认清地质历史时期相关的流体运移和海底甲烷渗漏是天然气水合物研究中的重要问题,对了解水合物成藏、评价水合物分解过程中甲烷渗漏可能造成的环境影响有重要指导作用。本文通过对全球海域大量天然气水合物发育区进行再解释,分析流体运移通道、海底甲烷渗漏与天然气水合物系统三者间的关系。首先,按照流体运移通道在水合物系统中的作用将其分为两类:类型Ⅰ主要分布在水合物稳定区底界(BSR)之下,为水合物系统成藏提供气源的通道,类型Ⅱ分布在BSR以浅,甚至延伸至海底,为水合物系统中的甲烷逃逸提供渗漏通道。另外,分析认为多边形断层作为通道疏导油气垂向运移的作用是有限的。其次,根据海底甲烷渗漏与天然气水合物系统的位置关系以及渗漏的甲烷气源条件,将海底甲烷渗漏特征分为三大类五小类:水合物稳定边界以深(水合物系统气源、非水合物系统气源)、水合物稳定边界附近(水合物系统气源、非水合物系统气源)和水合物稳定边界以浅(非水合物系统气源)。其中,水合物稳定区向陆分布边界LLGHSZ(landward limit of gas hydrate stability zone)附近的甲烷渗漏强度和密度最大。综上,本文提出的流体运移通道与海底甲烷渗漏特征的分类方法对认识动态天然气水合物系统的成藏和分解过程、评价相关的环境和气候影响具有一定的指导作用。
天然气水合物(natural gas hydrate,gas hydrate,以下简称水合物)是一种由水和气体分子在低温高压下形成的似冰状固态结晶物质。自然界中水合物的气体组分主要为甲烷(Kvenvolden,1995;Sloan,1998;Tréhu et al.,2004;Milkov,2004;Max and Johnson,2014),是地球上最丰富的非常规能源(Collett,2004;Boswell and Collett,2011;Koh et al.,2016),而且97%以上的水合物广泛赋存在海洋大陆边缘的沉积物中,其余分布于陆地永久冻土带(Ruppel and Kessler,2017)。
