摘 要

摘　要：南海北部陸坡區(qū)天然氣水合物(以下簡稱水合物)資源潛力雖然巨大，但影響該區(qū)水合物成藏的地質(zhì)因素卻異常復(fù)雜。為此，從水合物成藏的穩(wěn)定域、氣體來源、氣體疏導(dǎo)體系以及儲

摘　要：南海北部陸坡區(qū)天然氣水合物(以下簡稱水合物)資源潛力雖然巨大，但影響該區(qū)水合物成藏的地質(zhì)因素卻異常復(fù)雜。為此，從水合物成藏的穩(wěn)定域、氣體來源、氣體疏導(dǎo)體系以及儲集層特征等宏觀地質(zhì)條件的視角，剖析了水合物成藏的地質(zhì)條件及主要控制因素。結(jié)果表明：①南海北部熱流分布較復(fù)雜，影響著水合物穩(wěn)定域的空間分布，而區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)演化則控制著水合物成礦氣體來源、氣體疏導(dǎo)體系、富集空間及儲層物性特征；②南海北部陸坡從西部—中部—東部，水合物成藏條件及控制因素具有明顯的差異性，對水合物成藏模式和空間分布都產(chǎn)生了深刻影響；③總體而言，從陸坡的東段到西段新構(gòu)造活動漸次減弱，水合物穩(wěn)定域厚度由東而西、由南向北厚變薄，東部以臺西南盆地深水斜坡帶成藏條件最為優(yōu)越，兼具擴散型和滲漏型水合物發(fā)育的地質(zhì)條件，水合物礦藏在穩(wěn)定域內(nèi)呈多層、多形式富集的特點，中部以神狐海域白云凹陷南坡為典型代表，為擴散型水合物發(fā)育的有利區(qū)，水合物礦藏在穩(wěn)定域底部呈單層發(fā)育特點，西南部以瓊東南盆地的陸坡深水區(qū)成藏條件最為優(yōu)越，有利于發(fā)育滲漏型水合物礦藏。

關(guān)鍵詞：天然氣水合物  南海北部陸坡  穩(wěn)定域  油氣藏形成  控制因素  滲漏型  擴散型  疏導(dǎo)體系

Natural gas hydrate formation conditions and the associated controlling factors in the northern slope of the South China Sea

Abstract：Natural gas hydrate resources are thought to be extremely rich in the northern slope area of the South China Sea，where the geological conditions，however，were quite complex indeed for the hydrate formation．Therefore，from the viewpoints of regional geological settings such as stability condition，origin of source gas，gas migration and reservoir characteristics，we discussed the gas hydrate formation conditions and the associated controlling factors in this study area on the basis of recent years’research achieve ments．As a result，we obtained the following findings．(1)The complexity of the heat-flow distribution in the northern South China Sea has a great impact on the special extension of hydrate stability domain，while the geological tectonic evolution in this area controls the hydrate origin，gas channel system，storage space，and reservoir petrophysical properties．(2)Three distinct types of gas hydrate reservoirs identified with different formation conditions and controlling factors are distributed along the western，middle and eastern parts in this study area respectively．(3)In general，from east to west in this slope area，new tectonic activities are decreasing gradually，while the thickness of gas hydrate stability zone is becoming thinner both from east to west and from south to north．In the eastern part，the typical gas hydrate occurrence is located in the deep water slope of Southwestern Taiwan Basin where gas hydrates are accumulated as both diffusive and seepage types in several sediment layers．In the middle part，the typical occurrence，which is mainly dominated by dispersed gas hydrates often in single sediment layer，is represented by the southern slope of the Baiyun Sag，Shenhu Area．In the western part，especially the deep water slope of the Qiongdongnan Basin provides favorable condition for the accumulation of seepage gas hydrates．

Keywords：gas hydrate，northern slope of South China Sea，gas hydrate stability zone，formation controlling factors，occurrence conditions

1　地質(zhì)簡況

南海北部陸緣位于東亞大陸邊緣構(gòu)造域內(nèi)，經(jīng)歷了由板內(nèi)裂陷演變?yōu)檫吘壽晗莸牡厥窔v程，形成了珠江口盆地、瓊東南盆地、西沙海槽盆地、臺西南盆地、雙峰北盆地和筆架南盆地等新生代沉積盆地。特別是位于陸坡深水區(qū)的新生代大型沉積盆地，地質(zhì)構(gòu)造獨特，具備良好的天然氣水合物(以下簡稱水合物)成藏地質(zhì)條件(圖1)。

