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南海天然气水合物的成矿远景_图文

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南海 天然气 水合物 成矿 远景 图文
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2 洋 地 质 与 第 四 纪 地 1期2 天 然 气 水 合 物 的 成 矿 远 景张 光 学1黄 永 样1祝 有 海2吴 必 豪2(1国 土 资 源 部 广 州 海 洋 地 质 调 查 局广 州51 地 质 科 学 院 矿 床 所北 京1:通 过 对 南 海 的 中 新 生 代 区 域 构 造~中 上 新 世 沉 积~近现 代 地 貌 及 地 温 条 件 的 分 析结 合钻 探 成 果 和 水 合 物 最 新 调 查 资 料探 讨 了 南 海 水 合 物 的 成 矿 条 件认 为 具 有 良 好 的 成 矿 地 质 构 造 环 境9通 过 对 南 海陆 坡 深 水 区 现 有 大 量 多 道 地 震 调 查 资 料 的 重 新 判 读发 现 南 海 地 区 存 在 多 处 水 合 物 的 地 震 标 志R 以 活 动 边缘 笔 架 增 生 楔 和 非 活 动 边 缘 西 沙东 沙 为 例重 点 解 剖 水 合 物 的 地 震 特 征建 立 其 成 藏 模 式总 结 其 成 矿 规 律预测 水 合 物 资 源 远 景为 今 后 在 该 海 域 寻 找 水 合 物 矿 床~预 测 水 合 物 资 源 远 景 起 到 抛 砖 引 玉 作 用 词:天 然 气 水 合 物9成 矿 条 件9成 藏 机 制9南 海中 图 分 类 号: 标 识 码: 编 号: 海 是 岩 石 圈 变 形~沉 积 物 堆 积~化 学 成 分 特殊 的 岩 浆 作 用 与 成 矿 作 用 集 中 的 地 区 作 为 中国 边 缘 海 的 杰 出 代 表发 育 了 特 提 斯 与 太 平 洋 构 造系 交 接 的 复 合 构 造 系既 有 剪 切 挤 压 构 造又 有 拉 张构 造是 认 识 洋/陆 岩 石 圈 板 块 相 对 运 动~物 质 交 换~能 量 传 递 及 其 影 响 的 窗 口 南 海 地 质 过 程 及 动力 学 的 研 究能 全 面~系 统 地 认 识 南 海 中 新 生 代 环 境演 化 和 资 源 富 集 规 律 时 期 的 烃 类 有 机 物 主 要 形 成 和 赋 存 于 沉 积盆 地 中故 油 气 地 质 的 基 础 研 究 首 先 瞩 目 于 沉 积 盆地总 结 边 缘 海 背 景 下 前 新 生 代 原 型 盆 地 或 新 生 代沉 积 盆 地 的 发 育 规 律 在 其 地 史 演 化 的 长 河 中历 经 多 期 构 造 的 幕 式 运 动早 期 的 中 生 代 原 型 沉 积盆 地 已 被 深 埋~改 造 和 破 坏对 油 气 富 集 和 破 坏 均 有重 大 影 响 浅 层 油 气 日 益 被 发 现 和 开 采油 气 勘查 的 重 点 正 向 深 部 领 域 转 移运 用 新 的 地 质 理 论结合 中 生 代 巨 厚 沉 积 对 岩 石 圈 变 形~油 气 资 源 富 集 等变 化 的 记 录档 案研 究 地 壳 深 部 结 构~过 程 对 认 识这 些 残 留 盆 地~改 造 型 盆 地 或 构 造 盆 地 的 改 造 历 程及 对 大 型 油 气 藏 形 成 的 控 制 作 用探 讨 洋 陆 壳 幔 演替 过 程 与 事 件 的 成 烃 机 制 及 保 存 条 件都 将 有 助 于对 南 海 深 海 陆 坡 区 这 一 勘 探 新 领 域 的 水 合 物 及 油 气作 出 合 理 的 评 估并 为 海 底 浅 层 水 合 物 形 成 提 供 气源 依 据 项 目:国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目(49972 简 介:张 