青藏高原天然气水合物的形成与多年冻土的关系

第85卷　第9期2011年9月 地　质　学　报 AC TA GEOLOGICA SINICA V ol .85　N o .9Sept .　2011注:本文为国土资源大调查项目(编号GZH L20110317)资助的成果。

收稿日期:2010-10-10;改回日期:2011-06-27;责任编辑:郝梓国。

作者简介:赵省民,男,1964年生。

1997年获得中国地质大学(北京)能源系理学博士学位。

主要从事石油地质、天然气水合物等领域的研究。

Email :x xmmzh @ 。

DOI :CNKI :11-1951/P .20110907.1209.013　网络出版时间:2011-9-712:09网络出版地址:h ttp ://w w w .cnki .net /kcms /detail /11.1951.P .20110907.1209.013.h tm l漠河多年冻土区天然气水合物的形成条件及成藏潜力研究赵省民,邓坚,李锦平,陆程,宋健中国地质科学院矿产资源研究所,北京,100037内容提要:作为我国多年冻土发育的主要地区之一,漠河地区具有天然气水合物形成的良好条件,发育了天然气水合物的成藏系统。

漠河地区发育有多年冻土,一般厚20～80m ,地表温度-0.5℃～-3.0℃,地温梯度1.6℃/100m ,具有与已发现天然气水合物的美国阿拉斯加北坡P rudhoe 湾、西伯利亚M e ssoy akha 和我国祁连山木里地区类似的地温条件;漠河盆地中侏罗统厚达千余米的暗色泥岩,204.66×1012m 3的烃类气体生成量,乃天然气水合物形成的重要母质和气体来源;盆内隆起、凸起及其边界断裂和地层裂缝,分别构成了水合物形成聚集的良好圈闭和烃类运移系统,其中的砂岩、粉砂岩为良好储层,上部的巨厚泥岩为封盖层。

进一步看,漠河盆地发育的大量方解石脉、后生黄铁矿及钻探烃类异常等天然气水合物赋存标志。

所有这些,无不显示该区域天然气水合物形成的良好条件及巨大成藏潜力。

青藏高原发现巨量天然气水合物
佚名
【期刊名称】《天然气化工：C1化学与化工》
【年(卷),期】2009()5
【摘要】最近，中国地质部门在青藏高原发现了储量巨大的天然气水合物（又称可燃冰），预计10年左右能投入使用。

这是中国首次在陆域上发现可燃冰，使中国成为加拿大、美国之后，在陆域上通过国家计划钻探发现可燃冰的第三个国家。

据粗略估算，远景资源量至少有350亿吨油当量。

【总页数】1页(P56-56)
【关键词】天然气水合物;青藏高原;远景资源量;可燃冰;地质部门;国家计划;中国;加拿大
【正文语种】中文
【中图分类】P744.4;P624.7
【相关文献】
1.青藏高原天然气水合物研究进展的文献计量内容分析 [J], 党洪量;黄银宝;范文科;毛晓勇;马元林;祁发龙
2.青藏高原冻土区AMT探测天然气水合物采集试验 [J], 裴发根;何梅兴;仇根根;杜炳锐;白大为
3.青藏高原天然气水合物勘探对湿地碳循环系统的影响 [J], 张舜尧;张富贵;杨志斌;周亚龙;王惠艳;唐瑞玲;孙忠军
4.天然气水合物矿床及水合物下烃类矿床发现的可能性[J], K.,Bφ;关福喜
5.海底藏着巨量“天然气”——天然气水合物将成为21世纪新(?)源 [J], 吴克勤
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羌塘盆地冻土结构特征及其对天然气水合物成藏的影响王平康;祝有海;张旭辉;张帅;庞守吉;肖睿;李冰【期刊名称】《沉积与特提斯地质》【年(卷),期】2015(000)001【摘要】羌塘盆地是青藏高原最大的含油气盆地，多年冻土广泛分布，具备良好的天然气水合物形成条件和找矿前景。

基于羌塘盆地天然气水合物钻探试验井资料，从影响天然气水合物成藏角度提出了羌塘盆地3种主要的冻土结构类型，其中由冻融层、含冰沉积物冻土层、含冰基岩冻土层、非含冰基岩冻土层所组成的冻土结构最为常见。