 

近10多年來，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局在南海北部陸坡開展了大量調(diào)查研究工作，發(fā)現(xiàn)了水合物賦存的深層  淺層  表層的地球物理、地球化學(xué)、地質(zhì)和生物等多信息異常標(biāo)志，充分證實南海北部陸坡區(qū)水合物資源潛力巨大。2013年在珠江口盆地東北部陸坡鉆探發(fā)現(xiàn)了新型水合物礦藏和富集區(qū)，獲取了大量塊狀、層狀、脈狀及分散狀等多種賦存形式的水合物樣品，將天然氣水合物折算成天然氣，該水合物礦藏儲量相當(dāng)于特大型、高豐度常規(guī)天然氣田規(guī)模。

影響天然氣水合物成藏的微觀因素非常復(fù)雜，許多學(xué)者通過室內(nèi)實驗合成及數(shù)值模擬技術(shù)，從水合物形成動力學(xué)角度，在微觀尺度上對水合物形成控制因素進行了研究^[1-5]。然而，在勘探實踐中，地質(zhì)學(xué)家更加關(guān)注水合物成藏的宏觀地質(zhì)條件，如構(gòu)造活動、沉積環(huán)境、地溫梯度和海平面變化等^[6-7]。這些因素均可改變水合物生成系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而影響水合物的富集及分布引。

筆者根據(jù)南海北部陸坡多年來的勘探研究成果，從水合物成藏的穩(wěn)定域、氣體來源及宏觀地質(zhì)構(gòu)造條件的視角，闡述水合物成藏的條件及主要控制因素，以加深對南海水合物勘探潛力的了解。

2　成藏條件及控制因素

2．1　穩(wěn)定域特征

天然氣水合物穩(wěn)定域(HSZ)是由溫度、壓力等條件決定的水合物生成的空間范圍，對水合物的發(fā)育分布具有重要影響，水合物生成帶是指水合物在穩(wěn)定帶內(nèi)富集成藏的空間范圍。水合物穩(wěn)定帶主要受地層的溫度及壓力相平衡條件制約，其底界是由水合物相邊界曲線和地溫梯度曲線決定的，海底、相邊界曲線和穩(wěn)定帶底界之間的區(qū)域為穩(wěn)定帶。一般而言，地溫梯度越小，海底溫度越低，水深越大，水合物穩(wěn)定帶厚度越大，反之越小。此外，形成水合物的氣體組分和孔隙水的鹽度對相平衡邊界也有一定影響，水合物中的重?zé)N含量越高，鹽度越低，穩(wěn)定帶厚度也越大。

南海北部陸坡區(qū)水深變化范圍介于300～3500m之間，海底溫度介于1.45～9.00℃，而且與水深有很好的相關(guān)性。熱流分布較復(fù)雜(20～170mW／m²)。利用Miles^[9]提出的海水中甲烷穩(wěn)定帶邊界曲線方程，以孔隙水鹽度為3.5％，氣體為純甲烷為約束條件，并根據(jù)熱流數(shù)據(jù)、熱導(dǎo)率、水深、海底溫度等參數(shù)進行了穩(wěn)定帶厚度估算。計算結(jié)果表明，南海北部陸坡水合物穩(wěn)定帶厚度介于0～350m，在水深較大海盆區(qū)可超過500m(圖2)，在水深小于500m的區(qū)域基本不具備形成水合物的條件。穩(wěn)定域厚度與水深變化呈正相關(guān)關(guān)系，而且水合物穩(wěn)定域受熱流變化驅(qū)動明顯，穩(wěn)定域厚度的變化梯度與熱流值變化梯度有很大相關(guān)性，熱流值變小的地方穩(wěn)定域厚度變?nèi)?，呈負相關(guān)關(guān)系。

 

