报告:天然气水合物的分布和动力学

天然气水合物是在水深大于300～500m的沉积中以及在高压低温条件下当甲烷和其他碳氢化合物气体富集时形成的冰状物质。目前,科学家估算世界上天然气水合物中甲烷的碳含量之差距是很大的(Kvenvolden和Lorenson,2001;Milkov等,2003)。海洋地质学家一     

海洋天然气水合物的地球物理勘探技术

天然气水合物将成为21世纪的替代能源，地球物理方法是勘探天然气水合物的重要手段。本文比较全面地分析和总结了天然气水合物的各种地球物理识别技术以及地震资料的特殊处理和分析方法，详细地介绍了水平地震剖面、垂直地震剖面、测井以及旁侧声纳剖面上天然气水合物的表现和识别方法。特别地，针对海洋地震资料的特点以及天然气水合物在地震剖面上的识别标志BSR、振幅空白带等特征，文章引入了真振幅处理、子波处理以及多项式拟合等处理方法来提高天然气水合物识别标志在地震剖面上的显示效果。最后，为了全面了解海底天然气水合物的分布 以及微细结构，文章介绍了AVO分析、全波形反演速率分析、叠加速度分析和走时反演等正、反演技术。