神狐海域

中国首次海域可燃冰试采成功，这有什么重大

中国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功，这也标志着中国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。我国实现了首次成功试开采可燃冰，这也标志着我国可燃冰的勘探工作进入了一个崭新的发展阶段，甚至有望改变全球能源供应格局。可燃冰中含有大量甲烷等可燃气体，极易燃烧。同等条件下，可燃冰燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍，而且燃烧后不产生任何残渣和废气，避免了最让人们头疼的污染问题。

目前世界上大约有多少个国家在尝试可燃冰的开采

据统计,全球已有30个国家在进行可燃冰的研究和开采。起步较早的国家有美国、俄罗斯、日本等,这些国家从上个世纪就开始尝试开采可燃冰。可燃冰一般指天然气水合物。天然气水合物（即可燃冰，是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，因其外观像冰，遇火即燃，因此被称为“可燃冰”，“固体瓦斯”和“气冰”。世界上海底天然气水合物已发现的主要分布区是大西洋海域的墨西哥湾、加勒比海、南美东部陆缘、非洲西部陆缘和美国东海岸外的布莱克海台等，西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟、冲绳海槽、日本海、四国海槽、中国南海海槽、苏拉威西海和新西兰北部海域等，东太平洋海域的中美洲海槽、加利福尼亚滨外和秘鲁海槽等，印度洋的阿曼海湾，南极的罗斯海和威德尔海，北极的巴伦支海和波弗特海，以及大陆内的黑海与里海等。

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神狐的神狐海域

从1999年开始至2007年的九年间，以广州海洋地质调查局科技人员为代表的广大的中国海洋地质工作者完成了南海北部4个海区共16个航次的综合调查与研究，证实了我国海域存在天然气水合物；调查发现南海北部陆坡具有良好的天然气水合物资源远景；并初步圈定了南海北部陆坡天然气水合物资源远景最有利的重点目标区。2004年中国石油地质年会上，南海北部陆坡深水海域就被列为中国油气勘探可持续发展的三大重要新领域之一。2002年，中国地质调查局正式设立《海洋油气新区调查》项目，重点在我国南海北部陆坡深水区、南黄海盆地北部和东海陆架盆地西部等地区开展前期战略性调查研究工作。南海北部陆坡作为我国开展深水区勘探的首选目标，由广州海洋地质调查局正式启动海洋油气新区战略性地质调查。在国家设立专门项目开展这一资源调查的同时，“863”计划及时启动了“天然气水合物探测技术”课题研究，从地震识别技术、地球化学探测技术、综合评价技术和保真取样技术4个方面全面开始了高技术的探索。在广州海洋地质调查局副总工程师吴能友博士牵头下，展开科技攻关。到2005年，最终初步形成了适合我国海域特点的天然气水合物探测技术系列，为我国海域天然气水合物资源调查与评价提供了有力的高技术支撑。2004年，中德两国展开政府间合作，在南海北部陆坡开展甲烷和天然气水合物分布、形成及其对环境的影响研究，中德两国科学家利用先进的调查船——德国“太阳号”开展代号为SO177航次的海上科学研究，取得了丰富的研究成果，在南海北部东沙海域发现了世界上分布面积最大的自生碳酸盐岩等一系列显示天然气水合物存在的证据。但没有获取到浅表层天然气水合物的样品，成为参与这项研究的中德两国地质学家们的一个遗憾。2005年国土资源部也将面积近3万平方公里的白云深水区列为我国六大油气资源战略选区之首。随着调查研究的深入，广州海洋地质调查局认为，南海北部海域在海底浅表层形成天然气水合物的条件并不优越，通过地质取样这一手段获得天然气水合物的可能性不大。因此，从2005年开始，选定目标实施钻探，成为中国海域天然气水合物资源调查的新任务。广州海洋地质调查局通过多年的调查，确定的天然气水合物重点区与“太阳号”所发现的大片碳酸盐岩结壳的区域是吻合的，这更加肯定了他们对天然气水合物发现目标的认识。担任“太阳号”SO177航次中方首席科学家的是广州海洋地质调查局当时的总工程师黄永样，他充满信心：“下一步要打钻，这里应该是我们布孔的位置。” 后来，为了调查研究一种新的类型，神狐海域又成为新的目标，这里从2003年展开区域概查，已经发现了显著的地球物理标志BSR。经过近两年的技术、商务等准备，最后选定辉固国际（香港）集团公司承包海上天然气水合物钻探航次。 经过九年的艰苦奋斗，中国海域天然气水合物调查从“零”开始，终于首钻成功获得实物样品。这是一个全新的领域，中国人没有经验。因此，调查工作借鉴了油气勘探工作的一些步骤和方法，通过区域概查展开，在发现异常后，再对重点区域展开进一步调查，确定靶区，将天然气水合物的地质目标从南海北部的广大区域一步步缩小到重点目标区。 同时，他们不断学习应用国际上的成功经验，广泛运用地质、地球物理、地球化学多手段综合调查方法，在我国南海北部发现了由深至浅，最后到海底表层所存在的与天然气水合物相关的多层次、多信息异常标志，包括深部似海底反射（BSR）、空白带（BZ）、浅部气烟囱、海底微地貌、碳酸盐岩结壳、底水及沉积物地化异常四位一体的充分证据，有力证实了我国海域天然气水合物资源的存在。作为广州海洋地质调查局基层科技人员，从项目成立之初，教授级高级工程师梁金强和他的研究室科技人员们一直专注天然气水合物调查资料综合分析和解释工作，他自信地说：“目前世界上已经证实可显示天然气水合物存在的证据，在南海北部都得以发现。” 广州海洋地质调查局及国内其他相关单位开展了相应的研究工作。对天然气水合物技术方法、环境效应、资源综合评价和勘探开发战略等进行了深入研究，为调查与评价提供了科学依据和技术方法支撑。 国家“863”计划对这一新型后备能源的勘探给予了持续不断的支持。1998年，广州海洋地质调查局副总工程师、教授级高级工程师张光学在“863”经费的支持下，展开对国际上海底天然气水合物资源探测关键技术的预研究。 深邃的海底是天然气水合物矿藏形成的最佳场所。地球有70%以上的面积是海洋，科学家们分析认为，天然气水合物在海洋中有条件成矿的面积约占全部海洋面积的30%以上。目前，全球已在100多处发现有天然气水合物资源的存在，但却仅在其中15个地区通过钻探和表层取样获得实物。在南海南部，去年由多国科学家共同参与的综合国际大洋钻探计划实施钻探，但没有获得天然气水合物样品。因此，要准确钻中目标，获取到冰雪状的天然气水合物样品，还是一个世界性的难题，带有极大的偶然性。 为提高我国实施天然气水合物钻探目标的命中率，2005年，“863”计划紧急启动了“南海北部海域天然气水合物首钻目标优选关键技术”研发课题，由广州海洋地质调查局副总工程师张明教授牵头，和中国地质大学一起展开攻关。 当时，国内并没有针对天然气水合物钻探目标的调查手段和现成的方法，就连国外公开发表的论文资料也没有这方面的实质性内容。同时，还受限于现有的技术装备和调查条件，课题组大胆提出了单震源单电缆的高分辨率三维地震调查方法，经过反复试验研究，提高定位精度，在采集、处理技术上取得了卓有成效的研究成果，最终取得了高质量的三维成像效果，将二维地震识别技术发展为三维地震识别技术。试验成功后，广州海洋地质调查局迅速将研究成果应用于南海神狐海域目标区，将钻探目标从140多平方千米的海区靶区，最终精确为2个目标区块的8个钻探井位。 在高技术的支撑下，我国天然气水合物钻探航次在实施的第一个钻位胜利实现突破，成功获取到斑点状的天然气水合物实物样品。令第一航次首席科学家张海启博士更为欣喜地是：“在第一航次28天完成的4个钻位中，我们在两个钻位上实现了突破，两处所发现的天然气水合物饱和度均高于美国布莱克海台的天然气水合物饱和度，最高达43%。仅仅在一段直径5.6厘米、长约40厘米的沉积物中就收集到26升纯度高达99.7%的甲烷气，从世界范围来看，这都是一种令人振奋的全新类型。”高纯度的天然气在实验室点燃，跳动的蓝色火苗点燃了中国人的新能源梦，展现了中国海域天然气水合物巨大的资源潜力。 同时，钻探结果显示我国海洋地质工作者根据地震资料解释预测的BSR及天然气水合物赋存层位与实际基本吻合。这说明，经过九年艰苦勘探，我国海洋地质工作者所建立的地震解释速度模型是正确的，它证实了我国实施海域天然气水合物资源调查工作所取得的地质勘探基础资料的准确性，显示出中国海洋地质工作者通过自主创新、发展高技术所建立起具有中国特色的天然气水合物探测技术和调查方法是可行的，有效的。06年我国南海东北部陆坡深水区发育厚层中生界及古近系的尖峰北盆地和笔架盆地，油气前景较好，是下一步油气勘探的有利区域。这是广州海洋地质调查局实施的国土资源大调查海洋油气新区项目的最新成果。07年，中国科学家初步认为，中国南海神狐海域的天然气水合物是以，饱和度非常高，显示出中国南海北部天然气水合物资源具有巨大的能源潜力。初步预测中国南海北部陆坡天然气均匀分散的状态，成层分布，已发现的含天然气水合物沉积层厚度较厚，最大厚度达25米水合物总资源量可能大于100亿吨油当量。08年，由国土资源部组织的全国油气资源战略选区国家专项取得阶段性重要成果，首批验收的4个项目均获得油气重大发现，其中南海北部陆坡深水海域具备万亿立方米大气区的前景和潜力，这是我国海域迄今为止获得的最大天然气发现，是我国深水勘探的重大突破，填补了我国在这一领域的空白。中海油通过对南海北部陆坡深水海域的系统研究，取得多项油气地质新认识和深水勘探技术新突破。为进一步验证优选出的有利目标区，中国海洋石油有限公司选择其中之一的白云凹陷目标区成功实施了我国第一口水深超千米探井，获得了我国海域迄今最大的天然气发现，资源量约1100亿立方米至1700亿立方米，初步展示了南海北部陆坡深水海域具备万亿立方米大气区的前景和潜力，也标志着我国深水油气勘探进入新的发展阶段。09年10月，我国第一艘可燃冰综合调查船“海洋六号”，在广州海洋地质调查局仑头码头鸣笛，正式入列我国海洋地质调查船队建制。海洋六号”可燃冰综合调查船，它将以海底可燃冰资源调查为主，兼顾其他海洋地质、海洋矿产资源调查工作。它的入列，将加快我国海洋可燃冰调查步伐。10年12月30日，由国土资源部广州海洋地质调查局完成的《南海北部神狐海域天然气水合物钻探成果报告》通过终审。《报告》显示，科考人员在我国南海北部神狐海域钻探目标区内，圈定11个可燃冰矿体，预测储量约为194亿立方米。研究人员在140平方公里的钻探目标区内，圈定出11个可燃冰矿体，含矿区总面积约22平方公里，矿层平均有效厚度约20米，预测储量约194亿立方米。这是一个令人振奋的数据，科考人员对含可燃冰样品气体组分及同位素分析表明，钻探区可燃冰富集层位气体主要为甲烷，其平均含量高达98.1%，主要为微生物成因气。除此之外，相关部门着眼未来，积极探讨海底可燃冰安全环保开采方案的科学性与可行性，相信不久的将来，沉睡在海底千百万年的可燃冰终将浮出水面。