同樣，對神狐海域鉆探區(qū)穩(wěn)定域厚度進行了計算，大量鉆探實測數(shù)據(jù)為穩(wěn)定域計算提供了準(zhǔn)確的參數(shù)。鉆探區(qū)熱流值為98.90～62.02mW／m²，在鉆探區(qū)內(nèi)8口先導(dǎo)孔均進行了溫度測井和水深測量，在其中5個取心孔不同深度進行了原位地層溫度測量，地溫梯度介于67.60～43.65℃／km。水合物甲烷含量超過99％，為I型水合物。計算結(jié)果表明，水合物穩(wěn)定域深度與BSR深度以及測井和取心揭示的水合物底界深度基本相符(表1)。鉆探區(qū)穩(wěn)定域厚度在80～224m，海底熱流變化對穩(wěn)定帶分布制約作用明顯，在SH2、SH3和SH7等3個井位附近，穩(wěn)定域厚度最大，也是熱流值最低的區(qū)域(66～75mW／m²)。

 

2．2　氣體來源

天然氣水合物氣體成因、來源及供給潛力是水合物成藏研究的最基本問題，它決定著水合物形成的物質(zhì)基礎(chǔ)及礦藏的資源潛力。深部的熱成因氣以及由水合物穩(wěn)定帶下部向上運移的生物氣對于形成水合物是必需的^[10]，不同成因類型的烴類氣體具有不同的形成機理和運聚方式，并影響水合物的成藏和分布。目前世界各地發(fā)現(xiàn)的水合物大多數(shù)由微生物氣生成，僅墨西哥灣、黑海、麥肯齊三角洲等地區(qū)的水合物是由熱解氣或混合氣生成的。因此，生物成因氣在水合物成藏研究中得到了較大的關(guān)注。由于頂空氣代表充填在沉積物孔隙或裂隙中的游離氣，與水合物礦藏氣體的成因關(guān)系密切，近年對南海北部陸坡大量淺表層沉積物(海底以下0～10m)中頂空氣的測試分析結(jié)果表明，頂空氣中的d¹³C1值介于-102.6‰～-24.0‰，平均值為-71.1‰，C1／(C2+C3)值介于6～84659，dD值介于-180‰～145‰，研究表明氣體來源具有多源性，而且在不同區(qū)域有所差別。東沙海域頂空氣的d¹³C1值為-102.6‰～-38.2‰，平均值為-78.5‰，是以微生物氣為主的混合氣；西沙海域頂空氣d¹³C1值為-94.2‰～-71.4‰，平均值為-85.5‰，為微生物氣。從神狐鉆探區(qū)情況看，水合物樣品中的烴類氣體以甲烷為主，甲烷含量高達99.89％和99.91％，C1／(C2+C3)值分別為911.7和1094，d¹³C1值為-56.7‰和-60.9‰，dD值為-199﹪和-180‰；2個頂空氣樣品的甲烷含量分別達99.92％和99.96％，C1／(C2+C1)值分別為1373.5和2447，d¹³C1值為-62.2‰和-54.1‰，dD值為-225‰和-191‰。神狐鉆探區(qū)呈現(xiàn)以微生物氣為主的混合氣特征^[11-12]，根據(jù)甲烷碳、氫同位素特征分析，主要為C0。還原型甲烷(圖3)，水合物具有自生自儲原地附近運聚的成藏特征^[13]。

 

無論是有機質(zhì)直接發(fā)酵作用，還是通過CO2還原作用形成甲烷，早期成巖階段沉積物有機質(zhì)的演化是影響生物甲烷形成的重要因素。在水合物富集區(qū)沉積物中總有機碳含量(TOC)一般較高(TOC≥1％)^[14]，有機碳含量低于0.5％則難以形成水合物^[15]。當(dāng)沉積物中有機碳含量為1％時，如果所有有機質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為甲烷，所形成的水合物可以占據(jù)孔隙度為50％的沉積物中28％的孔隙空間，資源潛力巨大^[16]。美國地質(zhì)調(diào)查局在評價水合物資源潛力時，設(shè)定了海洋環(huán)境中水合物形成所需要的TOC最低含量為0.5％，微生物轉(zhuǎn)化有機質(zhì)的效率為50％。通過對大量淺表層沉積物分析表明，南海北部陸坡淺表層沉積物中TOC平均含量為0.74％，最高可超過1.37％，具有較好的生烴潛力。研究發(fā)現(xiàn)指示水合物存在的似海底反射界面(BSR)分布與TOC高值區(qū)具有很強的相關(guān)性。