光 学(1965 D 男高 级 工 程 师主 要 从 事 海 洋 地质~地 球 物 理 和 石 油 地 质 学 研 究 日 期:2 君 编 辑这 里 主 要 侧 重 水 合 物 的 地 震 研 究 是 我 国水 合 物 资 源 前 景 广 阔 的 地 区目 前 通 过 研 究 过 去 的多 道 地 震 资 料[1]在 北 部 陆 坡 区 发 现 多 处 可 能 含 水合 物 的 地 震 异 常 研 究 地 震 特 征对 认 识 能 源 和全 球 气 候 变 化 具 有 非 常 重 要 的 意 义[2] 水 合 物 成 矿 条 件水 合 物 在 世 界 各 地 分 布 广 泛大 多 沿 陆 坡~陆 隆或 海 台 区 展 布 物 的 形 成 及 稳 定 存 在 需 要 合 适的 成 矿 地 质 条 件包 括 沉 积 构 造 环 境~合 适 的 温 压 条件~充 足 的 气 源~有 效 的 运 移 通 道~有 效 的 储 集 层 和保 存 条 件 等 外 调 查 研 究 结 果 表 明在 活 动 陆 缘俯 冲 带 增 生 楔 区非 活 动 陆 缘~陆 隆 台 地 断 褶 区水合 物 十 分 发 育 如 南 设 得 兰 海 沟~秘 鲁 海 沟~中美 洲 海 槽~俄 勒 冈 滨 外~日 本 南 海 海 槽~中 国 台 湾 西南 近 海 等9后 者 有 著 名 的 布 莱 克 海 台~墨 西 哥 湾 路 易斯 安 那 陆 坡~加 勒 比 海 南 部 陆 坡~亚 马 逊 海 底 扇~阿根 廷 盆 地~印 度 西 部 陆 坡~尼 日 利 亚 滨 外 三 角 洲 前 缘等 活 动 陆 缘水 合 物 的 分 布 往 往 与 断 褶 构 造~底 辟 构 造~海 底 扇 及 海 底 滑 塌 体 等 特 殊 构 造 密 切 相关[3] 半 深 水深 水 区(>4OO 陆 坡 区 面 积 约118万 于 水 合 物 成 藏的 范 围 广 构 造 上南 海 处 于 欧 亚 板 块~澳 大 利亚 板 块 和 太 平 洋 板 块 的 交 汇 地 带是 一 发 育 有 洋 壳的 大 型 边 缘 海地 壳 结 构 独 特陆 缘 性 质 各 异地 貌类 型 多 样地 质 构 造 复 杂其 北 部 陆 坡 区~西 部 剪 切带~东 部 俯 冲 带 增 生 楔~南 部 的 南 沙 海 台 区 均 具 有 良好 的 水 合 物 成 矿 物 化 条 件 和 地 质 构 造 环 境O(1)地 貌 条 件 南 海 北 部 陆 缘 为 被 动 大 陆 边 缘或准 被 动 大 陆 边 缘(冯 志 强1999) 北 部 陆 坡 区 沿北 东 方 向 延 伸宽 约550 裂 构 造 及 水 流 底蚀 作 用陆 坡 地 形 复 杂 多 变整 体 呈 阶 梯 状 下 降被切 割 得 支 离 破 碎发 育 海 槽~海 谷~海 山~海 丘~陡 坡~陡 坎~海 底 高 原~陆 坡 台 地~海 底 滑 塌 及 海 底 扇 等 各种 构 造 地 貌O(2)沉 积 条 件 随 着 南 海 中 央 海 盆 的 扩 张北部 陆 坡 区 自 渐 新 世 以 来 基 本 处 于 拗 陷 沉 降 期以 滨~浅 海半 深 海 沉 积 环 境 为 主有 较 多 的 陆 源 物 质 注入沉 积 速 率 高 是 中 中 新 世 之 后南 海 以 区 域性 热 沉 降 为 主沉 降 速 率 较 大同 时 陆 地 沉 积 物 的 快速 补 充~碎 屑 供 给 增 大~沉 积 物 快 速 堆 积 都 使 陆 缘 沉积 速 率 加 大 钻 井 资 料 揭 示在 东 沙群 岛 东 南 地 区1144井 揭 示1 的 沉 积 速 率为400~1 200 m/143井 反 映 在 晚 中 新 世 以 来的 沉 积 速 率 为150~210 m/ 种 沉 积 条 件 有 利于 水 合 物 赋 存 所 需 的 沉 积 异 常 体 之 形 成O(3)构 造 条 件 该 区 在 早 白 垩 世 末~始 新 世 末和 中 中 新 世 末 发 生3次 构 造 运 动对 陆 坡 区 地 质 构造 演 化 起 了 重 要 