海洋的资料

自然界的大海

1、简介

大海（seas and oceans; the ocean; the sea ）即海洋。其实海与洋还是有些差别的。 海和洋的区分:

广阔的海洋，从蔚蓝到碧绿，美丽而又壮观。海洋，海洋。人们总是这样说，但好多人却不知道，海和洋不完全是一回事，它们彼此之间是不相同的。那么，它们有什么不同，又有什么关系呢？

洋，是海洋的中心部分，是海洋的主体。世界大洋的总面积，约占海洋面积的89%。大洋的水深，一般在3000米以上，最深处可达1万多米。大洋离陆地遥远，不受陆地的影响。它的水分和盐度的变化不大。每个大洋都有自己独特的洋流和潮汐系统。大洋的水色蔚蓝，透明度很大，水中的杂质很少。世界共有4个，即太平洋、印度洋、大西洋、北冰洋。

海，在洋的边缘，是大洋的附属部分。海的面积约占海洋的11%，海的水深比较浅，平均深度从几米到二三千米。海临近大陆，受大陆、河流、气候和季节的影响，海水的温度、盐度、颜色和透明度，都受陆地影响，有明显的变化。夏季，海水变暖，冬季水温降低；有的海域，海水还要结冰。在大河入海的地方，或多雨的季节，海水会变淡。由于受陆地影响，河流夹带着泥沙入海，近岸海水混浊不清，海水的透明度差。海没有自己独立的潮汐与海流。海可以分为边缘海、内陆海和地中海。边缘海既是海洋的边缘，又是临近大陆前沿；这类海与大洋联系广泛，一般由一群海岛把它与大洋分开。我国的东海、南海就是太平洋的边缘海。内陆海，即位于大陆内部的海，如欧洲的波罗的海等。地中海是几个大陆之间的海，水深一般比内陆海深些。世界主要的海接近50个。太平洋最多，大西洋次之，印度洋和北冰洋差不多。

2、海洋的形成

海洋是怎样形成的？海水是从哪里来的？

对这个问题目前科学还不能作出最后的答案，这是因为，它们与另一个具有普遍性的、同样未彻底解决的太阳系起源问题相联系着。

现在的研究证明，大约在50亿年前，从太阳星云中分离出一些大大小小的星云团块。它们一边绕太阳旋转，一边自转。在运动过程中，互相碰撞，有些团块彼此结合，由小变大，逐渐成为原始的地球。星云团块碰撞过程中，在引力作用下急剧收缩，加之内部放射性元素蜕变，使原始地球不断受到加热增温；当内部温度达到足够高时，地内的物质包括铁、镍等开始熔解。在重力作用下，重的下沉并趋向地心集中，形成地核；轻者上浮，形成地壳和地幔。在高温下，内部的水分汽化与气体一起冲出来，飞升入空中。但是由于地心的引力，它们不会跑掉，只在地球周围，成为气水合一的圈层。

位于地表的一层地壳，在冷却凝结过程中，不断地受到地球内部剧烈运动的冲击和挤压，因而变得褶皱不平，有时还会被挤破，形成地震与火山爆发，喷出岩浆与热气。开始，这种情况发生频繁，后来渐渐变少，慢慢稳定下来。这种轻重物质分化，产生大动荡、大改组的过程，大概是在45亿年前完成了。

地壳经过冷却定形之后，地球就像个久放而风干了的苹果，表面皱纹密布，凹凸不平。高山、平原、河床、海盆，各种地形一应俱全了。

在很长的一个时期内，天空中水气与大气共存于一体；浓云密布。天昏地暗，随着地壳逐渐冷却，大气的温度也慢慢地降低，水气以尘埃与火山灰为凝结核，变成水滴，越积越多。由于冷却不均，空气对流剧烈，形成雷电狂风，暴雨浊流，雨越下越大，一直下了很久很久。滔滔的洪水，通过千川万壑，汇集成巨大的水体，这就是原始的海洋。

原始的海洋，海水不是咸的，而是带酸性、又是缺氧的。水分不断蒸发，反复地形云致雨，重又落回地面，把陆地和海底岩石中的盐分溶解，不断地汇集于海水中。经过亿万年的积累融合，才变成了大体匀的咸水。同时，由于大气中当时没有氧气，也没有臭氧层，紫外线可以直达地面，靠海水的保护，生物首先在海洋里诞生。大约在38亿年前，即在海洋里产生了有机物，先有低等的单细胞生物。在6亿年前的古生代，有了海藻类，在阳光下进行光合作用，产生了氧气，慢慢积累的结果，形成了臭氧层。此时，生物才开始登上陆地。

总之，经过水量和盐分的逐渐增加，及地质历史上的沧桑巨变，原始海洋逐渐演变成今天的海洋。


3、海洋—21世纪的药库

主题词或关键词: 海洋科学

据有关医学专家预测，人类将在21世纪制服癌症。那么，人类靠的是何种灵丹妙药？近年来，科学家们研究后发现，海洋将成为21世纪的药库。

海参是一种含有高蛋白的名贵海味。然而，你可能没有想到，有几种海参会从肛门释放出一种毒素，这种毒素具有抑制肿瘤的作用。

牡蛎——这种小小的贝类，十分鲜美可口，不过，它更大的价值却是由于含有一种抗生素。这种抗生素具有抗肿瘤作用。

目前，一些制药业的研究人员正在进行从海藻和微小海洋生物提取有毒化合物的实验，以作为医治某些疾病的有效手段。初步实验表明，从某种海绵状生物中提取的有毒物质，有抑制癌细胞发展的作用。从灌肠鱼体内提取的某种物质有助于治疗糖尿病，美国一位海洋问题专家形象地说：“海洋生物犹如一个可提供有关健康问题解决办法的咨询中心。”

在考虑从海洋中采药的时候，医学专家们十分重视对珊瑚的开发和利用。实验表明，从珊瑚礁中提取的有毒物质，和某种海绵状生物中提取的毒物一样，也具有抑制癌细胞发展的作用；而从珊瑚礁中提取的其他物质对关节炎和气喘病可起到减轻炎症作用。有一种产于夏威夷的珊瑚，它含有剧毒，可用于制成治疗白血病、高血压及某些癌症的特效药。中国南海一种软珊瑚的提纯物，具有降血压、抗心率失常及解痉等作用。