研究表明，冻土层结构对天然气水合物温压条件具有一定影响，当非含冰基岩冻土层存在时，其下伏的非冻土层的孔隙流体压力与上部冻土层的微孔和微裂隙特征紧密相关，有利于浅层烃类气体的封存和水合物的成藏。

含冰冻土层冰地球化学特征指示冻土层形成的过程是大气降雪融化成水后未经蒸发作用直接渗入地下，受气候变冷影响，地层由浅往深逐渐冻结形成。

同时，矿化度和阴、阳离子浓度的高低在一定程度上反映了不同深度沉积物的物化性质。

含冰冻土层对于浅层烃类气体封盖作用的定量评价显示，随着含冰饱和度的增加，甲烷气体渗透率降低，当含冰饱和度达到80%时，冻土层能完全有效地限制甲烷气体运移。

由于在气候变暖因素的驱动下，冻土层不仅能通过温压条件来控制天然气水合物矿藏存在的空间范围，而且还限制着来自部分水合物分解所产生的烃类气体向浅部运移。

因而推测，在青藏高原冻土区可能存在一个由断裂体系相关联的深部烃类储层、中部天然气水合物储层和浅部天然气藏组成的油气系统。

%The permafrost regions constitute much of the Qiangtang Basin on the Qinghai-Xizang Plateau, and are considered to be favourable areas for the accumulation of thenatural gas hydrates with a great potential. Based on the data from the test drillings, three structural types are recognized for the permafrost regions, of which the most common one is the structural type composed of the active layers, ice-bearing sediments permafrost layer, ice-bearing basement permafrost layer, and ice-free basement permafrost layer. While in the case of the ice-free basement permafrost layer, the pore fluid pressures in the underlying ice-free permafrost layers tend to be closely related to the structures of the micropores or microfractures in the overlying the ice-bearing permafrost layers, which may facilitate the sealing of the near-surface hydrocarbon gas and accumulation of gas hydrates. The geochemical signatures of ice in the ice-bearing permafrost layers have reflected that the water from the melted atmospheric snowfall directly percolates into the soil and rock layers, and results in the gradually freezing of the strata from shallower to deeper depths due to the decrease of temperatures. Meanwhile, the mineralization degrees and antion and cation concentrations in water may give a reference for the assessment of physical and chemical properties of the sediments. As indicated by the experimental simulation, the methane permeability tends to decrease with the increase of ice saturation in the ice-bearing permafrost layers, and may go into ice-free permafrost layers as the ice saturation exceeds 80%. Influenced by the climatic changes, the permafrost layers may exercise a major control not only on the accommodation spaces of the gas hydrates but also on the migration of the near-surface hydrocarbon gases. It follows that within the permafrost regions in the Qiangtang Basin on the Qinghai-Xizang Plateau, there may be the petroleum systems composed of the fault-controlled deep-seated hydrocarbon reservoirs, medium-deep gas hydrate reservoirs and shallow-seated gas reservoirs.【总页数】11页(P57-67)【作者】王平康;祝有海;张旭辉;张帅;庞守吉;肖睿;李冰【作者单位】中国地质调查局油气资源调查中心，北京 100029;中国地质调查局油气资源调查中心，北京 100029;中国科学院力学研究所，北京100190;中国地质调查局油气资源调查中心，北京 100029;中国地质调查局油气资源调查中心，北京 100029;中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037;吉林大学建设工程学院，吉林长春 130021【正文语种】中文【中图分类】P642.14【相关文献】1.羌塘盆地温泉地区天然气水合物地球化学异常及其成藏地质条件分析 [J], 徐刚;何文劲;刘子畅;李红进;梁斌2.西藏羌塘盆地鸭湖地区天然气水合物成藏条件 [J], 王平康;张旭辉;罗大双;范瑞宝;李国江;祝有海;张帅;付修根;吴纪修;李宽;王大勇;姚大为;肖睿3.羌塘盆地雀莫错地区天然气水合物成藏条件分析 [J], 张帅;祝有海;王平康;付修根;王大勇;伍新和;庞守吉;肖睿4.羌塘盆地雀莫错地区天然气水合物成藏条件分析 [J], 张帅;祝有海;王平康;付修根;王大勇;伍新和;庞守吉;肖睿5.羌塘盆地温泉地区天然气水合物地球化学异常及其成藏地质条件分析 [J], 徐刚[1];何文劲[1];刘子畅[1,2];李红进[3];梁斌[1,4]因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