在南海北部陸坡淺表層沉積物有機質(zhì)中正構(gòu)烷烴基本為雙峰形，表現(xiàn)為海相浮游動物、陸源高等植物混合母源特征。神狐鉆孑L沉積物有機質(zhì)正烷烴為雙峰形分布特征(圖4)。第一主峰碳數(shù)為C17～C19，代表海相浮游動物和藻類，第二主峰碳數(shù)為C29或C31來源于陸源高等植物。其輕重?zé)N比值C21^-／C22⁺介于0.06～5.73，有機質(zhì)d¹³C值為-17.3‰～-22.8‰，表明總體上以海相浮游動物和藻類為主，局部存在陸源有機質(zhì)。鉆孔沉積物TOC介于0.29％～1.77％，各鉆孔頂部層段TOC明顯表現(xiàn)出在高值區(qū)振蕩變化特征，并隨深度的增加TOC值逐漸降低，而到一定深度后，TOC基本保持穩(wěn)定(圖5)。這種有機碳系統(tǒng)地向下減少是早期成巖階段有機質(zhì)氧化分解的結(jié)果^[17]。由于鉆孔淺部沉積物埋藏時間短，有機質(zhì)消耗較少，TOC與沉積物中原始含量比較接近，平均值達1.2％；而下部層段的有機碳為經(jīng)過早期成巖階段硫酸鹽還原和微生物發(fā)酵而大量消耗后的穩(wěn)定殘留有機碳，有機碳轉(zhuǎn)化率在30％～61％，大多轉(zhuǎn)化為生物甲烷氣，是形成水合物的主要氣體來源。神狐鉆孔沉積物有機質(zhì)中含有豐富的烷基苯系列化合物，以短鏈的烷基苯同系物優(yōu)勢為特征，含少量對熱演化敏感的較長鏈的烷基苯同系物，表明有機質(zhì)熱演化程度很低。此外，部分樣品中存在重排甾烷和4-甲基甾烷，是典型的微生物作用活動標(biāo)志，這與鉆探證實的水合物主要為微生物氣特征是一致的。

 

 

同樣，東沙海域多個站位沉積物中發(fā)現(xiàn)C18和C19類胡蘿卜烷，檢測到高碳數(shù)藿烷以及三環(huán)萜烷，表明存在豐富的厭氧甲烷氧化細菌。a-脫羥基維生素E降解系列的存在，同樣反映淺表層存在微生物的強烈活動。

2．3　氣體疏導(dǎo)體系

在水合物成藏研究中，氣體疏導(dǎo)體系作為成藏的重要控制因素被關(guān)注。Trdhu等^[18]根據(jù)氣體的運移方式提出了擴散型和滲漏型二種水合物的成藏環(huán)境和模式。Milkov等^[19]根據(jù)氣體運移的地質(zhì)條件提出了斷層構(gòu)造型、泥火山型、地層控制型和構(gòu)造一地層型4種水合物成藏模型。大量研究成果證實，斷裂或斷層、泥火山或泥底辟、海底滑塌體等地質(zhì)構(gòu)造作用與水合物成藏關(guān)系極為密切^[20-23]。南海北部陸坡位于東亞大陸邊緣構(gòu)造域內(nèi)，新構(gòu)造活動強烈，特別晚中新世以來斷層發(fā)育，構(gòu)成了氣體的主要疏導(dǎo)體系，區(qū)內(nèi)影響水合物成藏的斷層主要分為以下3類：①屬于長期活動的繼承性正斷層，部分斷層向上直達海底，有些斷層與氣煙囪相伴生；②第二類斷層主要發(fā)育于氣煙囪和泥底辟的頂部或翼部，主要分布在第四紀(jì)地層中，數(shù)量眾多，對烴類氣體形成了強烈的滲漏作用；③第三類斷層主要發(fā)育于較陡的陸坡區(qū)，發(fā)育于第四紀(jì)地層中，為與海底滑塌密切相關(guān)的活動斷層。在南海北部陸坡存在3個大型氣煙囪發(fā)育區(qū)以及大量氣煙囪發(fā)育點，主要分布在瓊東南盆地、臺西南盆地和珠江口盆地白云凹陷。此外，在瓊東南盆地深水區(qū)以及珠江口盆地白云凹陷氣煙囪非常發(fā)育，在臺西南盆地和瓊東南盆地發(fā)育大量底辟構(gòu)造，為烴類氣體運移提供了有利的條件。圖6為根據(jù)區(qū)域性高分辨率地震剖面解釋得到的第四系斷層、氣煙囪及泥底辟的區(qū)域分布圖，總體而言，白云凹陷和西沙海槽盆地以斷層為主，其次為底辟和氣煙囪，瓊東南盆地以氣煙囪和泥底辟為主。