鲨鱼是一种古老的海洋性鱼类，在全世界分布较广，共有250多种。20世纪80年代中期以来，国际上许多科学家对鲨鱼身体各部分的药理、化学、生物化学及应用等方面进行了悉心的研究，特别是对鲨鱼体内抗肿瘤活性物质的研究更加引人注目。据有关资料报道，美国生物学家对鲨鱼进行了几十年的调查研究后，发现鲨鱼几乎不患任何病变，更极少得癌症，似乎对癌症有天然的免疫力。有些科学家将一些病原菌和癌细胞接种于鲨鱼体内，也不能使它们致病。看来，在鲨鱼体内有某种特殊的防护性化学物质。

中国的有关专家对鲨鱼的研究，几乎与国际上同步。1985年，上海水产学院和上海肿瘤研究所的专家们，首次发现鲨鱼血清在体外对人类红血球性白血病肿瘤细胞具有杀伤作用。这一科研成果为人类从海洋生物资源中寻找抗肿瘤药物开辟了广阔的天地。


5、海洋——矿物资源的聚宝盆

主题词或关键词: 海洋科学

海洋是矿物资源的聚宝盆。经过20世纪70年代“国际10年海洋勘探阶段”，人类进一步加深了对海洋矿物资源的种类、分布和储量的认识。

（1）、油气田

人类经济、生活的现代化，对石油的需求日益增多。在当代，石油在能源中发挥第一位的作用。但是，由于比较容易开采的陆地上的一些大油田，有的业已告罄，有的濒于枯竭。为此，近20～30年来，世界上不少国家正在花大力气来发展海洋石油工业。

探测结果表明，世界石油资源储量为10,000亿吨，可开采量约3000亿吨，其中海底储量为1300亿吨。

中国有浅海大陆架近200万平方千米。通过海底油田地质调查，先后发现了渤海、南黄海、东海、珠江口、北部湾、莺歌海以及台湾浅滩等7个大型盆地。其中东海海底蕴藏量之丰富，堪与欧洲的北海油田相媲美。

东海平湖油气田是中国东海发现的第一个中型油气田，位于上海东南420千米处。它是以天然气为主的中型油气田，深2000～3000米。据有关专家估计，天燃气储量为260亿立方米，凝析油474万吨，轻质原油874万吨。

（2）、稀锰结核

锰结核是一种海底稀有金属矿源。它是1973年由英国海洋调查船首先在大西洋发现的。但是世界上对锰结核正式有组织的调查，始于1958年。调查表明，锰结核广泛分布于4000～5000米的深海底部。它们是未来可利用的最大的金属矿资源。令人感兴趣的是，锰结核是一各种生矿物。它每年约以1000万吨的速率不断地增长着，是一种取之不尽、用之不竭的矿产。

世界上各大洋锰结核的总储藏量约为3万亿吨，其中包括锰4000亿吨，铜88亿吨，镍164亿吨，钴48亿吨，分别为陆地储藏量的几十倍乃至几千倍。以当今的消费水平估算，这些锰可供全世界用33,000年，镍用253,000年，钴用21,500年，铜用980年。

目前，随着锰结核勘探调查比较深入，技术比较成熟，预计到21世纪，可以进入商业性开发阶段，正式形成深海采矿业。

（3）、海底热液矿藏

20世纪60年代中期，美国海洋调查船在红海首先发现了深海热液矿藏。而后，一些国家又陆续在其他大洋中发现了三十多处这种矿藏。

热液矿藏又称“重金属泥”，是由海脊(海底山)裂缝中喷出的高温熔岩，经海水冲洗、析出、堆积而成的，并能像植物一样，以每周几厘米的速度飞快地增长。它含有金、铜、锌等几十种稀贵金属，而且金、锌等金属品位非常高，所以又有“海底金银库”之称。饶有趣味的是，重金属五彩缤纷，有黑、白、黄、蓝、红等各种颜色。

在当今技术条件下，虽然海底热液矿藏还不能立即进行开采，但是，它却是一种具有潜在力的海底资源宝库。一旦能够进行工业性开采，那么，它将同海底石油、深海锰结核和海底砂矿一起，成为21世纪海底四大矿种之一。


6、海洋——未来的粮仓

主题词或关键词: 海洋科学

有些读者可能会想，在海洋中不能长粮食，怎么能成为未来的粮仓呢？

是的，海洋里不能种水稻和小麦，但是，海洋中的鱼和贝类却能够为人类提供滋味鲜美、营养丰富的蛋白食物。

大家知道，蛋白质是构成生物体的最重要的物质，它是生命的基础。现在人类消耗的蛋白质中，由海洋提供的不过5％～10％。令人焦虑的是，20世纪70年代以来，海洋捕鱼量一直徘徊不前，有不少品种已经呈现枯竭现象。用一句民间的话来说，现在人类把黄鱼的孙子都吃得差不多了。要使海洋成为名副其实的粮仓，鱼鲜产量至少要比现在增加十倍才行。美国某海洋饲养场的实验表明，大幅度地提高鱼产量是完全可能的。

在自然界中，存在着数不清的食物链。在海洋中，有了海藻就有贝类，有了贝类就有小鱼乃至大鱼……海洋的总面积比陆地要大一倍多，世界上屈指可数的渔场，大抵都在近海。这是因为，藻生长需要阳光和硅、磷等化合物，这些条件只有接近陆地的近海才具备。海洋调查表明，在1000米以下的深海水中，硅、磷等含量十分丰富，只是它们浮不到温暖的表面层。因此，只有少数范围不大的海域，那儿由于自然力的作用，深海水自动上升到表面层，从而使这些海域海藻丛生，鱼群密集，成为不可多得的渔场。

海洋学家们从这些海域受到了启发，他们利用回升流的原理，在那些光照强烈的海区，用人工方法把深海水抽到表面层，而后在那儿培植海藻，再用海藻饲养贝类，并把加工后的贝类饲养龙虾。令人惊喜的是这一系列试验都取得了成功。

有关专家乐观地指出，海洋粮仓的潜力是很大的。目前，产量最高的陆地农作物每公顷的年产量折合成蛋白质计算，只有0.71吨。而科学试验同样面积的海水饲养产量最高可达27.8吨，具有商业竞争能力的产量也有16.7吨。

当然，从科学实验到实际生产将会面临许许多多困难。其中最主要的是从1000米以下的深海中抽水需要相当数量的电力。这么庞大的电力从何而来？显然，在当今条件下，这些能源需要量还无法满足。

不过，科学家们还是找到了窍门：他们准备利用热带和亚热带海域表面层和深海的水温差来发电。这就是所谓的海水温差发电。这就是说，设计的海洋饲养场将和海水温差发电站联合在一起。

据有关科学家计算，由于热带和亚热带海域光照强烈，在这一海区，可供发电的温水多达6250万亿立方米。如果人们每次用1％的温水发电，再抽同样数量的深海水用于冷却，将这一电力用于饲养，每年可得各类海鲜7.5亿吨。它相当于20世纪70年代中期人类消耗的鱼、肉总量的4倍。

通过这些简单的计算，不难看出，海洋成为人类未来的粮仓，是完全可行的

南海北坡的神狐海域在哪个城市

神狐海域位于南海北部陆缘,珠江口盆地珠二坳陷白云凹陷南侧, 处在陆架到深海的陆坡位置, 其南与南部神狐一统暗沙隆起区相接, 水深900~ 1 500 m, 海底地形总体呈东北高、西南低的斜坡形态。
　　神狐海域经历了与南海北部陆缘相似的地史演化过程。南海北部陆缘是在印澳板块、欧亚板块和太平洋3 大板块的共同控制下形成的, 盆地由最初的陆内谷逐步演化到南海北部被动陆缘坳陷盆地,演化过程可划分为3 个阶段: 断陷( 晚白垩世) 早渐新世) 、拗陷( 晚渐新世) 早中新世) 及块断升降( 中中新世以后) 。同时北部陆缘经历了多期火山活动, 按其形成时期可以分为5 期: 神狐运动; 珠琼运动一幕二幕 ; 南海运动 ; 东沙运动; 流花运动

2017年上半年有哪些“中国成就”震撼世界？

1、国产大型客机C919首飞2017年5月5日，C919大型客机首架机在上海浦东国际机场成功首飞。中共中央、国务院为C919大型客机成功首飞发来贺电。这是一个历史性的时刻。它标志着萦绕中华民族百年的“大飞机梦”终于取得了历史突破，蓝天上终于有了一款属于中国的完全按照世界先进标准研制的大型客机。2、首次海域可燃冰试采成功5月18日，国土资源部中国地质调查局在南海宣布，在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功，这也标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。3、首颗X射线天文卫星“慧眼”发射2017年6月15日上午11时，我国在酒泉卫星发射中心采用长征四号乙运载火箭，成功发射首颗X射线空间天文卫星“慧眼”。该卫星工程是国防科工局牵头组织实施的重大空间科学任务，将显著提升我国大型科学卫星研制水平，填补我国空间X射线探测卫星的空白，实现我国在空间高能天体物理领域由地面观测向天地联合观测的跨越。4、新型万吨级驱逐舰055下水2017年6月28日上午，我海军新型驱逐舰首舰下水仪式在上海江南造船有限责任公司举行。该型舰是我国完全自主研制的新型万吨级驱逐舰，先后突破了大型舰艇总体设计、信息集成、总装建造等一系列关键技术，装备有新型防空、反导、反舰、反潜武器，具有较强的信息感知、防空反导和对海打击能力，是海军实现战略转型发展的标志性战舰。5、复兴号亮相“复兴号”于2017年6月26日11时05分，在京沪高铁两端的北京南站和上海虹桥站双向首发，一个形似“飞龙”，一个神似“金凤”，分别担当G123次和G124次高速列车。它们共同迎来了一个时代：中国标准动车组时代。