青藏高原河源区冰雪融水过程与水资源变化关系分析青藏高原是世界上最大的高原，也是亚洲最大的蓄水区之一。

它位于中国的西部，覆盖了青海、西藏、四川等多个省区，拥有丰富的冰雪资源。

由于青藏高原地势较高，气候寒冷，冰雪融水过程对水资源变化有着重要的影响。

首先，我们需要了解青藏高原的冰雪融水过程。

冰雪融水过程是指冰雪在季节变化或气温升高的条件下，由冰雪转化为水的过程。

在青藏高原，冰雪主要存在于冰川、雪峰和冰川冰芯中。

当气温升高或季节变化时，冰雪开始融化，形成了湖泊、河流以及地下水的补给源。

冰雪融水过程是青藏高原水资源的重要来源之一。

然而，青藏高原冰雪融水过程对水资源的变化有着复杂的影响。

一方面，融化的冰雪可以为青藏高原地区提供大量的水资源，滋养着这片土地上的草场、农田和湿地。

冰雪融水过程是青藏高原水循环的重要组成部分，对于维持高原生态系统的平衡起着至关重要的作用。

另一方面，冰雪融水过程也可能导致水资源的变化带来一些负面影响。

首先，冰雪融水过程的增加可能导致洪水的发生。

由于青藏高原地势较高，冰雪融水过程加剧了河流的水量，增加了洪水的风险。

这对于沿岸地区的居民和农田来说，都是一种危险因素。

其次，冰雪融水过程的不稳定性也可能导致干旱的发生。

在青藏高原这个高原地区，气候条件不稳定，干旱的风险较高。

冰雪融水过程的不稳定性意味着可能出现水资源的短缺，对当地的生态环境和人民生活产生不利影响。

为了有效地管理青藏高原的水资源，我们需要进行冰雪融水过程和水资源的关系分析。

首先，我们需要掌握冰雪融水过程的变化规律和影响因素。

通过研究气候变化、冰川退缩、积雪覆盖变化等指标，可以预测冰雪融水过程的趋势和可能的变化。

其次，我们需要建立科学的水资源管理系统，以合理利用和分配青藏高原的水资源。

这包括建设水库、调整水资源供给和需求的平衡，制定有效的水资源管理政策等。

最后，我们还需要加强科学研究，提升对冰雪融水过程和水资源变化的理解。

通过对冰雪融水过程和水资源变化的深入研究，我们可以更好地预测和应对水资源变化的挑战，并保护好这片宝贵的土地。

天然气水合物收稿日期:2007-03-28;修回日期:2007-05-29.基金项目:国家自然科学基金项目(编号:40471024);中国科学院寒区旱区环境与工程研究所创新项目(编号:2004103)资助.作者简介:库新勃(1982-),男,陕西人,硕士研究生,从事冻土区遥感和地理信息系统研究.E -mail :kuxinb o @lzb .ac .cn . 此文系第一作者硕士毕业论文详细摘要.青藏高原多年冻土区天然气水合物可能分布范围研究库新勃,吴青柏,蒋观利(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室,甘肃兰州730000)摘要:青藏高原地区有大面积多年冻土分布,是我国陆地天然气水合物可能的赋存区域之一。

在GIS 平台下建立了基于三向地带性多年冻土地温分布的模型,利用地温钻孔资料对青藏高原地区多年冻土厚度做了回归统计分析,指出了青藏高原多年冻土年平均地温和多年冻土厚度的空间分布特征。

结合陆域天然气水合物形成的热力学条件,对青藏高原多年冻土区天然气水合物可能赋存区域进行了研究,认为青藏高原多年冻土区天然气水合物可能主要集中分布在羌塘盆地西北部地区,其储量可能较为可观。