 

南海北部陸坡水合物成藏氣體的運聚方式主要有以下4種：①受流體勢控制的運移方式。在流體勢控制下，氣體通過沉積物孔隙及微裂縫體系運移，在穩(wěn)定域底部聚集形成水合物藏，是生物甲烷氣型水合物的重要成藏方式。②受斷裂發(fā)育帶控制的運移方式。在不同構(gòu)造單元結(jié)合部的斷階帶，具有較強的流體輸導(dǎo)能力，深部氣體沿著斷層或裂隙系統(tǒng)向上運移到穩(wěn)定域不同部位形成水合物礦藏。③受底辟控制的垂向運移方式。底辟在形成過程中會引起側(cè)翼和頂部沉積層的破裂，形成大量裂隙和斷層，氣體可通過底辟及其上覆疏導(dǎo)體系運移到穩(wěn)定域內(nèi)成藏。④受氣煙囪控制的垂向運移方式。

氣煙囪作為超壓流體泄壓的通道，將大量氣體運移到淺部穩(wěn)定域中形成水合物礦藏，部分天然氣滲漏導(dǎo)致在海底形成冷泉噴口、麻坑、匠狀體、碳酸鹽巖匠等并引起海底微地貌的變化，在其周圍分布有大量如菌席、蠕蟲類、雙殼類等組成的以溢出天然氣為營養(yǎng)源的生物組合。例如，在南海東北部陸坡廣泛發(fā)育海底麻坑、丘狀體、自生碳酸鹽巖結(jié)殼等微地貌標(biāo)志(圖7)，表明該區(qū)存在著大規(guī)模的海底滲漏現(xiàn)象。2004年中德合作SO177航次在該海域也發(fā)現(xiàn)了大量的結(jié)核狀、結(jié)殼狀或管狀白生碳酸巖鹽和典型的化能生物群落(雙殼類生物和管狀蠕蟲類及厭氧菌席)。

 

2．4　儲集層特征

從目前海域鉆探發(fā)現(xiàn)水合物的情況看，水合物富集層巖性呈現(xiàn)多樣性。在美國東部陸緣布萊克海臺的鉆孔中，含水合物沉積物為中新世更新世的灰綠色含有孔蟲和富含鈣質(zhì)超微化石軟泥；在美國西部陸緣的水合物脊，主要由富含硅藻的粉砂質(zhì)黏土和濁流沉積物組成；在墨西哥灣，水合物賦存在多層砂體中；在印度洋的Krishna-Godavari、Mahanadi、Kerala Konkan和安達曼島，水合物主要分布子泥質(zhì)細粒沉積物裂隙中；在日本的Nankai海槽，水合物富集于濁積扇砂體中；在韓國郁陵盆地，水合物發(fā)育在陸坡碎屑沉積物、濁流或半深海沉積物中?？傮w而言，由于水合物主要分布的陸坡深水區(qū)，沉積物整體偏細。但是在深水區(qū)局部發(fā)育的濁積扇、斜坡扇、等深流、水道等砂體發(fā)育的體系對水合物成藏更為有利^[23-24]。

南海北部陸坡水合物主要富集在晚中新世以來的海相沉積物中，分布深度和層位深淺不一。通過對神狐鉆孔巖心分析，根據(jù)生物地層帶對比劃分標(biāo)準(zhǔn)^[25]，水合物層分布在NNl2-NNl6和NNll帶，分別對應(yīng)為上新統(tǒng)下部和上中新統(tǒng)(圖8)。從區(qū)域性沉積相分析，晚中新世以來南海北部陸坡區(qū)沉積演化具有明顯的繼承性，早期為濱海淺海深海的沉積環(huán)境，后期主要為半深海和深海沉積環(huán)境，陸坡沉積物總體巖性偏細。但是在臺西南盆地、珠江口盆地白云凹陷以及瓊東南盆地，局部發(fā)育了等深流、濁積扇、滑塌沉積、陸坡水道等沉積體系，由于沉積速率高、沉積物偏粗、有機碳含量較高，有利于水合物富集成藏(圖9)。

 

 