作 用尤 以 中 中 新 统 之 下 沉 积 盖 层断 裂 构 造 发 育有 些 断 裂 自 基 底 断 至 海 底既 控 制 着陡 坡 地 形 的 形 成又 有 利 于 烃 气 向 上 远 距 离 输 送;而晚 中 新 世 以 来 的 构 造 活 动 趋 于 平 静 平 静 有 利于 水 合 物 的 保 存具 备 形 成 水 合 物 的 地 质 构 造 环 境O( 4)烃 气 条 件 珠 江 口~琼 东 南~西 沙 海 槽~尖峰~双 峰~笔 架 南~中 建 南 等 许 多 大 中 型 新 生 代 沉 积盆 地 及 隆 起 区 等 构 造 单 元 跨 越 了 陆 坡 区盆 地 沉 积速 率 较 大沉 积 厚 度2~11 有 机 质 丰 富蕴藏 着 丰 富 的 油 气 资 源已 发 现 一 大 批 大~中 型 油 气田表 明 具 有 充 足 的 烃 气 来 源 为 证西 沙 海 槽区 柱 状 沉 积 顶 底 轻 烃 分 析 结 果 曲 线 图 显 示 底 部 氢 及甲 烷~乙 烷 浓 度 普 遍 高 于 顶 部 陆 坡 区 渐 新 统 及以 上 地 层 有 机 碳 含 量 高在1144~ 1146等 多 个 站 位发 现 生 物 成 因 气 和 热 解 烃 气 的 富 集(据 果2000)O(5)地 温 状 况 从 整 体 来 看南 海 北 部 地 温 梯度 分 布 不 均 匀且 随 水 深 增 大地 温 梯 度 有 增 高 的 趋势分 析 认 为 与 陆 缘 地 壳 活 动 强 度 及 近 期 拉 张 程 度有 关O 揭 示 了 南 海 北 部 陆 坡 区 的 地 温梯 度在 水 深 较 大 的2个 站 位(1145站3 175 m;1148站3 294 m)地 温 梯 度 高 达83~90 C /很 可 能 是 由 于 它 们 位 于 陆/洋 转 换 过 渡 边 界 附 近地壳 活 动 增 强 所 致 深 较 浅 的 两 个 站 位(1144站2 037 m; 1146站2 092 m) 地 温 梯 度 相 对 较 低(分别 为24~ 59 C /这 可 能 是 近 期 拉 张 程 度 大沉积 速 率 高 以 及 不 同 的 局 部 构 造 所 致北 部 陆 坡存 在 快 速 堆 积 的 低 温 地 质 环 境是 形 成 水 合 物 的 有利 地 区 陆 坡 深 水 区 沿 滑 断 裂 带 伴 生有 新 生 代 沉 积 盆 地特 别 是 早 中 新 世 以 来 青 藏 高 原的 快 速 隆 升给 南 海 西 南 部 地 区 带 来 了 大 量 碎 屑 沉积如 莺 歌 海 盆 地 中 中 新 世 以 来 沉 积 速 率 大第 四 纪沉 积 超 过2 有 水 合 物 所 需 的 充 足 物 源 和 必 要的 低 温 高 压 环 境赋 存 水 合 物 的 围 岩 较 厚泥 底 辟 构造 发 育深 部 热 裂 解 气 及 浅 部 的 生 物 气 易 运 移 至 浅部 地 层 内 成 藏其 水 合 物 成 藏 条 件 可 与 已 发 现 度 洋 北 部 孟 加 拉 湾 类 比 东 部 为 板 块 的 聚 合 边 缘通 过 马 尼 拉 俯 冲带 和 菲 律 宾 地 块 相 接沿 俯 冲 带 发 育 有 叠 瓦 状 逆 掩推 覆 构 造 和 洋 壳 增 生 楔 等这 些 构 造 现 象 与 东 太 平洋 周 缘 海 域 的 北 加 利 福 尼 亚俄 勒 冈~秘 鲁 海 槽 等已 发 现 水 合 物 的 地 区 的 成 藏 环 境 和 地 质 条 件 类 似 带~断 裂 带 为 深 部 热 裂 解 气 和 热 流 体 形 成 并 向浅 部 运 移 产 生 水 合 物 创 造 了 有 利 的 热 力 学 环 境 南 部 的 南 沙 地 块 区 发 育 了 众 多 的 新 生 代 沉积 盆 地亦 保 存 有 较 厚 的 新 生 代 沉 积 岩 层海 山~海台~海 槽~泥 火 山 等 有 利 于 水 合 物 富 聚 的 构 造 地 貌 发育1143站(水 深2 772 m)揭 示地温 梯 度 达86 C / 明 南 海 南 部 地 区 地 壳 活 动 相对 强 烈且 近 期 拉 张 程 度 大如 曾 母 盆 地 上 新 世 以 来沉 积 巨 厚( 5~ 6 也 有 利 于 水 合 物 成 藏 的994~ 995和997站 位 的 地 温 梯 度(36. 