关键词:青藏高原;多年冻土;天然气水合物中图分类号:TE 132.2 文献标识码:A 文章编号:1672-1926(2007)04-0588-050　引言天然气水合物是由气体和水组成的类冰固体,广泛分布于多年冻土区和海洋中。

预测天然气水合物中甲烷含碳量是地球上已探明煤、石油、天然气总含碳量的2倍[1]。

正是因为天然气水合物具有如此大的资源量和极强的浓缩气体的性质,其被认为是未来最有希望的替代能源载体[2]。

目前在多年冻土区已经发现有大量的天然气水合物,如在加拿大马更些三角洲、阿拉斯加的N orth Slope 和俄罗斯西伯利亚等地[3-5]。

青藏高原平均海拔高、气候严寒,是我国多年冻土集中分布地区之一,近年来关于青藏高原多年冻土区天然气水合物存在的条件和特征也引起了国内学者极大的关注。

图1天然气水合物晶体结构模型Figure 1Crystal structure model of natural gas hydrate天然气水合物是以CH 4为主，含少量CO 2、H 2S 的气态烃类物质充填或被束缚在笼状水分子结构中形成的冰晶化合物。

在一个烃类气体分子的周围包围着多个水分子，水分子通过氢键紧密缔合成三维网状，将烃类气体分子纳入网状，体中形成水合甲烷，其晶体结构模型如图1。

这些水合甲烷象淡灰色的冰球，可以象酒精块或蜡烛一样燃烧，故称为“可燃冰”,其密度为0.905～0.91g/cm 3，化学式为CH 4·n H 2O ，只要把结构中的“水”去掉，就是一种理想的燃料。

从能源的角度看，天然气水合物可视为高度压缩的天然气。

理论上讲，1m 3的天然气水合物在标准大气压下（0.101MPa ）可以释放出164m 3的天然气和0.8m 3的水，其能量密度是煤和黑色页岩的10倍左右，且燃烧几乎不产生有害污染物，是一种新型的清洁环保能源，是公认的地球上尚未开发的、巨大的能源宝库。

世界天然气水合物储量约为2×1016m 3，相当于地球上所有开采石油、天然气和煤的总量的2倍，约为剩余天然气储量（156×1012m 3）的128倍。

海底作者简介：蒋向明（1964—），男，教授级高级工程师，1986年毕业于湘潭矿业学院，中国矿业大学工程硕士。

责任编辑：樊小舟天然气水合物的形成条件及成因分析蒋向明（中国煤炭地质总局水文地质局，河北邯郸056004）摘要：从天然气水合物的晶体结构模型出发，说明了其组成成分及结构特征。

通过对温度—压力平衡条件的差异性分析，揭示了天然气水合物形成的基本条件，对其赋存类型及成因进行了分类，对我国及全球天然气水合物分布情况进行了说明，并以青海木里煤田为例，对天然气水合物的形成条件和成因进行了详细的论述，认为：变质作用及煤化作用使煤田内丰富的煤炭资源不断产生煤层气,当煤层气沿断层破碎带及裂隙运移至含水岩层或含水裂隙时,在温度和压力的作用下遇水形成天然气水合物。

天然气水合物分布及青藏高原有利勘探区郭祖军;陈志勇;胡素云;李永铁;吴培红【摘要】Natural gas hydrate is a solid crystalline substance formed by water and gas under conditions of high pressure and low tempera- ture. The resources in the world amount to about 2× 10^16 m^3 and distribute in the ocean sediments and permafrost regions which are found in Makenzie delta in Canada, north siope of Alaska in America, Siberia in Russia and Qinghai-Tibet plateau in China. And Qiangtang basin is the most favorable area with subaerial hydrates. It is speculated according to the permafrost and hydrocarbon-generating conditions that the most favorable areas with natural gas hydrates are located in the western North Qiangtang depression and the eastern South Qiangtang depression. Also,in view of the present issues, the related exploration suggestions are proposed in this paper.%天然气水合物是由天然气与水分子在高压、低温条件下形成的固态结晶物质，全球资源约为2×10^16m^3，分布于海域和陆上冻土区；冻土区发现于加拿大马更些三角洲、美国阿拉斯加北坡、俄罗斯西伯利亚以及中国青藏高原等地。