南海北部神狐海域新近纪以来沉积相及水合物成藏模式

匡增桂，郭依群匡增桂（1983－），男，工程师，主要从事石油地质和天然气水合物的研究，E-mail:kzg21001@163.com。注：本文曾发表于《地球科学——中国地质大学学报》2011年第36卷第5期，本次出版有修改。广州海洋地质调查局，广州　510075摘要：广州海洋地质调查局自2000年以来在南海北部陆坡区相继开展了多个航次的天然气水合物资源的调查及研究工作，取得了非常丰富的地震资料。本文在对这些地震资料精细解释的基础上，识别出了6种典型的地震相：透镜状前积相、丘状前积相、V字形充填相、席状平行相、底辟－气烟囱状杂乱相、丘状杂乱相；并由此分析出3种类型的沉积相：深水浊积相、滑塌相、峡谷水道相。再结合BSR在研究区范围内的分布，研究BSR与各沉积相之间的空间位置关系，由此分析出了3种水合物成藏模式：断层沟通浊积扇体成藏模式、断层沟通峡谷水道成藏模式、断层沟通峡谷水道及滑塌扇体成藏模式。关键词：南海北部；天然气水合物；沉积相；成藏模式Sedimentary Facies and Gas Hydrate Accumulation Models Since Neogene of Shenhu Sea Area,Northern South China SeaKuang Zenggui,Guo YiqunGuangzhou Marine Geological Survey,Guang Zhou 510075,ChinaAbstract:Guangzhou marine geological survey have been carried out numbers of voyages for gas hydrate investigation and research at the continental slope of northern South China Sea since 2000 and aquired abundance of seismic data.On the basis of detailed interpretation of those seismic data,This paper recognized six typical seismic facies:Lenticular progradation facies;hummocky progradation facies; V-shaped filling facies; sheet parallel facies ; diapir-gas chimney disorderfacies; hummocky disorder facies.Thus developed three sedimentary facies including deep sea fan,slump and canyon channel facies.Combined with the distribution of the BSR in the study area and researched the spatial relationship of the BSR and the variety of sedimentary facies,three gas hydrate accumulation model had beenfound:fault communication with deep seafan,fault communication with canyon channel and fault communication with canyon channel and slump fan.Key words:northern South China Sea; gas hydrate; sedimentation facies; accumulation model; marine geo1ogy0 引言南海北部为拉张型被动大陆边缘[1]，属于欧亚板块、印度—澳大利亚板块及太平洋板块的交汇处，区域地质背景复杂，新生代发育巨厚沉积，具有丰富的油气资源[2]。2005年以来，广州海洋地质调查局先后在南海北部神狐海域布置了多个准三维地震测网，随后在多个地区发现了BSR、振幅空白区和地震高速带等反映水合物存在的地球物理异常标志。2007年，广州海洋地质调查局在神狐海域布置8口水合物钻探井，并成功获取天然气水合物样品，这标志着神狐海域将成为未来几年水合物勘探的重点区域，因此研究神狐海域特别是水合物赋存的新近系沉积相以及水合物的成藏模式，将具有非常重要的现实意义。1 研究区概况神狐海域天然气水合物稳定域主要分布于南海北部珠江口盆地珠二坳陷，并以其中的白云凹陷为重点靶区。白云凹陷位于珠江口盆地南部凹陷带，水深为200～2 000 m，其北部与番禺低隆起相接，南端是珠江口盆地的南部隆起带[3]。2005至2009年，广州海洋地质调查局在神狐海域布置了多个准三维地震测网，其中本文的研究区如图1所示。图1 研究区及构造单元位置图从研究区的区域构造背景来看，珠江口盆地的发展与南海演化密切相关，南海是西太平洋地区一个最大的边缘海盆地[4]，受欧亚板块、太平洋板块和印澳板块相互运动所制约，具有典型的边缘构造特征：东部为汇聚陆缘，北部、西部为离散陆缘。在东部汇聚陆缘南海板块沿马尼拉海沟向东俯冲，形成叠瓦状逆掩推覆的增生楔，北部、西部离散陆缘发生一系列的扩张裂陷、剪切、沉降作用，形成大中型沉积盆地[5]。姚伯初[6]认为南海北部陆缘新生代发生过3次区域性构造运动：神狐运动、南海运动和东沙运动。神狐运动发生于白垩纪晚期—古新世早期，在地震剖面上表现为区域性角度不整合（Tg），上白垩统—中、下古新统地层缺失，地壳迅速减薄，南海北部陆缘的前新生代褶皱基底进入裂陷早期，珠江口盆地北部断陷带开始发育；南海运动发生于始新统晚期—早渐新世，南海海底扩张形成破裂不整合面，南海运动是最为强烈的一次构造运动，延续时间长，海水从南向北大规模入侵，盆地由裂陷向坳陷转化；东沙运动发生于中中新世末，使盆地在沉降过程中发生断块升降，隆起剥蚀，并伴有挤压褶皱、断裂和频繁的基性岩浆喷发。三大区域性构造运动对南海北部陆缘盆地的沉降、沉积充填具有明显的控制作用[7]。珠江口盆地第三纪的构造演化与南海北部陆缘具有相似的过程，经历了古近纪裂陷和新近纪坳陷两大阶段，具有双层结构[8]，而白云凹陷是一个复式地堑，垂向上具有断陷、断延和坳陷三层结构[9]，是一个强烈构造变形区，岩石圈地壳强烈减薄，凹陷长期持续沉降，岩浆活动较多[10]。2 神狐海域新近纪层序地层划分南海北部的层序地层学研究前人已经开展过很多积极有效的工作，本文结合2007年神狐海域水合物钻井层序划分（SH-7、SH-5）以及ODP在南海北部1 146、1 148站位所获得的资料，在神狐海域中新世以来的地层中识别出3个三级层序界面：分别为T1、T2、T3；分别对应于层序A、层序B、层序C的底界面（表1）。从地震资料来看，T1界面主要表现为高频、中振幅、连续反射的特征，可见较为明显的上超和削截现象，在研究区的西北部发育下切谷。T2界面总体表现为高频、弱振幅、连续性较差的反射特征，可见上超反射，该界面之上为杂乱反射层，之下为一套前积反射层。T3界面表现为中高频、中振幅、连续性好的反射特征，界面之上可见较为明显的下超反射，并发育河道，界面之下为一套连续的近平行反射。表1 神狐海域层序地层划分3 地震相类型及特征地震相识别通常是在分析地震相标志的基础上来进行的，常见的地震相标志可分为3类：地震反射结构、地震反射构造和地震相单元外形。它们从不同的角度反映了不同的地质意义，对地震相标志的识别，形成了地震相及沉积相研究的主要内容。综合分析地震反射特征之后，依据常规的地震相分类原则，即“外部形态＋内部属性”的命名原则，在研究区内晚中新世以来的层序中共识别出了以下6种地震相类型（图2），分别为透镜状前积相、丘状前积相、V字形充填相、席状平行相、底辟－气烟囱状杂乱相、丘状杂乱相，其反射特征及相应的地质解释如表2所示。图2 神狐海域地震相类型表2 神狐海域地震相类型及特征4 地震相－沉积相分析沉积相分析是建立在地震相划分的基础上，主要是通过对区域地质特征以及各层序的地震相和钻井资料的综合解释来研究。研究区位于南海北部陆坡中段的神狐暗沙东南海域附近，二级构造单元隶属于白云凹陷。从前人研究成果来看，白云凹陷深水区发育了大量的深水扇体，而陆坡处由于坡度的增加，在表层时常发育滑塌体。基于以上的认识，再结合研究区内地震相标志的分析，在研究区内识别出了3种类型的沉积相，分别为深水浊积扇、滑塌沉积相以及峡谷水道相。下面就这3种沉积相分别加以阐述。4.1 深水浊积扇如图3所示，层序C主要发育了一套透镜状下超前积型地震相为主的一套地层，根据前人研究成果，透镜状下超前积型地震相与短距离运输扇体有密切关系[1]。而在层序C沉积时期，研究区处于南海北部陆坡的中段，是浊积扇发育的有利区带，因此可以推测层序C这套以下超前积反射为特征的地层是浊流沉积作用的结果，并在平面上形成了深水浊积扇体。