從神狐鉆孔沉積物組分看，以粉砂和黏土為主，其中粉砂平均含量介于72.89％～74.75％，砂含量偏低，偶見極細砂。通過對水合物層沉積物粒度、組分與水合物飽和度關(guān)系的分析，發(fā)現(xiàn)水合物層沉積物粗粒級組分平均含量明顯偏大，這種差異性在SH78鉆孔最明顯，而且沉積物中砂、粗粉砂含量高，水合物飽和度也高，且具有較好的相關(guān)性。此外，含水合物層的聲波速度與飽和度呈正相關(guān)的對應(yīng)關(guān)系非常明顯^[26]。分析發(fā)現(xiàn)，含水合物層中砂和粗粉砂的主要組分為有孔蟲，有孔蟲平均含量高達65.5％，高飽和度水合物主要集中在富含有孔蟲的層位。由于有孔蟲的大量存在，不但可以增加沉積物中的粒間孔隙空間，還可以提供粒中孔隙，而且比粒間孔隙要大得多^[27]，從而為水合物富集成藏提供更多的可容空間。研究表明，沉積物的組分構(gòu)成對水合物的成藏有重要影響，粗粒沉積物不但可以增加水合物富集的孔隙空間，更重要的是在未固結(jié)成巖的沉積物中，粗粒沉積物滲透性更好，有利于氣體的擴散和運移，從而影響水合物的成藏。

3　成藏模擬

為了分析南海北部陸坡水合物成藏分布和時空演變特征，在充分考慮水合物成藏控制因素的基礎(chǔ)上，利用自主開發(fā)的模擬技術(shù)，選取南海北部陸坡臺西南盆地、珠二坳陷和瓊東南盆地典型剖面開展水合物成藏模擬研究。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)條件分析，南海北部陸坡現(xiàn)今水深800～1300m、新生代大型沉積盆地發(fā)育的區(qū)域是水合物發(fā)育的有利區(qū)，由東而西以臺西南盆地北坡帶、珠江口盆地白云凹陷南坡以及瓊東南盆地深水區(qū)水合物成藏條件最為優(yōu)越。此外，在水深大于2000m、新生代中小型沉積盆地發(fā)育的古斜坡區(qū)域，也是水合物富集的有利區(qū)。

模擬結(jié)果表明，在臺西南盆地水合物主要分布在水深1200～2800m的區(qū)域，海底以下100～400m層段是水合物最富集區(qū)間，飽和度普遍超過6％，水合物呈厚層狀或團塊狀展布，局部可超過5％。白云凹陷現(xiàn)今水合物主要分布在水深1000～3200m海域，成帶狀分布富集，斷層控制了水合物的展布^[28]，一些在第四系中仍然發(fā)育的斷層，其中水合物的飽和度較高，平均含量可超過15％。瓊東南海域水合物主要分布在水深1100～1600m，呈帶狀富集分布，水合物普遍分布較淺，層薄而飽和度不高，厚度最大在100m左右，局部平均含量可超過10％(圖10)。

 

4　結(jié)論

1)南海北部熱流分布較復(fù)雜，影響著水合物穩(wěn)定域的空間分布，而區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)演化控制著水合物成礦氣體來源、氣體疏導(dǎo)體系、富集空間及儲層物性特征。南海北部陸坡存在2個有利成礦帶：第一成礦帶為現(xiàn)今水深800～1300m新生代大型沉積盆地發(fā)育的區(qū)域；第二成礦帶為現(xiàn)今水深大于2000m新生代中小型沉積盆地發(fā)育的古斜坡區(qū)域。

2)南海北部陸坡從西部  中部一東部體現(xiàn)出不同的地質(zhì)構(gòu)造特點，其強烈差異性對水合物的富集成藏產(chǎn)生深刻的影響。東部以臺西南盆地北緣成藏條件最為優(yōu)越，水合物主要通過氣體的垂向與側(cè)向結(jié)合運聚方式成藏，為復(fù)合型水合物發(fā)育的有利區(qū)；中部以珠江口盆地白云凹陷南坡為代表，水合物主要通過氣體的側(cè)向運聚模式成藏，驅(qū)動力受淺層流體勢控制明顯，為分散型水合物發(fā)育區(qū)；西南部以瓊東南盆地的深水帶成藏條件優(yōu)越，新近紀(jì)來構(gòu)造沉降速率較大，沉積厚度大，泥底辟和氣煙囪體發(fā)育，對水合物成藏控制明顯，水合物主要通過氣體的垂向運聚模式成藏，有利于發(fā)育滲漏型水合物藏。