冻土区——天然气水合物形成的“风水宝地作者：达瑞来源：《石油知识》 2013年第4期达瑞随着非常规能源的需求量与日俱增的压力，人们致力于石油天然气替代能源的步伐也迅速加快。

天然气水合物的研究进展尤速。

大量的研究证实，在海洋深部和陆地的永冻带是天然气水合物形成、聚集的“风水宝地”。

相比之下，陆地的天然气水合物的勘探开发难度要低一些，人们对它们的研究也就更详细。

陆上极地环境天然气水合物的特征与永冻带密切相关。

一般认为，自从上新世（距今约1.88Ma）以来的热条件导致了永冻带的形成和天然气水合物的持续存在。

现代地图表明，北半球大约20%的土地被永冻带所覆盖。

地质学研究和关于海底条件的热力学建模也表明在北极海的大陆架内可能存在永冻带和天然气水合物。

在更新世的多次冰期时期，从北极的地面区域到大陆架当今水深120m处之内的广大范围内的温度条件都非常适宜永冻带和天然气水合物“遗留”下来。

实际上，陆上近岸处的天然气水合物仅仅能与永冻带紧密相存。

未来能源——天然气水合物19世纪20年代早期，在英格兰工作的JohnFaraday就开始了对新发现的天然气和氯气的研究。

在他的实验中，当温度下降至“寒冷的气候条件”时，气态氯和水就形成了固态的氯水合物。

Faraday实验室里生成的这种“奇物”以水为主分子，氯是外来分子。

这些创新性合成实验可以称为世界上最早的生成联合化合物的报道，即我们现在所知的天然气水合物的合成报道。

氯水合物依然被认为是一种实验室产物，其部分原因在于它形成的限制性条件可以通过实验室技术进行验证。

许多分子在特定条件下都可以形成水合物，一般以各种笼形包含物的形式存在。

这些笼形水合物是“化学”性的，具有独特的非键合性质，科学家们对它们的研究大约已经延续了二百年。

在20世纪30～40年代，在自然环境中，天然气在工业管线中往往会形成像蜡一样的硬壳结晶而发生堵塞，这种情况在较冷区域尤甚。

这种管线的结晶物质常常十分稳定而且即使在冬季的温度和压力环境下，也会给油气工业造成经济损失。

青海祁连山冻土区天然气水合物的气源条件及其指示意义青海祁连山是我国大陆东部的最主要的冻土区之一。

在这里，天然气水合物被广泛分布。

这些天然气水合物的形成和存在条件是冻土区的特殊性质造成的。

因此，探寻和利用这些水合物对于提高我国天然气储备和能源安全、保护环境等都有重要的意义。

青海祁连山冻土区天然气水合物的气源条件主要有以下几点：1.富氧环境——富氧环境意味着较为适宜的生物活动和有利的生物转化作用。

这会产生更多的甲烷，从而促进天然气水合物的形成。

2.相对较低的孔隙水盐度——在富氧环境中，细菌和古细菌的代谢活动会产生更多的盐度和水分，并且可能阻碍水合物的形成。

因此，相对较低的孔隙水盐度是水合物形成和保存的一个重要条件。

3.适宜的水合物稳定区域——在冻土区域，水合物形成和稳定的区域通常在温度低于0℃，压力高于1兆帕的条件下。

因此，适宜的水合物稳定区域也是冻土区域的一个重要条件。

4.矿物分异——在水合物形成和保存的区域中，矿物的分异也会导致天然气水合物的产生。

例如，在富铁氧化物的区域，铁氧化物会与甲烷进行反应，并且催化水合物的形成和稳定。

青海祁连山冻土区天然气水合物的存在对于研究区域的资源勘探和环境保护都具有重要的指示意义。

首先，由于天然气水合物主要分布在冻土区域，因此探测这些水合物是否存在可以为勘探和研究冻土区域的天然气储量提供重要的参考。

其次，水合物的存在也意味着气候变化的影响，因此对于气候变化影响下的自然资源变化研究也有重要的指示意义。

最后，天然气水合物作为一种新型能源，如果开发利用得当，可以为我国能源安全和经济发展做出巨大贡献。

总之，青海祁连山冻土区天然气水合物的存在受到多种因素的制约。

了解这些水合物的产生和存在条件有助于我们更好地探测和利用这些天然气储备。

同时，这些水合物的存在还对于研究冻土区域的自然资源变化和环境保护等方面都具有重要的指示意义。