据现代海底调查发现，在大多数陆坡的下部海底峡谷口外的深海底，都发育有大规模的扇状沉积体，它们主要是浊流形成的泥砂质再沉积产物，在纵向剖面上，可以划分出扇根、扇中和扇端3个沉积亚相[11]。如图3所示，根据地震相形态可以识别出扇中和扇端2个沉积亚相：其中扇中主要是以前积反射为主，且在层序的底界面上还可以发现小型的浊积水道；而扇端则是处于比较远的位置，地震反射形态也主要是以水平加积为主，沉积物颗粒相对于扇中逐渐变细，并向深海相过渡。4.2 滑塌沉积相图3 层序C深水浊积扇地震反射形态图如图4所示，在层序B的底界面附近发育了一个以同相轴双向下超为反射特征的沉积体，在该沉积体的上部发育了一系列断阶状正断层，而其中的断层F断面呈铲状展布并几乎与层序界面重合，可以判定断层F是在拉张环境下由于重力作用而形成的一个剪切面，上覆沉积物沿着这个剪切面向下滑移。在滑塌作用发生的最初阶段，剪切面还未形成，只有小量的沉积物发生了滑移，它们在重力稳定区域内二次沉积，逐渐形成了双向下超的滑塌扇体；而随着上覆沉积物的不断堆积，在一定的触发机制下，沉积物沿着由于二次沉积而欠压实的塑性层面发生剪切滑动，形成了滑塌剪切面；在剪切面形成之后，地层会随着上覆沉积物的增加而发生周期性的大规模的滑塌事件，直至老的剪切面被上覆沉积物压实之后新剪切面的出现。图4 层序B滑塌扇地震反射形态图滑塌沉积相是本区最重要的一个沉积相类型，沉积物由于滑塌作用而发生了二次沉积，其压实程度应该是低于正常沉积的地层，所以沉积物物性通常较好、孔隙度较大，有利于水合物的形成与发育。但滑塌区通常也是构造的活跃区，构造活动也会对水合物的成藏起到破坏作用。因此，在研究滑塌沉积相对水合物的成藏控制时要将各种因素综合起来分析。4.3 峡谷水道相如图5所示，在层序A与层序B之间发育了一个与围岩呈“V”字形接触，内部反射呈平行－近平行状的地质体，其发育范围严格受周围断层的控制，根据该地质体的外形特征以及受断层控制的特点，可以判定该地质体具有废弃峡谷水道沉积的特征。在海底陆坡区域，由于陆架碎屑流、浊流以及海底洋流的长时间作用，时常会在构造薄弱带发育一些大规模的海底峡谷，这些峡谷大多受深部断层控制。在峡谷发育的早期阶段，陆架碎屑流、浊流携带大量泥沙对构造薄弱带的海底沉积物进行强烈的冲蚀作用，逐渐发育成“V”字形的冲蚀沟。这个时候海底峡谷内由于水动力作用强而几乎不接受细粒沉积，地貌上表现为明显的下凹地形，绝大多数的沉积物被搬运到更远更平缓的地方沉积。但随着断层活动性的减弱以及可容纳空间的减少，峡谷水道由于初期的粗粒沉积以及后期水道边缘以及上游出现的滑塌事件而逐渐淤积，导致陆架碎屑流及浊流的改道，从而发生了峡谷水道的废弃作用，淤积层呈平行－近平行状充填在峡谷水道里，形成了地震剖面上平行－近平行状的同相轴反射特征。由于峡谷水道的发育严格受断层发育的控制，因此当断层的活动性增强时，峡谷水道开始发育，而当断层活动性变弱时，峡谷水道则发生废弃作用。所以当断层的活动性发生周期性变化时，峡谷水道的发育以及废弃也会发生周期性的转变。如图5所示，在地震剖面上，北边的高部位地区从深至浅发育了4期峡谷水道沉积，它们沿着主断面相互叠置甚至切穿了前期的峡谷沉积，随着主断层的活动性而发育和废弃。而由于峡谷水道的侵蚀作用，使得峡谷两岸的地势逐渐变陡而成为滑塌事件发育的有利场所。峡谷北岸由于滑塌而发育了一个不稳定体，该不稳定体在海底洋流和重力的作用下会对峡谷进行逐步的充填，从而完成峡谷的废弃作用。图5 多期水道叠加地震反射形态图5 水合物成藏模式通过对研究区内地震相－沉积相的分析，再结合BSR在研究区内的空间分布，本文总结出了研究区内3种类型的水合物成藏模式：断层沟通浊积扇体成藏；断层沟通峡谷水道成藏；断层沟通峡谷水道及滑塌扇体成藏。5.1 断层沟通浊积扇体成藏模式如图6所示，在层序C的西北方向发育了一套浊积扇的沉积，在这个剖面上由于气体及断裂的影响，扇体发育部位的地震反射显得较为杂乱，但是仍可以根据图3所示的反射特征对其进行识别。在这个剖面上，可以发现2条深大断裂将深部的游离气聚集到浊积扇体中，再通过浅表发育的断层向上运移，及至水合物稳定带，在特定的温压条件下，形成了水合物；而在地震剖面上可以观察到BSR以及由于游离气的聚集而形成的空白带。这种成藏模式主要发育在研究区的西北部， BSR在平面上分布与层序C发育的浊积扇体相吻合，表明水合物的发育严格受到了浊积扇体的控制；这主要是因为浊积扇体由于具有较好的物性而能成为游离气的储集场所，保证了形成水合物的气源条件，再加上众多大断裂及微小断裂的发育，从而促使了水合物的成藏。5.2 断层沟通峡谷水道成藏模式如图7所示，在层序C内发育了一条早期受深部断裂控制的峡谷水道，在地震剖面上表现为明显的V字形充填反射特征，这条峡谷水道后因峡谷的废弃作用被充填掩埋；而控制峡谷水道发育的断层并没有延伸至海底，说明断层在现阶段已经不活动了，从而不会对水合物的成藏起破坏作用。峡谷水道沉积由于粗碎屑较多而具有较大的孔隙度，是游离气储存及运移的良好通道，深部的游离气通过断层和峡谷水道的粗碎屑沉积向上运移至水合物稳定带，形成水合物。地震剖面上仍然可见清晰的BSR,BSR与峡谷水道之间发育的空白带也非常明显。这种成藏模式主要发育在研究区中部有峡谷水道存在的部位，在平面上严格的受峡谷水道的控制。其主要原因是由于峡谷水道沉积具有较好的物性，其发育本身还受深大断裂的控制，因此是游离气良好的运聚通道，从而为水合物的形成创造了有利的条件。图6 断层沟通浊积扇体成藏模式a.地震反射剖面图；b.成藏模式图5.3 断层沟通峡谷水道及滑塌扇体成藏模式如图8所示，在层序C内发育了一条峡谷水道，该峡谷水道与图7所示的峡谷水道在平面上为同一条水道，从地震反射形态来看，内部呈平行至近平行状，外部呈明显的V字形。而在层序B内则发育了一套滑塌扇体的沉积，从地震反射形态来看，滑塌扇体内部以同相轴双向下超为特征，外部通常呈丘状，主要发育在斜坡—坡折的位置。从物性来看，峡谷水道沉积具有较粗的颗粒，滑塌扇体也由于经过搬运分选及二次沉积而具有较大的孔隙空间，因此这2种沉积相类型都是游离气运移及汇聚的良好场所。从图8来看，深部的游离气由于众多断裂的沟通，迅速向峡谷水道及滑塌扇中聚集，再向上运移至水合物的稳定带，形成水合物。在这个剖面上仍可以发现明显的BSR以及游离气在峡谷水道及滑塌扇中形成的空白带。图7 断层沟通峡谷水道成藏模式a.地震反射剖面图；b.成藏模式图这种成藏模式主要发育于研究区的东部峡谷水道及滑塌扇体发育的部位，峡谷水道及滑塌扇体具有良好的物性以及众多断层的沟通是这种成藏模式发育的关键因素。但是仍然可以发现，峡谷水道与滑塌扇体虽然具有良好的物性，但只是作为游离气运移与汇聚的场所，并非水合物成藏的场所；这主要是因为水合物成藏要满足特定的温压条件，只有在水合物稳定带内才能成藏，这也是水合物成藏与油气成藏的差异所在。图8 断层沟通峡谷水道及滑塌扇体成藏模式a.地震反射剖面图；b.成藏模式图6 结论1）南海北部神狐海域水合物研究区新近纪以来主要发育了3种类型的沉积相，分别为深水浊积扇、滑塌沉积以及峡谷水道。深水浊积扇主要分布在晚中新世层序C中，滑塌沉积主要分布在上新世层序B及第四纪层序A中，峡谷水道则在3个层序中均有分布。2）这3个沉积相类型与断裂的组合控制了水合物的成藏，研究区内主要发现了3种类型的成藏模式，分别为断层沟通浊积扇体成藏模式、断层沟通峡谷水道成藏模式、断层沟通峡谷水道及滑塌扇体成藏模式。这3种类型的沉积相虽然具有良好的物性，却不是水合物的储层，而只是游离气运聚的有利场所，水合物的成藏仍然要受到温压条件的限制。参考文献[1]于兴河，张志杰.南海北部陆坡区新近系沉积体系特征与天然气水合物分布的关系[J].中国地质，2005,32(3）:470-476.[2]何家雄，刘海龄，姚永坚，等.南海北部边缘盆地油气地质及资源前景[M].北京：石油工业出版社，2008.1-4.[3]龚跃华，杨胜雄，王宏斌，等.南海北部神狐海域天然气水合物成藏特征[J].现代地质，2009,23(2）:210-216.[4]邵磊，雷永昌，庞雄，等.珠江口盆地构造演化及对沉积环境的控制作用[J].同济大学学报：自然科学版，2005,33(9）:1177-1181.[5]陆红锋，陈芳，刘坚，等.南海北部神狐海区的自生碳酸盐岩烟囱——海底富烃流体活动的记录[J].地质评论，2006,52(3）:352-357.[6]姚伯初.南海北部陆缘新生代构造运动初探[J].南海地质研究，1993,5:1-12.[7]袁玉松，丁玫瑰.南海北部深水区盆地特征及其动力学背景[J].海洋科学，2008,32(12）: 102-110.[8]刘铁树，何仕斌.南海北部陆缘盆地深水区油气勘探前景[J].中国海上油气：地质，2001,15(3）: 164-170.[9]张树林.珠江口盆地白云凹陷天然气水合物成藏条件及资源量前景[J].石油地质，2007,6:23-27.[10]孙珍，庞雄，钟志洪，等.珠江口盆地白云凹陷新生代构造演化动力学[J].地学前缘，2005,12(4）:489-498.[11]于兴河.碎屑岩系油气储层沉积学[M].北京：石油工业出版社，2002,333-334.

