海底天然气水合物地球化学探测技术

海底天然气水合物是未来的新型能源，地球化学探测与分析技术在天然气水合物勘探、研究和开发中发挥巨大作用。简要介绍了天然气水合物地球化学探测方法及相关的分析测试技术，包括海底沉积物、海水、海面低层大气中烃类气体(主要为甲烷)、孔隙水中阴阳离子和同位素地球化学异常等。并对发展天然气水舍物地球化学探测与分析新技术提出建议。     

海洋天然气水合物的地震识别方法研究

天然气水合物作为21世纪新的自然能源将为人类的生存发展服务。20世纪60年代证实，俄罗斯西伯利亚的麦索亚哈气田为典型的天然气水合物形成的气田，70年代又在海底发现了固体天然气水合物岩样。1971年，RStoll首先将地震剖面中的似海底反向层解释为海洋天然气水合物存在的标志，后来被深海钻探证实，从此地震方法成为大面积研究天然气水合物的重要手段。天然气水合物既是潜在能源，也是影响环境和形成灾害的因素之一，因此，研究天然气水合物是人类在21世纪的重要课题。探讨海洋天然气水合物的地震识别方法，由于这项工作刚刚起步，还没有做出具体的成果，在此只能根据我们仅有的工作和参照国外分开的出版物，以及出国访问得到的有关资料进行分析，提出我们的一些基本设想，与各位专家探讨。     

美国东南部大陆边缘的天然气水合物利用宽角地震资料进行全波形约束和走时反演

利用BSR已完成美国东南边缘大约50000km2的地区编图，并已证实可能与大量天然气水合物有关。1992年6月，同时获得该地区的单道地震和宽角海底地震资料，主要集中在布莱克洋脊和卡罗来纳海隆，能清楚地观察到来自BSR的宽角反射偏移距（达6km）。为了了解区域性的变化和生成卡罗纳海隆高背景速度的二维平均速度模型，用宽角和垂直入射资料进行走时反演，然后做全波形反演业确定BSR的地震成因。最合适的模型显示了两处的BSR之下具相似的低速（1.4km/s），暗示圈闭了低饱和度（10％）的游离气，反演结果也显示有一薄层高速楱状体，最大速度为2.3km/s，刚好位于布莱克洋脊的BSR上方；计算了沉积物反射率，观察到卡罗来纳海隆具有较高的反射率，BSR之下的反射率增加几乎与两个站位的含气带对应。根据速度模型估算了水合物的浓度。另一方面，占沉积物总体积3%的水合物之平均浓度暗示布莱克洋脊地区水合物稳定带厚度少一半。卡罗来纳海隆水合物平均 浓度最大为20%，卡罗来纳海隆7%。这两处水合物浓度高，无法仅用原地生物活动来解释，可能与次生的聚集机制不关，因稳定域迁移引起水合物循环，可能影响两地的水合物凝聚。另外，流体向上排出的增加，也可以使 布莱克洋脊生存下去。     

天然气水合物调查研究方法与技术

目前，国际上天然气水合物的调查研究已呈现多学科、方法的综合发展趋势。理论研究方法方面，侧重于固态水合物相的热力学测量和水合物计算表征研究。调查技术方法，除了首选的地球物理方法外，地球化学方法、自生沉积矿物学法和钻孔取样技术都已得到较大的发展，而水合物资源量评估仍属世界难题，目前主要从勘查方法、气体来源、赋存状态等方面进行探索。     

海洋甲烷水合物BSR的地震研究

根据多道地震反射资料分析，温哥华岛近海的北喀斯喀特俯冲带边缘有一清楚的BSR区。海底以下300m处的反射层代表笼形物或甲烷水合物层的底界。1300m水深和3600m长的地震检波器组合允许BSR振幅随炮检距变化，并进行高分辨速度分析和垂直入射资料模拟，所有三种类型分析结果能够较好地解释海底以下大约300m处BSR之上10－30m厚的高速层，并有一明显的底界和过渡顶界。在这层内，大约1／3的沉积物孔隙空间为冰状水合物充填。地震无法探测BSRs之下的游离气，这些结果对水合物BSR的形成与分布的模拟起到重要的控制作用。     

渐新世/中新世分界的地层学事件

介绍渐新世/中新世分界面(即古近纪/新近纪分界面)附近的浮游有孔虫和钙质超微化石事件及其新年龄。2004年国际地层年代表确定该分界面位于第58长偏心率周期弱振幅处,古地磁事件C6Cn.2n底面,经天文调谐后的年龄为23.03 Ma。发生在该界面附近的生物地层学事件主要是浮游有孔虫Paragloborotalia kugleri的始现面(22.96 Ma)和钙质超微化石Sphenolithus delphix的末现面(23.11 Ma)。在南海北部东沙群岛附近的大洋钻探ODP1148站,渐新世/中新世界面以崩塌沉积物为特征,有明显沉积间断,标志南海当时有较大范围的构造运动。     

新疆南天山库车坳陷区东秋里塔格断褶带构造特征及新活动性

库车坳陷是南天山中段新构造运动异常强烈的地区,内部发育有四排近EW向展布的逆断裂-背斜带,由南天山山前向塔里木方向依次为:山麓逆断裂-背斜带;喀桑托开逆断裂-背斜带;秋里塔格逆断裂-背斜带和亚肯盲逆断裂-背斜带.东秋里塔格背斜属秋里塔格逆断裂-背斜带东段部分,其构造运动尤为强烈.研究表明:东秋里塔格背斜是浅部滑脱面与其南翼逆冲断层共同形成的断层传播-滑脱混生褶皱,背斜南翼的浅层逆冲断层和深层的断坡构造是重要孕震场所.东秋里塔格浅部背斜核部的背冲式断裂和北翼的膝折属于派生的次级构造,断裂的规模、错动量有限.东秋里塔格背斜南翼逆断层最新活动错断Ⅱ级阶地砾石层,其活动年代至少为全新世早期,这次错动在地表留有3～4 km长的古地震破裂形迹,说明断裂具粘滑运动特征.     

天然气水合物成矿带的识别技术研究

在天然气水合物的地震资料解释过程中,常规地震剖面上难以识别水合物成矿带的准确位置。通过多年的实践对比研究,认为波形、速度反演、速度模型、流体因子、瞬时振幅、相对极性和能量半衰时等各种地震剖面,能够较好地揭示水合物成矿带的地球物理异常特征。收集整理了一部分国内外对水合物成矿带的识别技术,并提出了在无井的情况下,如何利用波形、速度和各种地震属性剖面所提供的信息来确定水合物成矿带的一些新想法,以期对水合物资源量的评估能提供比较有价值的参考依据。