青海祁连山冻土区天然气水合物的分布情况和资源储量一直是研究的重点之一。

天然气水合物分布及青藏高原有利勘探区郭祖军;陈志勇;胡素云;李永铁;吴培红【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2012(033)003【摘要】天然气水合物是由天然气与水分子在高压、低温条件下形成的固态结晶物质，全球资源约为2×10^16m^3，分布于海域和陆上冻土区；冻土区发现于加拿大马更些三角洲、美国阿拉斯加北坡、俄罗斯西伯利亚以及中国青藏高原等地。

羌塘盆地是中国陆上天然气水合物发育的最有利地区，结合天然气水合物形成的冻土条件以及生烃条件，推测北羌塘坳陷西部（东经88°30’以西）和南羌塘坳陷东部（土门地区）是天然气水合物形成的有利地区，并针对目前存在问题，提出了勘探建议。

【总页数】6页(P266-271)【作者】郭祖军;陈志勇;胡素云;李永铁;吴培红【作者单位】中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TE112.11【相关文献】1.中国天然气聚集与分布新认识及有利勘探区带预测 [J], 李君;吴晓东;杨柏松;杨慎;刘艳;林世国2.青藏高原天然气水合物潜在分布区预测 [J], 祝有海;卢振权;谢锡林3.青藏高原冻土带天然气水合物的形成条件与分布预测 [J], 陈多福;王茂春;夏斌4.“大洋矿产国际会议——天然气水合物专题”论文摘要——3、天然气水合物分布与成因及其重要性 [J], A.N.Dmitrievsky;杨木壮;等5.青藏高原多年冻土区天然气水合物可能分布范围研究 [J], 库新勃;吴青柏;蒋观利因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)项目(编号:2009CB219501)、中国地质调查局地质调查项目“青藏高原冻土带天然气水合物调查评价”。

作者简介:祝有海,1963年生,研究员;主要从事天然气水合物和海洋地质研究工作。

地址:(100037)北京市西城区百万庄大街26号。

电话:(010)68999032。

E -mail :zyh @mx .cei .go v .cn中国冻土区天然气水合物的找矿选区及其资源潜力祝有海　赵省民　卢振权中国地质科学院矿产资源研究所 祝有海等.中国冻土区天然气水合物的找矿选区及其资源潜力.天然气工业,2011,31(1):13-19. 摘　要　中国是世界第三冻土大国,多年冻土面积达2.15×106km 2(主要分布于青藏高原和东北大兴安岭地区),蕴含丰富的天然气水合物资源。

前人对中国冻土区天然气水合物的研究多局限在青藏高原,且在找矿预测特别是找矿选区方面的研究较少。

为此,对中国冻土区天然气水合物成矿条件及找矿选区进行了深入讨论,并初步评价其资源潜力。

根据形成天然气水合物的气源条件、温压条件,结合目前所发现的异常标志,认为中国冻土区具备良好的天然气水合物形成条件和找矿前景,羌塘盆地是形成条件和找矿前景最好的地区,其次是祁连山地区、风火山—乌丽地区和漠河盆地,接下来还有青藏高原的昆仑山垭口盆地、唐古拉山—土门地区、喀喇昆仑地区、西昆仑—可可西里盆地以及东北的根河盆地、拉布达林盆地、海拉尔盆地和新疆北部的阿尔泰地区等。

采用体积法和蒙特卡罗法初步估算出中国冻土区天然气水合物资源量约为38×1012m 3,相当于380×108t 油当量,与中国常规天然气资源量基本相当,显示出巨大的资源潜力。

关键词　中国　天然气水合物　冻土区　资源评价　成矿条件　找矿选区　资源量　羌塘盆地 DOI :10.3787/j .issn .1000-0976.2011.01.003 天然气水合物广泛分布于海底沉积物和陆上永久冻土区中,其全球潜在资源量相当于(1.8～2.1)×1016m 3的甲烷气,是已知煤、石油和天然气等化石燃料资源量总和的2倍[1-3]。