南海北部神狐海域天然气水合物成藏动力学模拟

苏丕波，梁金强，沙志彬，付少英，龚跃华苏丕波（1981－），男，博士，主要从事天然气水合物的气源条件与成藏模拟研究，E-mail:spb_525@sina.com。注：本文曾发表于《石油学报》2011年第2期，本次出版有修改。广州海洋地质调查局，广州　510760摘要：为了了解南海北部神狐海域天然气水合物的成藏匹配条件，针对神狐海域水合物研究区典型二维地震剖面，构建了该区的地质模型，并对其进行了天然气水合物成藏动力学的模拟。研究结果表明：神狐海域具备有利于天然气水合物成藏的温度、压力条件；微生物气和热解气的资源潜力巨大，满足水合物形成的气源条件；运移条件优越，有利于天然气水合物的聚集成藏。针对上述结果，提出了该区天然气水合物的成藏模式，并初步预测该区天然气水合物资源潜力巨大，是进一步勘探水合物的远景区。关键词：南海；神狐海域；天然气水合物；成藏模式；生物气；热解气Gas Hydrate Reservoir Simulation of Shenhu Area in the South China SeaSu Pibo,Liang Jinqiang,Sha Zhibin,Fu Shaoying,G ong YuehuaGuangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou 510760Abstract:In order to understand the natural condition of gas hydrate formation,a geological model of gas hydrate reservoir,which based on the typical seismic image obtained from Shenhu area,was studied by basin modeling.The studies indicated: 1) The temperature and pressure of Shenhu study area are appropriate for gas hydrate reservoir; 2)These gas source rocks have huge gas-generating potential,thus provide abundant gas sourcefor gas hydrate formation; 3)The hydrocarbon migration conditions are favorable for accumulation of gas hydrate.A forecasting model of gas hydrate formation was given after basin analysis.The conclusion is drawn that Shenhu area is a better hydrate prospecting area because of its favorable conditionsfor gas hydrate formation.Key words:South China Sea ; Shenhu area;gas hydrate;reservoir model;biogases ; thermolytical gases0 引言天然气水合物是在低温、高压环境下由水和天然气组成的类冰结晶化合物，主要赋存在陆地永久冻土带和水深超过300 m的海洋沉积物中。目前发现的海底天然气水合物主要分布于世界各大洋边缘海域的大陆斜坡、陆隆海台和盆地以及一些内陆海区的大洋沉积物中，水深一般为300～4 000 m ，赋存沉积物一般为海底以下0～1 500m[1]。控制海洋天然气水合物成藏的关键因素包括温度、压力、气体组分和饱和度及孔隙水组成，水合物的结晶和生长还取决于沉积物颗粒大小、形状和组成[2]，但是这些因素受到海洋中一系列构造和沉积作用的影响，在不同的时间尺度上可能导致多种天然气水合物成藏的动力学反映[3-5]。目前，国内外对天然气水合物赋存及分布的主控因素的研究仍局限于对影响水合物成藏的个别因素探讨上，如全球气温变化、构造活动与地热史、沉积作用效应、地温梯度和冰川性海平面相对移位等[6]，这些因素均可改变天然气水合物形成所需要的温压条件与沉积物的物性特征，从而影响天然气水合物系统的稳定性。除温压条件外，是否有充足的气体供应是控制天然气水合物的形成的另外一个重要的控制因素；从动态过程来考虑，除了烃类气体的供应外，还涉及烃类气体到达天然气水合物稳定带的运移通道，天然气水合物形成的构造环境等。南海北部陆坡含油气盆地发育，气源丰富，类型众多，深部热解气、浅层微生物气均有可能形成天然气水合物，虽然部分学者分别就烃类气体供应问题、烃类运移条件、岩层和构造对天然气水合物产状与分布影响或控制做过单方面的研究[7-9]，但还没有将它们作为一个有机整体在时空尺度上开展水合物的成藏系统研究。本文选取南海北部神狐海域研究区的典型地震剖面，围绕天然气水合物“成藏”这一核心问题，通过水合物成藏动力学模拟，结合地震剖面解释成果，对南海北部神狐海域天然气水合物成藏模式进行了初步的探讨。1 研究区地质概况图1 研究区位置及范围神狐海域水合物研究区地理上位于南海北部陆缘陆坡区的中段神狐暗沙东南海域附近，即西沙海槽与东沙全岛之间海域，构造上位于珠江口盆地珠二坳陷白云凹陷（图1）。白云凹陷水深200～2 000 m，面积约为20 000 km2，新生代最大沉积厚度约为12 000 m，地史上经历多次地壳运动和多阶段的构造演化，地质构造复杂，断层－褶皱体系非常发育[10-13]。神狐海域研究区晚期断层极其发育[14]，新生代断层大致可分为晚中新世和上新世以来2个主要时期，晚中新世断层以NW为主，断层大部分切割上中新统，部分切割上新统，是研究区最主要的断层活动时期；上新世以来活动断层以NEE向为主，断层活动下，部分断层切穿较新的沉积层延伸至海底附近，深部断层为天然气向浅部水合物稳定带运移创造了有利条件，而褶皱构造易于捕获天然气，促使水合物的形成。同时，神狐海域海底滑塌作用非常强烈，有分析认为可能与水合物的形成和分解有关[15]。此外，根据沉积相分析[16-17]于兴河，苏新，陈芳，等.南海天然气水合物成矿的沉积条件初步研究.北京：中国地质大学，广州：广州海洋地质调查局，2002.，南海北部陆坡自晚渐新世以来处于坳陷沉降期，以滨、浅海—半深海沉积环境为主，陆源碎屑供给充足，沉积速率大、厚度大、粒度总体上中等偏细。特别是晚中新世以来神狐海域研究区以三角洲、扇三角洲、滑塌扇、浊积扇沉积为主，重力流非常发育，特别是第四纪，广泛发育滑塌沉积，这些沉积体普遍具有较高的沉积速率，沉积厚度相对较大，含有大量的有机质，并能得以有效地保存，能为天然气水合物的形成提供充足的气源。综合分析，神狐研究区具备良好的天然气水合物成藏地质条件。2 模型选择及参数的选取由于神狐海域探井缺乏，本次模拟剖面选取既考虑选择神狐海域水合物研究区具有代表性的典型剖面，同时兼顾该区及邻区是否有可以借鉴的模拟参数资料。结合这两点，本次模拟研究选取神狐海域水合物研究区的二维地震测线Line A，该测线处水深介于400～1 700 m，地层自下而上发育有始新世文昌组、渐新世恩平组、中新世珠海组、珠江组、韩江组、粤海组、上新世万山组和第四系8套地层，在水深500～1 000 m之间的万山组内识别了指示水合物存在的BSR特征标志（图2）。本次研究采用IES软件中的Petro Mod 2D模块，主要对研究区新生界的温压场、有机质热演化指数R。和流体运移进行了模拟。地层压力的演化基于2个假设应用有限元模拟方法来模拟孔压发育史：首先假设岩石和孔隙流体在压缩和变形过程中保持质量平衡；其次压实过程中，流体排出极其缓慢，能够以达西流法则来描述牛顿流。热史恢复则采用地球热力学和地球化学结合方法，即将正演技术与反演技术、地史恢复与热史恢复结合起来，利用已知的地层信息和古温标资料作为约束条件，对研究区的热演化史进行模拟。有机成熟度的计算采用Sweeney和Burnham 提出的EASY% Ro模型[18-19]，它是目前用于成熟度计算最为完善的一种模型，它不仅考虑了众多一级平行化学反应及其相应反应的活化能，而且还考虑了加热速率，适用范围广，能比较精确的模拟地质过程中有机质成熟度演化。图2 神狐海域研究区模拟测线A原始解释剖面及地质模型a.测线A原始地震剖面（时间域）；b.测线A模拟地质模型（深度域）模拟中主要需要岩石性质、地质界面、烃源岩地球化学和断层活动性等参数，对这些模拟参数的选取，综合借鉴了研究区各方面的研究成果。其中，模拟所需的岩性参数来源于中海油钻探资料[20]；地质界面参数中古水深来源于高红芳等[21]在该区的研究结果；热流来源于ODP184航次调查成果[22-23]；古地温由IES系统根据剖面所在的全球位置和纬度，利用全球平均地表温度窗口以及古水深变化计算不同时期的温度曲线；对于烃源岩地球化学参数，综合目前研究资料及地质分析，认为该区主要烃源岩层为文昌组和恩平组，其中恩平组w(TOC）平均值为2.19％,HI平均值为157.4 mg/g，由于白云凹陷尚未钻遇文昌组烃源岩，文昌组烃源岩层TOC、HI数据根据珠江口盆地珠一坳陷与珠三坳陷的资料结合该区地质条件类比分析认为：研究区文昌组为中深湖相泥岩， w(TOC）平均值为2.94％,HI平均值为483.4 mg/g[24]；而断层活动性的分析主要是基于断层在地震剖面上断过的层位以及研究区构造活动的时间来判断和估算。本次模拟研究中，断层根据其活动期次划分为始新世中期神狐运动及之前形成的活动断层，中中新世东沙运动形成的活动断层以及上新世以后的活动断层；对剖面经过的每一条断层均进行了属性定义，在模拟过程中，各断层活动性自构造活动时间开始均设为完全开启状态。3 模拟结果分析模拟结果是否可靠需要通过模拟结果与钻井实测值进行对比来进行检验。研究区番禺低隆起有部分探井，其中井B有实测的地温和镜质体反射率[25]，且该井与测线剖面较近，两者的演化环境与受热历史相差不大。