南海北部陸坡沉積特征及其對(duì)天然氣水合物形成分解的影響作用研究.pdf

1、南海是中國(guó)最大的邊緣海，覆蓋著巨厚的富含有機(jī)質(zhì)的沉積地層，沉積速率高，具備良好的生油生烴能力，具有巨大的資源潛力，是我國(guó)的海洋油氣資源寶庫(kù)。天然氣水合物作為分布廣儲(chǔ)量大且對(duì)環(huán)境友好的資源，具有極高的科學(xué)意義和社會(huì)意義，南海北部陸坡是我國(guó)天然氣水合物賦存的最有利海域。近年來(lái)南海北部多處天然氣水合物鉆探采樣為我國(guó)天然氣水合物資源的研究提供了強(qiáng)有力的支撐。本文通過(guò)對(duì)南海北部陸坡臺(tái)西南盆地鄰近海域地質(zhì)調(diào)查所獲沉積物柱狀樣進(jìn)行粒度、有機(jī)碳、孔隙水

2、、元素礦物等地球化學(xué)分析，以研究南海北部陸坡沉積物的分布特征及變化規(guī)律，并對(duì)比天然氣水合物賦存區(qū)的沉積環(huán)境特征，探討研究區(qū)域沉積物特征對(duì)天然氣水合物形成、分解的影響，主要得出以下認(rèn)識(shí):
　　(1)南海北部陸緣經(jīng)歷了早白堊世末、始新世末和中中新世末三次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，基底構(gòu)造復(fù)雜。該地區(qū)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍，中中新統(tǒng)之下沉積蓋層斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，部分?jǐn)嗔炎曰讛嘀梁５?，這些斷裂既控制著陡坡地形的形成，又有利于氣體的運(yùn)移輸送，而晚中新世以來(lái)的構(gòu)造活

3、動(dòng)趨于平靜，有利于天然氣水合物礦藏的保存。斷裂構(gòu)造發(fā)育的同時(shí)，海底還發(fā)育有底辟構(gòu)造、海底滑塌體以及褶皺等有利于天然氣水合物形成聚集的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境，是天然氣水合物礦藏形成的有利場(chǎng)所。
　　(2)南海北部沉積史階段性特征明顯，尤其是北部下第三紀(jì)主要為湖泊、濱岸沼澤相、淺濱海相，其中含有厚層泥巖，且煤系地層發(fā)育?？傮w上有機(jī)碳含量豐富，含量達(dá)到0.46-1.95％，煤系地層則高達(dá)13-44％，形成多套烴源巖，構(gòu)成了天然氣水合物潛在區(qū)盆地新

4、生代的主要烴源巖系。
　　(3)研究區(qū)主要為泥質(zhì)粉砂類沉積物，其次為含砂粘土粉砂，整體含砂率極低，沉積物以懸移質(zhì)為主，屬半深海沉積。主要成分為粉砂，其次為黏土，砂質(zhì)含量最少。粒度變化相對(duì)穩(wěn)定，說(shuō)明其水動(dòng)力變化較弱。
　　(4)通過(guò)沉積物粒度變化，結(jié)合碳同位素測(cè)年分析及氧同位素期次，將45Ka以來(lái)臺(tái)西南海域海平面可分為以下五個(gè)階段。距今45-30ka年間，海平面呈多個(gè)小幅度回旋式上升，30-20ka年間，沉積物粒徑較細(xì)，且相對(duì)

5、穩(wěn)定，該階段氣候溫暖，海平面處在較高水位。20-14ka年間，沉積物粒度變粗，同期海平面下降，14-9ka年進(jìn)入全新世，氣候轉(zhuǎn)暖，海平面上升快，沉積物粒徑變細(xì)。9ka至今，海平面略有升降，與現(xiàn)今差別不大。
　　(5)南海北部陸坡臺(tái)西南海域沉積速率約0.32m/ka，有機(jī)質(zhì)含量較高，平均值為0.66％，可達(dá)1.26％，達(dá)到了甲烷水合物生成對(duì)有機(jī)質(zhì)的要求。由于沉積速率較高，壓實(shí)度較低，且有機(jī)質(zhì)含量較高，為天然氣水合物的形成提供了良好的

6、物質(zhì)基礎(chǔ)。
　　(6)根據(jù)硫酸鹽含量變化等其他相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算可得甲烷硫酸鹽氧化還原界面界面深度約為900-940cm，屬較淺范圍。且整個(gè)南海北部陸坡SMI界面深度都在10m左右，世界各地水合物SMI界面多在50米以內(nèi)，故較淺的SMI界面預(yù)示著底部存在較多的游離態(tài)甲烷氣體，說(shuō)明該海域賦存天然氣水合物的可能性較大。
　　(7)經(jīng)鑒定分析，主要包括長(zhǎng)石及粘土礦物等輕礦物和少量重礦物及生物碎屑，主要為有孔蟲。其中重礦物含量約為1.1％