 

參考文獻

[1]XU W Y，RUPPEL C．Predicting the occurrence，distribution，and evolution of methane gas hydrate in porous marine sediments[J]．Journal of Geophysical Research，1999，104(B3)：5081-5095．

[2]DAVIE M K，BUFFETT B A．A numerical model for the formation of gas hydrate below the seafloor[J]．Journal of Geophysical Research，2001，106(B1)：497-514．

[3]BUFFETT B，ZATSEPINA O．Research on mixed gas hydrate equilibrium[R]．Report to Institute of Energy Utilization，AIST，Japan，2004．

[4]CHEN Duofu，CATHLES L M．A kinetic model for the pattern and amounts of hydrate precipitated from a gas steam：Application to the Bush Hill vent site，Green Canyon Block l85，Gulf of Mexico[J]．Journal of Geophysical Research，2003，108(B1)：2058-2072．

[5]CLARKE M A，BISHNOI P R．Determination of the in trinsic kinetics of CO2 gas hydrate formation using in situ particle size analysis[J]．Chemical Engineering Science，2005，60(3)：696-709．

[6]PAULLC K，BUELOW W J，USSl，ER W，et al．Increased continental margin slumping frequency during sea level low-stands above gas hydrate-bearing sediments[J]．Geology，l996，24：143-146．

[7]GREVEMEYER I，VILLIGER H．Gas hydrate stability and the assessment of heat flow through margins[J]．Geophysical Journal International，2001，20(3)：611-660．

[8]吳能友，梁金強，王宏斌，等．海洋天然氣水合物成藏系統(tǒng)研究進展[J]．現(xiàn)代地質(zhì)，2008，22(3)：356-362．

WU Nengyou，LIANG Jinqiang，WANG Hongbin，et al．Marine gas hydrate system：State of the art[J]．Geoscience，2008，22(3)：356-362．

[9]MILES P R．Potential distribution of methane hydrate beneath the European continental margins[J]．Geographic Research Letters，1995，22(23)：3179-3182．

[10]PAULL C K，USSLER W，BOROWSKI W A．Sources of biogenic methane to form marine gas hydrates：In Situ production or upward migration[J]．Annals of the New York Academy of Sciences，l994，715(1)：392-409．

[11]付少英，陸敬安．神狐海域天然氣水合物的特征及其氣源[J]．海洋地質(zhì)動態(tài)，2010，26(9)：6-10．

FU Shaoying，LU Jing’an．The characteristics and origin of gas hydrate in Shenhu Area，South China Sea[J]．Marine Geology Letter，2010，26(9)：6-10．

[12]吳廬山，楊勝雄，梁金強，等．南海北部神狐海域沉積物中烴類氣體的地球化學(xué)特征[J]．海洋地質(zhì)前沿，2011，27(6)：1-10．

WU Lushan，YANG Shengxiong，LIANG Jinqiang，et al．Geochemical characteristics of hydrocarbon gases in sediments in Shenhu Area，Northern South China SeaEJ]．Marine Geology Frontiers，20ll，27(6)：1-10．

[13]何家雄，顏文，祝有海，等．南海北部邊緣盆地生物氣／亞生物氣資源與天然氣水合物成礦成藏[J]．天然氣工業(yè)，2013，33(6)：121-134．

HE Jiaxiong，YAN Wen，ZHU Youhai，et al．Bio-genetic and sub-biogenetic gas resource potential and genetic types of natural gas hydrates in the northern marginal basins of South China Sea[J]．Natural Gas Industry，2013，33(6)：121-134．

[14]GORNITZ V，FUNG I．Potential distributi。n of methane hydrates in the world’s oceans[J]．Global Biogeochemical Cycles，1994，8(3)：335-347．

[15]WASEDA A．Organic carbon content，baeterial methanogenesis，and accumulation processes of gas hydrates in marine sediments[J]．Geochemical Journal，1998，32(3)：143-l57．

[16]KRASON J，FINLEY P．Evaluation of the geological relationships to gas hydrate formation and stability[R]．Morgantown：The Morgantown Energy Technology Center of U．S．Department of Energy，1989．

[17]RULLKOTTER J．Organic matter：The driving force for early diagenesis[M]//SCHUl，Z H D，ZABEL M．Marine geochemistry．Heidelberg：Springer Berlin Heidelberg，2006：125-168．