4~ 33. 5和36. 8 C / 比南 海 南 部 的 地 温梯 度 高水 合 物 稳 定 带 深 度 应 比 布 莱 克 海 岭 地 区 要浅(小 于300 m) 对 南 海 北 部 陆 坡 区~西 部 剪 切 带~东 部 俯 冲带 增 生 楔~南 部 的 南 沙 海 台 区 地 质 构 造 环 境~沉 积 条件~地 温 状 况 及 烃 类 气 体 来 源 的 分 析并 与 国 外 相 关调 查 研 究 成 果 进 行 对 比认 为 南 海 陆 坡 区 具 备 水 合物 的 成 矿 条 件 有 多 道 地 震 剖 面 上 及 近 年 水 合物 前 期 调 查 中 都 发 现 了 水 合 物 的 存 在 标 志 水 合 物 的 地 震 学 标 志水 合 物 在 地 震 剖 面 上 通 常 伴 生 一 强 反 射 层大致 与 海 底 平 行故 称 之 为 似 海 底 反 射 层(是 天然 气 水 合 物 聚 集 的 最 有 意 义 的 指 示 物 之 一O 振 幅 和 负 极 性常 与 沉 积 物 的 层 面 斜 切界 面 上67海 洋 地 质 与 第 四 纪 地 质2002年下 地 震 波 速 度 倒 转,随 海 底 深 度 增 加 亦 加大,综 合 分 析 认 为 是 上 覆 较 高 声 速 的 天 然 气 水 合 物层 与 下 伏 较 低 声 速 的 含 游 离 气 层 之 间 的 高 波 阻 抗 差分 界 面 有 强 弱 之 分,分 别 称 之 为 强 种 反 射 强 度 变 化 很 可 能 与 水 合 物 声 波参 数 的 横 向 变 化 有 关最 初,认 为 震 资 料 处 理 人 为 影 响 的 结果,亦 或 是 气 泡 脉 冲 混 响多 震 源 反 射海 底 多 次 反射 之 结 果,由 反 射 时 间 及 其 产 状 变 化 特 点 可 判 断 它与 海 底 多 次 波 之 区 别另 外 钻 探 和 速 度 分 析 证 实 合 物 之 底 界在 沉 积 层 与 海 底 平 行 的 地 震记 录 剖 面 上 识 辨 困 难但 缺 少洋 沉 积 浅 层 附 近 高 速 层 内 暗 示 存 在 水 合 物值 得 指出 的 是,当 海 底 产 状 与 地 层 产 状 不 一 致 时, 就 是 含 水 合 物 层 的 底 界 面,也 有 可 能 是 某 种 岩性 界 面水 合 物 的 稳 定 区 域 边 界 代 表 的 是 一 特 定 的 压 力和 温 度 面其 产 状 受 温 度 及 压 力 条 件 控 制,当 压 力 达到 水 合 物 所 需 的 条 件 时, 上 是 一 个 平 行 海底 的 等 温 面,其 产 状 与 储 集 层 产 状 无 关深 海 中 沉 积物 的 压 力 变 化 不 大,但 因 存 有 地 温 梯 度,地 温 变 化 却很 大故 海 底 的 不 规 则 将 造 成 等 热 面 的 不 规 则,这 种不 规 则 的 等 热 面 代 表 了 不 规 则 的 水 合 物 稳 定 域稳定 的 水 合 物 相 界 平 行 于 海 底,它 遵 从 于 等 温 线,故 层 的 空 间 分 布 大 致 与 海 底 地 形 相 似,而 与地 层 层 面 斜 交根 据 水 合 物 成 矿 的 地 质 构 造 背 景温 压 条 件,以及 对 已 有 地 震 剖 面 资 料 的 初 步 判 读 结 果,在 北 部 陆坡 区 的 东 沙 群 岛 南 部西 沙 海 槽 的 南 北 斜 坡笔 架 南盆 地 东 缘 增 生 楔以 及 南 沙 地 块 断 陷 盆 地 内 等 多 处发 现 可 疑 水 合 物 的 地 震 标 志 中 笔 架 南盆 地 东 缘 为 增 生 楔 型 双 东 沙 斜 坡 型 沙 群 岛 之 东 南 侧 典 型 的 台 地 型 地 