可以利用该井的实测值对模拟结果进行检验，从与该井最近的剖面点模拟结果与实际井资料的对比图（图3）可以看出，测线点模拟曲线与井测试值趋势比较一致，说明模拟结果比较准确，可以用模拟结果来进行相关解释。图3 神狐研究区井B地温和Ro实测值与模拟值对比3.1 温压场模拟天然气水合物的形成与成藏需要特定的温压条件，低温和高压有利于水合物的形成和稳定赋存[26]。测线A通过地震剖面解释，在水深500～1 000 m之间的万山组内识别了指示水合物存在的BSR特征标志。通过模拟得到该区现今的温度场（图4）与压力场（图5），在剖面上BSR所处温度在16℃左右，压力在15 MPa左右，对比世界上已知天然气水合物区，结合甲烷在海水中形成水合物的相平衡曲线[27]，表明该测线剖面BSR区域处于天然气水合物稳定存在的温压场范围内，符合天然气水合物的成藏要求。图4 神狐海域A测线现今温度场模拟图5 神狐海域A测线现今压力场模拟3.2 有机质成熟度模拟对神狐海域地质调查站位资料的分析[28]郭依群，梁劲，龚跃华，等.南海北部神狐海区天然气水合物资源概查报告.广州：广州海洋地质调查局，2004.：研究区浅表层沉积物中普遍存在游离气，甲烷碳同位素δ13C1的测试结果显示：δ13C1(PDB) （‰）值在－46.2‰～－74.3‰之间，平均为－60.9‰，除2个样品的δ13C1(PDB）值为－46.2‰和－51‰外，大多数样品的δ13C1(PDB）值小于－57‰，证实神狐海域浅表层沉积物顶空气主要来源于生物气。同时，许多调查站位顶空气甲烷的含量在垂向上保持了相对较高的丰度，特别是在调查区北部白云凹陷内，甲烷的含量分别接近了120μL/kg和200μL/kg，暗示其深部可能有持续稳定的游离甲烷供应，来源于深部的热解气。王建桥等[29]对研究区东部的ODP1146站位顶空气样品进行了分析，结果显示为混合气体的特征。由此推测，研究区浅部地层中的天然气可能兼有生物气和热解气2种来源。Ro值是反映烃源岩成熟度的重要指标。通常，生物气的烃源岩应处于未熟—低成熟的生烃门限以下，其Ro< 0.7％，有机质热演化Ro模拟结果显示（图6）：浅部地层上新世万山组、中新世粤海组、韩江组Ro位于0.2％～0.6％，均未进入生油门限，由于其厚度大，且有机质丰度较高；其中，第四系w(TOC）平均为0.22％～0.28％，万山组w(TOC）平均为0.30％～0.39％，粤海组w(TOC）平均为0.49％；粤海组—第四系海相泥岩生烃潜力w(Sl+S2）平均为0.13～0.32 mg/g，均已达到了作为生物气烃源岩的有机质丰度和生烃潜力的标准和条件郭依群，梁劲，龚跃华，等.南海北部神狐海区天然气水合物资源概查报告.广州：广州海洋地质调查局，2004.，这几套层序可以成为良好生物成因气的主力“生物烃源岩”，具备生成生物气的巨大潜力。在合适的条件下，能够为水合物成藏提供大量的生物气气源。图6 神狐海域A测线有机质成熟度模拟同时，模拟结果也表明了凹陷内的“热解烃源岩”文昌组和恩平组有机质的演化程度普遍较高。其中，文昌组Ro值在2％以上，最大值超过3％，处于过成熟生干气阶段，已产生大量热解气。而恩平组Ro为1.3％～2.6％，处于高演化阶段，现阶段以生气为主。高分辨率地震资料解释结果显示梁金强，郭依群，沙志彬，等.天然气水合物资源量评价方法及成矿远景研究.广州：广州海洋地质调查局，2002.，文昌组在白云凹陷中面积达1 900 km2，厚度1 700～3 000 m,w(TOC）平均值为2.94％,w（氯仿沥青“A”）平均值为0.225％；干酪根H/C原子比为1.5～1.0，大多在1.2，表明有机质类型为Ⅰ和Ⅱ型，以Ⅱ1型为主，HI平均为483.4mg/g；恩平组在白云凹陷中分布面积为2 860 km2，厚度1 100～2 300 m,w (TOC）平均值为2.19％,w（氯仿沥青“A”）平均值为0.1976％；干酪根H/C原子比多在1.2～0.7，表明有机质类型以Ⅱ：和Ⅲ型为主。岩石热解分析测定恩平组烃源岩生烃潜力w(S1+S2）为（0.22～34.36）×10-3，平均3.1 1×10-3,HⅠ为41.6～400.0 mg/g，平均为157.4 mg/g。综上所述，研究区热解生气潜力同样巨大。3.3 流体运移模拟通过前面有机质成熟度的模拟分析可以知道，处于测线A深部的文昌组和恩平组有机质成熟度已处于高演化阶段，均以产气为主。从测线剖面所在区域的文昌组和恩平组烃源岩产生的油气流体运移模拟结果可以看到（图7），深部的文昌组和恩平组烃源岩已经开始产生大量的热解气，并且产生的热解气通过断层或上部渗透率高的岩层，可以运移至浅部水合物稳定带，为水合物成藏提供一定的热解气。同时也应注意到，虽然深部烃源岩层能够大量产气，但是大部分气体在运移至珠海组和珠江组时，在有利构造部位集聚成藏，这些成藏的气体然后以断裂为主要运移通道向上运移至浅部水合物稳定带；同时，也可以看到，当断层断裂至海底时，气体将沿着断层逸散至海面，造成气体的散失，不利于水合物的成藏。另外，深部热解气也可以随超压孔隙流体向上运移，与浅部生物气混合形成水合物。而在浅部，由于断裂构造不发育，受流体势控制，浅部生物气以则向运移为主运移至水合物稳定带区域。图7 神狐海域A测线油气运移模拟4 水合物成藏模式的构建天然气水合物成藏是一个复杂的过程。其成藏系统包括烃类生成体系、流体运移体系、成藏富集体系，它们彼此之间在时间和空间上的有效匹配将共同决定着天然气水合物的成藏特征。白云凹陷于始新世—早渐新世在潮湿的气候环境、全封闭的深洼陷及高的沉积速率下形成了巨厚的文昌组、恩平组烃源岩，随后，这2组烃源岩在裂后相对构造平静期大量生烃，而以高沉积速率的深水细粒为主的充填作用导致白云凹陷形成超压；随后的东沙运动使白云凹陷发育大型底辟构造和大量NW 向张扭断裂，压力随之得到释放，逐步形成今天趋于正常地层压力的状态[30]。超压存在说明油气运移曾经不畅，现今白云凹陷趋于正常压力，则表明超压得到了有效释放、油气运移通畅，大量油气已经运移出来。因此，可以认为晚期底辟和断裂产生的垂向通道为油气垂向输导的有效通道。油气勘探也显示白云凹陷北坡天然气藏具有晚期断裂控制成藏的特点，同时由于白云凹陷深水区同样存在大量具有底辟构造和断裂相关的浅层亮点气异常反射，也证明了凹陷深部的油气被垂直输导到浅部地层；显然，白云凹陷存在晚期活动的断裂和底辟带的垂向输导系统，可以大大改善天然气的垂向运移条件。代一丁等[31]通过盆地模拟表明：文昌组和恩平组两套烃源岩层在开平凹陷现在处在生、排烃高峰期，在白云凹陷已处在产生裂解气的阶段。这与本次模拟吻合。另外，离该测线不远处，有我国第一口深水钻井LW3-1-1井，该井在上渐新统珠海组和下中新统珠江组钻遇了大量天然气，累计天然气地质储量约为800亿～1 100亿m3[32-33]。据此推测，该区域深部烃源岩在一定程度上可以产生大量热解气，这些热解气通过合适的断层与底辟为天然气水合物的成藏提供一定的热解气源。同时，近海油气勘探表明[34]，南海北部边缘盆地生物气的烃源岩分布相当广泛，纵向上从上中新统至第四系，甚至在局部区域的中中新统的不同层段均有分布；区域上盆地内均有大套浅海相和半深海相的泥质烃源岩展布，其有机质丰度相对较高，已达到了作为生物气烃源岩的标准，且具有一定的生烃潜力。并且已在珠江口盆地东部白云凹陷北斜坡PY34-1和PY30-1构造的浅层已发现生物气气藏。图8 神狐海域天然气水合物成藏模式综上所述，构建了该区的水合物成藏模式图（图8）。该成藏模式认为神狐海域水合物气源为通过深海平原生物气横向迁移和深部热解气的垂向运移混合成因，深度热解烃源岩具有良好的生烃能力，生成的大量气体以活动断裂为主要运移通道向上运移，并在合适的条件下在源岩上部有利构造部位形成一定规模的天然气气藏。同时，这些深源高成熟气体持续以断裂为主要运移通道或者随超压孔隙流体向上运移，这些气体运移至浅部与浅部生物成因气混合在一起，在合适的温压域内形成水合物。5 结论1）神狐海域具备有利于天然气水合物成藏的水深、温度、压力条件及其地质条件。2）神狐海域气源条件充足，白云凹陷深部发育文昌组和恩平组两套主要的烃源岩，其有机碳含量和镜质体反射率值均较高，以产气为主，部分气体通过断裂构造运移至水合物稳定带，为天然气水合物成藏提供一定的热解气气源；神狐海域浅部韩江组，粤海组，万山组及第四系镜质体反射率在0.2％～0.6％之间，热成熟低、厚度大、泥岩及有机质含量高，是良好的生物气气源岩；生物气资源潜力巨大，可为天然气水合物的形成提供生物成因气气源。3）神狐海域运移条件优越，发育沟通气源岩层的断裂与底辟构造，为水合物的成藏提供气体的垂向运移通道；而在浅部，气体则通过侧向运移为主运移至水合物稳定带。参考文献[1]Kvenvolden K A,Ginsburg G D,Soloviev V A.Worldwide Distribution of Subaquatic Gas Hydrates[J].Geo-Marine Letters,1993,13:32-40.[6]Grevemeyer I,Villinger H.Gas Hydrate Stability and the Assessment of Heat flow Through Continental Margins[J].International Journal of Geophysics,2001,145 (4) :647-660.[7]樊栓狮，刘锋，陈多福.海洋天然气水合物的形成机理探讨[J]天然气地球科学，2004,15(5）:524-530.[8]陈多福，苏正，冯东，等.海底天然气渗漏系统水合物成藏过程及控制因素[J].热带海洋学报，2005,24 (3）:38-46.[9]吴时国，姚根顺，董冬冬，等.南海北部陆坡大型气田区天然气水合物的成藏地质构造特征[J].石油学报，2008,29(3）:324-328.[10]张功成，米立军，吴时国，等.深水区——南海北部大陆边缘盆地油气勘探新领域[J].石油学报，2007,28 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南海东沙海域水合物成藏动力学模拟

