ODP天然气水合物勘探方法研究

发布时间：2020-07-09 06:41

【摘要】： 国内还没有发现实物天然气水合物样品,那么目前的水合物勘探需要更完备的理论指导,勘探方法的有效、可靠性也需要验证。本文的研究目的是通过研究ODP航次中发现天然气水合物的站位的地质、地球物理和地球化学特征,提炼出水合物形成以及成藏的最佳地质条件,分析总结出其地球物理和地球化学特征,来指导国内的水合物勘探。文中研究了ODP(大洋钻探项目)一些发现天然气水合物的航次的地质、地球物理和地球化学情况,比如164航次、204航次、308航次等,借此提出更合理、完善的水合物赋存模型,从而从更全面、详细的因素来约束我国天然气水合物的勘探。同时利用申请回来的ODP各航次样品进行酸解烃和甲烷同位素分析,来对比两种方法的优劣并检验这个模型的正确性。首先研究了各航次的地质背景,得出这个模型的最佳地质条件组合:水深1000米左右的海域,最好有因大量气体转移而形成的塌陷或者滑坡,或因大量甲烷生物活动形成的海底烟囱,该地区沉积有新生代晚更新世沉积的富含微化石、有孔虫以及硅藻的岩层,如岩层中存在浊积岩,则很可能在附近存有水合物; 根据对BSR和浊积岩在ODP中的应用以及它们的优缺点分析,首次提出了BSR和浊积岩共同作为指标的天然气水合物赋存模型; 对这个模型的性质分析指出:浊积岩位于BSR上方,地震反射声速比BSR低,比环境岩层高;浊积岩密度、热传导率、未排水剪切强度、磁化系数和电阻率都比背景岩层高,孔隙率则减少近10%;水合物存在于浊积岩内或附近(特别是浊积岩间层内),甲烷在浊积岩内的往上渗透,浊积岩的层理结构为乙烷以及重烃提供了横向运移的通道;各种元素含量在浊积岩内的突变表明浊积岩内含有大量陆源碎屑;最后通过将该模型应用于164航次,对这个模型进行了验证,证实了这个模型的正确性和意义; 酸解烃方法测得的异常比顶空气法测得的异常明显,其它烃类测试结果说明甲烷在浊积岩中的渗透性比乙烷和其它烃类强,浊积岩成为重烃横向运移的自然通道;根据对164航次同位素的分析得出,布莱克区域的烃类有可能也是混合成因的。
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：P744.4
【图文】：

船载,站位,科学报告

的船载报告和科学报告。船载报告是各航次船上所取得的成果汇报，一般综强；科学报告由科学家们研究各航次所取得的样品、数据等资料而汇编成的学报告，一般晚于航次一两年完成。这里参考的报告有 164 航次船载报告、科学报告、204 航次船载报告、204 航次科学报告第九篇以及 308 航次船载报2.1 164 航次简介164 航次探测区域（图 2-1）位于布莱克区域最上部分的布莱克底辟顶部卡罗莱娜海岸约 300 米。布莱克海台与海脊相连，在其边缘有一个大型的不规则的地形低地。布由西部边界潜流沉积，这个底辟是卡罗莱娜海槽基部朝海一边突起的约 20 构中最南部一个，它被强烈的 BSR 区域包围。原因不明，可能因为水合物的的变化，比如增加的地热以及含盐份的水使得水合物不稳定。

船载,位置图,水合物,海脊

（1）大陆上升架断裂带处甲烷的迁移和天然气水合物的形成；（2）海底面渗出的流体和气体的来源；（3）这些流体对主体沉积物的影响。这个站位的水深约 2169.6m，取芯穿透深度为 63.0mbsf（meter below seafloor 海底面以下深度，下同）。取芯器：APC、XCB、PCS 等。164 航次取得的最重要的结论是 BSR 与水合物之间的关系，BSR 上方为水合物稳定区，下方没有水合物，但存在气泡。这为后来的水合物勘探提供了指导。2.2 204 航次简介204 航次（图 2-2B）位于俄勒冈州大陆边缘的卡斯卡迪亚地区水合物海脊南部的探测区内，其中的水合物海脊是卡斯卡迪亚增生楔（图 2-2A 中阴影部分）内的一个长 25 米宽 15 米的海脊，它位于倾斜潜没到北美板块下面的胡安福卡板块上。

船载,位置,碳酸化,站位

图 2-3 204 航次 9 个钻孔位置（据 204 航次船载报告）1250 站位是 204 次航次研究天然气水合物的重点站位，位于水深约 792 米布海脊南端以西约 100 米、碳酸化合物礁体也就是所谓的生物隆起以东约这个生物隆起是水合物区南部唯一的碳酸化合物凸起，它的边缘几乎竖直面以上约 40 米。形成这个生物隆起的碳源是 C13含量很低的生物作用形230Th/234U 数据显示了它是在最近的 1.14 万年内形成的。

【引证文献】