[18]TREHU A，RUPPEL C，HOLLAND M，et al．Gas hydrates in marine sediments：Lessons from Scientific drilling[J]．Oceanography，2006，19(4)：124-142．

[19]MILKOV A V，SASSEN R．Economic geology of offshore gas hydrates accumulations and provinces[J]．Marine and Petroleum Geology，2002，19(1)：1-ll．

[20]張光學(xué)，祝有海，徐華寧．非活動大陸邊緣的天然氣水合物及其成藏過程述評[J]．地質(zhì)論評，2003，49(2)：181-186．

ZHANG Guangxue，ZHU Youhai，XU Huaning．Gas hydrate on the passive continental margin and its pool-formation process[J]．Geological Review，2003，49(2)：181-186．

[21]沙志彬，王宏斌，龔躍華．?dāng)鄬优c天然氣水合物的關(guān)系[J]．南海地質(zhì)研究，2004，17：41-47．

SHA Zhibin，WANG Hongbin，GONG Yuehua．The relations between faults and gas hydrates[J]．Geological Research of South China Sea，2004，17：41-47．

[22]沙志彬，王宏斌，張光學(xué)，等．底辟構(gòu)造與天然氣水合物的成礦關(guān)系[J]．地學(xué)前緣，2005，12(3)：283-288．

SHA Zhibin，WANG Hongbin，ZHANG Guangxue，et al．The relationships between diapir structure and gas hydrate mineralization[J]．Earth Science Frontiers．2005．12(3)：283-288．

[23]吳能友，楊勝雄，乇宏斌，等．南海北部陸坡神狐海域天然氣水合物成藏的流體運移體系[J]．地球物理學(xué)報，2009，52(6)：1641-1650．

WU Nengyou，YANG Shengxion9，WANG Hongbin，et al.Gas bearing fluid influx sub-system for gas hydrate geological system in Shenhu Area，Northern South China Sea[J]．Chinese Journal of Geophysics，2009，52(6)：1641-1650．

[24]沙志彬，郭依群，楊木壯，等．南海北部陸坡區(qū)沉積與天然氣水合物成藏關(guān)系[J]．海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，2009，29(5)：89-98．

SHA Zhibin，GUO Yiqun，YANG Muzhuang，et al．Relation between sedimentation and gas hydrate reservoirs in the northern slope of South China Sea[J]．Marine Geology&Quaternary Geology，2009，29(5)：89-98．

[25]MARTINI E．Standard Tertiary and Quaternarv calcareous nannoplankton zonation[C]//FARINACCI A．Proceedings of the Second Planktonic Conference Roma，1971(2)：739-785．

[26]梁勁，王明君，陸敬安，等．南海北部神狐海域含天然氣水合物沉積層的速度特征[J]．天然氣工業(yè)，2013，33(7)：29-35．

LIANG Jin，WANG Mingjun，LU Jing’an，et al．Charac teristics of sonic and seismic velocities of gas hydrate bearing sediments in the Shenhu Area，northern South China Sea[J]．Natural Gas Industry，2013，33(7)：29-35．

[27]陳芳，周洋，蘇新，等．南海神狐海域含水合物層底棲有孔蟲群落結(jié)構(gòu)與同位素組成[J]．海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，2010，30(2)：1-8．

CHEN Fang，ZHOU Yang，SU Xin，et al．Benthic foraminifera and stable isotopic composition of gas hydrate-bearing sediments from Shenhu Area in the Northern South China Sea[J]．Marine Geology&Quaternary Geology，2010，30(2)：1-8．

[28]蘇丕波，梁金強，沙志彬，等．南海北部神狐海域天然氣水合物成藏動力學(xué)模擬[J]．石油學(xué)報，2011，32(2)：226-233．

SU Pibo，LIANG Jinqiang，SHA Zhibin，et al．Dvnamic simulation of gas hydrate reservoirs in the Shenhu Area．Northern South China Sea[J]．Acta Petrolei Sinica，2011，32(2)：226-233

 

 

本文作者：梁金強  王宏斌  蘇新　付少英  王力峰  郭依群  陳芳  尚久靖

作者單位：中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源學(xué)院

  國土資源部海底礦產(chǎn)資源重點實驗室·廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局

  中國地質(zhì)大學(xué)(北京)