布莱克海台水合物气资源评价

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1、第14卷第6期天然气地球科学Vol.14No.62003年12月NATURALGASGEOSCIENCEDec.2003文章编号:167221926(2003)0620514205布莱克海台水合物气资源评价官宝聪,雷怀彦,郭占荣,孙爱梅(厦门大学海洋与环境学院,福建厦门　361005)摘　要:布莱克海台是全世界天然气水合物研究的热点之一。该区研究程度高、资料丰富,是进行对比研究的典型地区。论述了布莱克海台天然气水合物形成的地质条件和地球化学特征,综述了该区水合物的研究历史和进展,介绍了对水合物气资源量的评价方法和评价结果。根据不同评价者和不12312同方法的评价,布莱克海台区水合物气的资

2、源量在(8～80)×10m[其中预测为(50～80)×103m的资源量包含水合物层之下的游离气]之间。关键词:布莱克海台;水合物;资源评价中图分类号:TE155文献标识码:A　　布莱克海台位于美国卡罗莱纳州南部查尔斯顿的意义。以东约400km的大西洋大陆性洋脊(图1),是一个1.1　研究历史由等深流沉积物堆积形成的大陆隆,其东南延伸方早在1970年,DSDP就开始在布莱克海台进行[1,2]向与北美大陆边缘成正交。深海钻探计划考察,由于在采集到的沉积物样品中发现了高浓度(DSPD)早就预测到了该台区存在有天然气水合物的甲烷,考察人员便把这种甲烷同地震探测数据联[2]藏。大洋钻探计划(ODP

3、)164和172航次也对该系起来研究,提出了布莱克海台存在甲烷水合物的区进行了专门考察。可以说,在过去的30多年里,布假设。到了1980年,DSDP在该区采集到了水合物莱克海台一直是水合物调查研究的热点区。样品,证实了这一假设。1995年11月和12月,ODP第164航次对布莱克海台区气体水合物藏和邻近的[2]卡罗莱纳州高地进行了专项探查。1997年2月,ODP172航次从南卡罗莱纳州的查尔斯顿出发,对北大西洋布莱克—巴哈马外海台和卡罗莱纳州一线进行了更深入的调查,主要目的是获取一个全新的晚第三纪的沉积物深度剖面,以便认识北大西洋西部气候和洋流在上新世中期到更新世的变化情[3]况。另外,

4、在布莱克—巴哈马外部海台一线上的地震数据都显示了BSR的存在,而且孔隙水样品中氯化物的浓度变化也证明了气体水合物是存在的。2001年9月,科学家搭乘Alvin潜水设备下潜图1　布莱克海台的地理位置2200多米,对布莱克海台进行了一次近距离的观1　布莱克海台天然气水合物研究概况察。除了收集到甲烷水合物的有关信息外,还第一次观察到了冷泉化学合成生态系统。布莱克海台和卡罗莱纳高地是世界最著名的海1.2　天然气水合物形成机理研究洋气体水合物的赋存地,对水合物的研究有着重要布莱克海台是由平行于海岸线的两股海底洋流收稿日期:2003210210;修回日期:20032102161基金项目:国家自然科学

5、基金项目(编号:40272066)资助1作者简介:官宝聪(19792),男,福建将乐人,硕士生,主要从事海洋地质研究1No.6　　　　　　　　　　　官宝聪等:布莱克海台水合物气资源评价　　　　　　　　　　　　　　515在此的沉积作用而逐渐形成的。在古新世,墨西哥湾暖流沿着大西洋海岸向北与向南的北冰洋寒流在此相汇,导致两股洋流速度锐减而发生沉积作用。较高的沉积速率有利于水合物的形成。已证实布莱克海台含水合物沉积物与海底等深流沉积有密切关系。等深流沉积是海洋沉积物沉积后又被活跃的深水流充分改造过的沉积,它主要分布在沉积速率较高的地方,它形成的首要条件是由于沉积物的压实固结作用不稳定而导致上升

6、流的流动。布莱克海台晚中新世至全新世沉积速率为40～340cmöMa,属于快速沉积区。由于等深流沉积具有颗粒较粗、储集物性好、气源充足和流体运移条件优越等特点,对水合物的形成相当有利,因此等深流沉积作用[4]强烈的布莱克海台区有利于水合物的富集。在布莱克海台,大量的甲烷被包含在水合物层和以游离气的形式聚集在水合物层之下。水合物形成和分解、甲烷的释放和重新聚集这一反复过程,是解释布莱克海台区游离气浓度与气体水合物之间相互关系的依据。[3]图2　布莱克海台地区研究站位分布关于布莱克海台主要拗陷过程与甲烷分解和释图中:DSDP第11航次102、103和104站位和第76航次533站放之间的关系

7、,目前还没有完全弄清楚,但存在两种位用三角形标识;ODP第164航次994、995和997站位用圆形解释。一种解释强调气体和沉积物的灾难性爆炸,如标识;ODP第172航次包括卡罗莱纳高地(站位1054～1057)、在末次间冰期,海平面下降导致海底地层压力降低,布莱克海台(站位1058～1061)和巴哈马海台(站位1062)各站位用菱形标识。阴影部分为BSR分布区。引起水合物分解和气体释放;由于布莱克海台沉积物渗透率低和气体不能有效扩