块 断 陷 盆 地 内 为 盆 缘 斜 坡 型 海槽 属 槽 缘 斜 坡 型 论 计 算 获 知,在南 海 深 水 陆 坡 及 深 海 盆 等 广 大 地 区,具 备 水 合 物 形成 所 需 的 温 压 条 件, 温 压 参 数 组 合 满 足 水合 物 的 形 成 条 件,声 纳 浮 标 资 料 揭 示 深 水 区m 的 海 底 浅 沉 积 层 具 有 高 速 异常,综 合 推 测 该 地 区 可 能 存 在 水 合 物南 海 北 部 陆 坡及 其 它 深 水 地 区 有 较 好 的 成 矿 远 景图东 沙 群 岛 东 南 陆 坡 地 震 剖 面of 海 槽 地 震 剖 面985年 美 国康 拉 德 号实 测a S 985 77第期 张 光 学,等:南 海 天 然 气 水 合 物 的 成 矿 远 景3南 海 重 点 探 区 甲 烷 水 合 物 的 地 震 研究以 笔 架 南 盆 地 东 缘 增 生 楔 为 例开 展 南 海 活 动边 缘 水 合 物 研 究 律 宾 海 板 块 与 欧 亚 板 块 聚 敛的 影 响南 海 海 底 向 马 尼 拉 海 沟 俯 冲沿 恒 春马 尼拉 一 带 形 成 逆 掩 推 覆 带在 俯 冲 带 的 西 侧 发 育笔 架 南 盆 地由 于 洋 壳 的 俯 冲 消 减 及 陆 缘 物 质 的 混杂 堆 积于 盆 地 东 侧 形 成 巨 厚 的 增 生 楔其 内 发 育 许多 逆 掩 断 层构 成 向 盆 地 逆 冲 的 逆 掩 推 覆 构 造 带 面 上 增 生 楔 浅 地 层 沉 积 物 内有 一 强 烈 的 水 合物 稳 定 带 似 海 底 反 射 层 盆 地 过 渡 的 斜 坡 区该反 射 层 与 地 层 斜 切 明 显再 往 西 至 笔 架 南 盆 地 内斜切 现 象 不 明 显这 可 能 是 地 内 水 平 沉 积 层产 状 一 致 有 关导 致 难 以 辨 认 生 楔 高 部 位 处局 部 存 在下 拉现 象' 这 可 能 与 水 合 物 层 之 下 圈 闭 有 游 离 气造 成速 度 下 拉 效 应 有 关22个 构 的 放 大剖 面 上 极 性 与 海 底 相 反 大 约有250 空 白 带[2] 集 上(未作 动 校 正)不 难 看 出 底 平 行并 且 振 幅 随偏 移 距 变 化[2] 度 剖 面 分 析 得 出 的 水合 物 层 速 度 为2 183 m/s 其 下 的 沉 积 物 速 度 下 降可 能 与 下 覆 圈 闭 游 离 气 有 关 度 及 速 度 分 析 结 果水 合 物 稳 定 带的 厚 度 大 约 为250 梯 度44 / 数 据 较正 常 的 地 温 梯 度 值 高反 映 洋 壳 俯 冲 热 效 应 的 结 果与 世 界 其 它 增 生 楔 地 区 的 热 流 值 基 本 一 致有 利 于深 部 热 成 因 气 运 移 至 浅 部在 适 宜 的 温 压 条 件 下 形成 水 合 物 北 部 陆 坡 位 于 华 南 地 块 和 南 海 地 块 的 衔 接带 上南 临 南 海 地 块 的 主 体 部 分西 部 为 印 支 地 块东 靠 台 湾菲 律 宾 岛 弧中 生 代 末 以 来 在 南 海 北 部被 动 大 陆 边 缘 发 育 了 西 沙 海 槽 盆 地台 西 南 盆 地 和笔 架 南 盆 地 等 以 东 沙 海 台 及 西 沙 海 槽 为 例探讨 南 海 北 部 非 活 动 陆 缘 水 合 物 成 藏 特 征 海 台 是 在 基 底 高 地 上 发 育 而 成中 中 新 世之 后 开 始 淹 没并 接 受 海 相 沉 积沉 积 沉 降 速 率 大这 一 构 造 发 育 史 和 构 造 环 境 与 美 国 东 部 被 动 陆 缘 水合 物 发 育 的 经 典 地 区布 莱 克 海 台 特 征 相 似该 剖 面 在 海 底 以 下0. 4 一 似 海底 反 射 层(图3是 位 于 东 沙 东 北 且 穿 过1144站 位 的 剖 面呈 以 下0. 7 一 似 海 底 反 射 层(其上 为 弱 振 幅 空 白 带( 约650 m 250 m(0. 