郭依群1,2，李桂菊3，乔少华3，庄新国3郭依群（1968－），女，高级工程师，主要从事石油地质和天然气水合物的研究，E-mail:guo1180@163.com。注：本文曾发表于《现代地质》2010年第24卷第3期，本次出版有修改。1.广州海洋地质调查局，广州　5107602.中国地质大学海洋学院，北京　100833.中国地质大学资源学院，武汉　430074摘要：基于南中国海东沙海域某地震剖面资料，利用Basin2二维模拟软件，结合研究区有关地温场、热流探测资料和ODP184航次调查的岩心数据，重塑了研究区沉降史、有机质生烃史、古地温场与热史变迁。进而利用“生物成因天然气水合物成藏动力学模拟系统”软件，模拟了水合物聚集的过程与分布范围。模拟结果表明，研究区水合物稳定域较厚（200～250 m），有机质含量适中，生物成因甲烷主要在海底1 km以浅范围内形成。稳定域之下早先埋藏的沉积物中有机质形成的生物成因甲烷在压实流的作用下能够向浅部层位中运移聚集，从而对现在的矿层有所贡献。水合物主要赋存于稳定域底部以上50 m的层位内，富集带中水合物的平均质量分数在5％左右。关键词：天然气水合物；成藏动力学；模拟Simulation of Reservoir Dynamic of Gas Hydrates of Dongsha Area of South China SeaGuo Yi qun1,2,Li Guiju3,Qiao Shaohua3,Zhuang Xinguo31.Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou 510760,China2.School of Marine Geosciences,China University of Geosciences,Beijing 10083,China3.Faculty of Earth Resources,China University of Geosciences,Wuhan 430074,ChinaAbstract:Based on the seismic profile data of Dongsha of the South China Sea,using a two-dimensional simulation software,Basin2,combined with the data of the geothermal field,heat flow and core of leg 184 of ODP,this paper rebuilt the subsidence history of the study area,the hydrocarbon-generating history of the organic matter,and the change history of the ancient geothermal field and thermal.The paper simulated the process of hydrate accumulation and distribution with “Biogenic Gas Hydrate Reservoir Dynamics Simulation System” （Hydrate Dynamics).Simulation results show that the thickness of the hydrate stability region is large (200～250 m) ,and organic matter content is moderate,biogenic methane is generated 1000 m bsf.Biogenic methane generated by the organic matter in the sediments buried previously under the stability region can migrate to and accumulate in the shallow strata because of the compaction flow,and contribute to the current mineral deposit.Hydrate occur in the stability region mainly for the thickness of 50m,and average saturation of hydrate is about 5%.Key words:gas hydrates ; reservoir dynamic; simulation0 引言研究海底天然气水合物实际分布与赋存状态是天然气水合物资源评价的核心环节，水合物成藏动力学研究的目的在于掌握时空上水合物形成、分布与演化的规律。天然气水合物的成藏是一个动态的过程，包括海底甲烷气产出动力学、流体运移动力学、水合物成核生长动力学等。构造条件、沉积条件和温压场条件的变化，都导致水合物的再分解与再聚集。因此，必须用系统、动态、整体的观念来分析水合物的成藏机理，指导评价。天然气水合物的成藏动力学模拟主要研究以下3个方面的内容：1）利用盆地分析技术、盆地模拟技术研究深水盆地沉积体系的构成和分布，反演沉积盆地动态演化的历史；2）模拟盆地内部温度场、压力场、流体动力场的变化对甲烷的生成、排出、运移、进入稳定带形成水合物这一过程的控制，模拟水合物动态聚集－消亡的过程；3）基于天然气水合物成藏动力学模拟，对稳定带内水合物实际生成部位进行预测，实现水合物资源的定位预测与定量评价。南海东沙海域具有丰富的水合物资源潜力，广州海洋地质调查局通过地震手段发现了BSR等典型标志以及与水合物相关的地球化学异常[4]。本文利用Basin2盆地模拟软件，基于东沙海域实际的地质、地球物理、地球化学资料，结合ODP184航次的钻探资料，重塑了研究区沉降史、有机质生烃史、古地温场与热史变迁。在此基础上，利用“863”课题研发的“天然气水合物成藏动力