2 s) 分 析 认 为 水 合 物 稳 定带 的 底 界 合 物 稳 定 带 厚 度 其 它 地 震证 据如 极 性 反 转速 度 异 常 等 尚 有 待 于今 后 深 入 研 究 分 析 发 现1144站位 存 在 顶 空 气 异 常海 底 以 下300~600 气 甲烷 含 量 明 显 增 高相 邻 的1146站 位 存 在 顶 空 气 与 孔隙 水 氯 离 子 浓 度 异 常海 底 以 下500 隙 水 氯离 子 浓 度 含 量 明 显 降 低由 此 估 计 的 水 合 物 层 深度 与 地 震 资 料 解 释 结 果 基 本 吻 合[7]1144站位 的 水 深(2 037 m) 海 底 温 度(3. 14 ) 地 温 梯 度图3 1144站 位 多 道 地 震 反 射 剖 面3 at 144 8487海 洋 地 质 与 第 四 纪 地 质2002年(24 C /可 估 算 水 合 物 稳 定 带 深 度 约690 m 这一 结 果 也 支 持 了 前 面 的 推 断 可 见多 方 面 证 据表 明 东 沙 地 区 可 能 存 在 水 合 物且 水 合 物 稳 定 带 埋深 较 大(200~700 m) 海 槽 是 发 育 在 南 海 北 部 陆 坡 上 的 新 生 代 陆缘 张 裂 型 盆 地新 生 代 地 层 厚 度 较 大一 般 达3 000~6 000 m 有 利 于 生 物 气 和 热 解 气 的 形 成而 且 深部 和 浅 部 的 断 层 都 比 较 发 育地 震 剖 面 许 多 断 层 穿到 海 底有 利 于 下 部 天 然 气 向 上 运 移 到 浅 部 地 层 形成 水 合 物 矿 藏 槽 的 南 北 斜 坡 存 在 天 然 气 水 合物 的 一 系 列 重 要 的 地 球 物 理 标 志似 海 底 反 射 层(空 白 带(速 度 振 幅 异 常( 波形 极 性 反 转 等 槽 斜 坡 及 滑 塌 体 上 发 现 有 状 基 本与 地 层 一 致局 部 斜 交 水 深350~ 3 000 m 海 底 下200~750 80~750 m) 延 伸较 长o 波 的 波 形 呈 高 振 幅 的 波 峰波 谷 成对 现 象极 性 与 海 底 反 射 波 正 好 相 反 通 常 为 弱 振 幅 或 振 幅 空 白 带这 可能 反 映 了 固 体 水 合 物 的 存 在 含 水 合 物 地 层 中由 于 沉 积 物 空 隙 被 水 合 物 充 填 胶 结使 地 层 变 得均匀' 波 阻 抗 差 减 小在 通 常 呈 现 弱 振 幅 或振 幅 空 白 带 程 度 与 水 合 物 含 量 成 比 例水 合 物含 量 越 高振 幅 越 弱空 白 程 度 越 高厚 度 大 致 为80~620 m 平 均 厚 度350 合 物 的 地 层 速 度 往 往 比 一 般 的 地 层 速 度高可 .5 (正 常 .8 ) 速 度 与 水 合 物 含 量 有 关含 量 越 高速 度 越 高水 合 物 层 下 面 为 游 离 气 层则 地 震 波 速 度 又 可 以 骤减 .2 从 而 形 成 三 段 式 的 速 度 剖 面 区 部 分 的 振 幅 空 白 带 速 度 明 显 增 大 地 层 的 平 均 层 速 度 约 为2 612 m/S 之 下地 层 的 平 均 层 速 度 约 为2 096 m/1146站 位 综 合 剖 面 的 孔 隙水 盐 度 及 氯 化 物 含 量 变 化 分 析发 现500 层段 孔 隙 水 盐 度 和 氯 化 物 含 量 降 低 较 快 该 层 段 度 高 达2.0 甲 烷 含 量 高并 出 现 乙 烷和 丙 烷 等 高 分 子 烃 类 气 体 可 推 断该 层 段 可 能存 有 水 合 物并 且 其 成 矿 气 体 主 要 是 热 解 气 水 合 物 的 成 藏 机 制 分 析 及 成 矿远 景 预 测各 地 区 的 成 藏 模 式 不 尽 相 同 南 盆 地 东 缘增 生 楔 为 板 块 俯 冲 下 插 之 结 果在 构 造 活 动 期 间深部 热 成 因 气 随 孔 隙 流 体 向 浅 部 运 移在 适 合 水 合 物生 成 的 稳 定 温 压 域 内浓 聚 成 水 合 物 矿 床并 产 生 于 该 地 区 构 造 活 动 频 繁早 期 水 合 物 稳 定所 需 的 温 压 条 件 有 可 能 遭 到 破 坏部 分 水 合 物 溶 解继 续 向 浅 部 运 移形 成 新 的 样 就 构 成 增 生楔 区 双 海 槽 盆 地 和 南 沙 地 块 断 陷 盆 地均 为 新 生 代 沉 积 盆 地浅 部 生 物 成 因 气 源 充 足气 体沿 浅 部 地 层 向 盆 缘 高 部 位 运 移在 适 宜 的 温 压 条 件下形 成 斜 坡 型 物 群 岛 的 东 南 侧 台地 内深 部 热 成 因 气 侧 向 运 移 至 浅 部与 浅 部 的 生 物成 因 气 汇 合在 合 适 的 温 压 条 件 下形 成 典 型 的 台 地型 物 对 南 海 深 水 陆 坡 区 的 地 质~地 球 物 理 资 料的 综 合 研 究(仅 限 于 老 资 料 分 析) 初 步 分 析 水 合 物矿 藏 的 找 矿 前 景对 其 资 源 远 景 作 出 粗 略 评 价想 条 件 下水 合 物 中 的 天 然 气 量 主 要 取 决 于 以 下5个 条 件:面 积~厚 度~有 效 孔 隙 度~水 合 指 数~气 水 合物 饱 和 度990)公 式:0 = - - :0 甲 烷 资 源 量; A 水 合 物 分 布 面 积; 合 物 稳 定 带 平 均 厚 度; F 沉 积 物 平 均 有 效 孔 隙度; H 孔 隙 中 水 合 物 饱 和 度; E 水 合 物 中 天 然 气容 积 倍 率;R 水 合 物 成 矿 率 含 水 合 物 的 区 域 面 积 为 陆 坡 区 总 面 积约118万 满 足 水 合 物 稳 定 条 件 的 海 域 面 积占50%;含 水 合 物 的 沉 积 层 厚 度350 m 沉 积 层 的 孔隙 度50% 孔 隙 中 水 合 物 饱 和 度5%;水 合 物 中 天 然气 容 积 倍 率164;水 合 物 成 矿 率10% 估 计 南 海地 区 天 然 气 水 合 物 的 资 源 量 013于845亿 当 量 疑 是 一 个 非 常 可 观 的 数字预 示 着 其 潜 能 将 产 生 巨 大 的 社 会 效 益 及 经 济 效益 及 建 议综 上 所 述可 以 得 出 以 下 认 识:(1)世 界 海 域 水 合 物 大 多 沿 陆 坡~陆 隆 或 海 台区 展 布 陆 缘 俯 冲 带 增 生 楔 区非 活 动 陆 缘~陆隆 台 地 断 褶 区水 合 物 十 分 发 育 活 动 陆 缘水合 物 的 分 布 往 往 与 断 褶 构 造~底 辟 构 造~海 底 扇 及 海底 滑 塌 体 等 特 殊 构 造 密 切 相 关 水 合 物 成 矿 需要 合 适 的 地 质 条 件包 括 沉 积 构 造 环 境~合 适 的 温 压条 件~充 足 的 气 源~有 效 的 运 移 通 道~有 效 的 储 集 层和 保 存 条 件 等o(2)在 南 海 深 水 陆 坡 区 存 有 双 坡 型97第1期 张 光 学等:南 海 天 然 气 水 合 物 的 成 矿 远 景 S 台 地 型S 和 盆 缘 斜 坡 型S 等 多 种 类 型的 水 合 物 地 震 标 志经 理 论 计 算 获 知在 南 海 深 水 陆坡 及 深 海 盆 等 广 大 地 区具 备 水 合 物 形 成 所 需 的 温压 条 件有 较 好 的 成 矿 远 景3 在 地 质地 球 物 理 及 地 球 化 学 资 料 的 综 合研 究 基 础 上从 分 析 成 矿 特 征 入 手指 出 了 南 海 海 域水 合 物 可 能 赋 存 的 有 利 部 位以 笔 架 南 盆 地 东 缘 增生 楔 为 例开 展 南 海 活 动 边 缘 水 合 物 研 究以 东 沙 海台 及 西 沙 海 槽 为 例探 讨 南 海 北 部 非 活 动 陆 缘 水 合物 成 藏 特 征4 初 步 探 讨 了 南 海 水 合 物 的 成 藏 机 制并 采用 区 域 评 价 的 方 法 初 估 了 资 源 量认 为 南 海 地 区 具有 较 好 的 找 矿 前 景鉴 此建 议 今 后 必 须 在 现 有 的 资 料 基 础 上 进 行深 入 的 超 前 性 研 究主 要 研 究 内 容 如 下:1 南 海 水 合 物 成 矿 环 境动 力 学 背 景 与 构 造特 征 研 究 探 讨 研 究 区 沉 积 物 源底 质 沉 积 物 厚 度沉 积 物 类 型 及 沉 积 速 率研 究 构 造 沉 降隆 升断 裂及 不 整 合综 合 分 析 水 合 物 形 成 的 构 造沉 积 及 温 压条 件通 过 对 研 究 区 水 合 物 发 育 可 能 性 的 概 略 性 总体 评 价总 结 水 合 物 成 矿 区 的 形 成 及 演 化 规 律提 出可 能 成 藏 的 有 利 部 位斜 坡陆 隆增 生 楔盆 地 水 下隆 起 带2 南 海 地 温 场 特 征 与 成 矿 关 系 的 研 究 采 用海 底 热 流 探 测 技 术计 算 地 温 梯 度测 定 海 底 温 度反 演S 层 埋 深探 讨 水 合 物 形 成古 地 温 重 建 与热 史 变 迁 的 关 系3 南 海 水 合 物 成 藏 条 件 及 成 藏 机 理 研 究 综合 分 析 海 洋 温 压 随 深 度 的 变 化海 底 热 流 量 的 大 小地 温 梯 度沉 积 物 的 导 热 性沉 积 物 和 天 然 气 的 组构以 及 海 水 矿 化 度 等 因 素 的 相 互 作 用深 入 研 究 水合 物 的 成 藏 条 件分 析 岩 性 控 制 作 用以 及 甲 烷 运 移通 道 的 岩 脉 及 破 裂 系 统 发 育 程 度讨 论 水 合 物 带 的上 限结 合 新 生 代 的 沉 积 发 育 史以 及 沉 积 成 岩 过 程的 压 力 和 温 度恢 复 其 成 矿 地 质 环 境探 讨 其 地 史 期间 的 演 变 过 程综 合 分 析 水 合 物 对 下 覆 游 离 气 的 圈闭 机 制 及 水 合 物 的 成 藏 机 理总 结 研 究 区 水 合 物 矿藏 类 型 及 成 藏 地 质 模 式4 南 海 北 部 陆 坡 区 水 合 物 分 布 规 律 及 资 源 远景 预 测 综 合 考 虑 水 合 物 层 速 度振 幅 强 度 及 连 续性孔 隙 盐 度 淡 化 程 度 及 其 它 特 定 属 性 等预 测 南 海北 部 陆 坡 区 的 找 矿 远 景并 初 步 估 算 水 合 物 中 甲 烷资 源 量为 后 续 勘 探 提 供 科 学 决 策5 南 海 水 合 物 的 环 境 地 质灾 害 地 质 研 究因 水 合 物 对 温 压 条 件 反 应 敏 感故 大 多 数 水 合 物 处在 暂 时 稳 定 和 长 期 活 动 的 变 化 过 程 中作 为 地 球 内部 与 海 洋 物 质 交 换 的 媒 介水 合 物 的 演 变 可 引 致 温室 效 应海 底 滑 坡大 规 模 气 柱 卷 流 引 起 大 型 海 难同 时水 合 物 分 解 引 起 全 球 变 暖致 使 海 水 物 理 化 学性 质 发 生 改 变破 坏 生 物 的 生 态 环 境造 成 生 物 大 规模 灭 绝 突 变 事 件 的 发 生通 过 揭 示 新 构 造 运 动岩 浆活 动分 析 相 平 衡 的 温 压 条 件研 究 水 合 物 与 海 底 构造 变 动海 平 面 变 迁古 气 候 变 化 之 间 的 关 系探 讨水 合 物 在 环 境 地 质灾 害 地 质 中 的 作 用 及 影 响参 考 文 献1]张 光 国 土 资 源 大 调 查 项 目 建 议 书南 海 北 部 陆 坡 甲烷 水 合 物 资 源 调 查 与 评 价] 海 洋 地 质 调 查 局内 部 资料. 光 学文 鹏 甲 烷 水 合 物 的 地 震 特 征 研 究A] 广东 青 年 科 学 家 论 坛 论 文 集C] 科 学 技 术
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