一、天然气水合物的形成条件天然气水合物是一种在极低温和高压下形成的天然气和水的复合物。

它主要形成于海底或极寒地区的冰层下方，具体的形成条件主要包括以下几个方面：1.温度条件：天然气水合物的形成需要极低的温度，在摄氏零下10度至零下20度左右的温度范围内，水分子能够与天然气分子形成结晶结构，形成水合物。

2.压力条件：高压也是天然气水合物形成的重要条件。

海底深层的巨大压力能够促进水合物的形成，使得天然气分子和水分子更容易结合。

3.适宜的气体组成：天然气水合物的形成需要适宜的气体成分，一般为甲烷等轻烃类气体。

不同的气体组成会影响水合物的形成过程和稳定性。

二、天然气水合物的分布规律天然气水合物主要分布在全球的冷海域和极寒地区，其分布规律主要受以下几个因素影响：1.海底地质构造：海底地质构造是影响天然气水合物分布的重要因素之一。

裂陷盆地、深海扇、海底隆起等不同地质构造对水合物的分布和储量都有一定影响。

2.沉积环境：海底沉积环境的不同也会对水合物的分布产生影响。

例如富营养的海域、富有机质的沉积环境更有利于水合物的形成。

3.气候环境：气候环境对水合物的分布同样有一定影响，寒冷气候和丰富降水的地区更容易形成水合物。

4.地球动力学作用：地球内部的构造和地质运动也会对水合物的形成和分布产生一定影响。

三、结语天然气水合物的形成条件和分布规律是一个复杂而又有待深入研究的课题。

随着人们对海底资源的深入挖掘，天然气水合物的开发利用将成为未来的重要方向。

对于天然气水合物的形成条件和分布规律的深入研究，不仅能够为天然气水合物资源的有效勘探和开发提供理论依据和技术支持，同时也对于保护海洋环境、促进海洋科学研究和应对气候变化等方面具有重要意义。

希望在未来能够有更多科研人员投入到天然气水合物的研究中，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。

四、天然气水合物的形成机制天然气水合物的形成机制涉及到天然气和水在特殊条件下的化学反应过程。

在海底或极寒地区的极低温和高压环境下，天然气分子和水分子发生相互作用，从而形成天然气水合物。

内蒙古拉布达林盆地多年冻土区浅层气发现及对天然气水合物勘查的重要意义作者：冯岩敖嫩夏宁武利文杨才岳林浩郑宝军王弢来源：《西部资源》2023年第04期［关键词］内蒙古；多年冻土区；天然气水合物；重要意义天然气水合物，俗称“可燃冰”是由水和低分子量气体（如甲烷、乙烷、二氧化碳等）在低温、高压、气体浓度大于其溶解度条件下形成的一种笼型结晶化合物[1-2]。

天然气水合物主要赋存于海底沉积地层和陆上永久冻土带中，资源潜力巨大。

中国高度重视天然气水合物资源的调查研究，2007年在南海神狐地区，2008年在祁连山木里地区相继钻获天然气水合物实物样品，取得了天然气水合物调查重大进展与突破，并在2017年和2020年进行了两轮天然气水合物试采[3-4]。

陆域天然气水合物在俄罗斯西伯利亚、加拿大麦肯齐三角洲、美国阿拉斯加北坡等北半球的多年冻土带勘查成果最为突出，已经实现了商业化开采[5-6]。

然而，我国陆域天然气水合物调查集中于青藏高原高山冻土区，而对面积广阔的大兴安岭北部高纬度多年冻土区关注程度较少。

2016年，内蒙古自治区地质调查院开展了呼伦贝尔北部天然气水合物调查评价工作，初步的野外调查显示额尔古纳和根河等地与青海省祁连山木里地区地质条件相近，具备天然气水合物找矿前景。

2023年，内蒙古自治区地质调查研究院在拉布达林盆地进一步开展了钻探验证，发现了丰富的天然气水合物异常现象，浅层气的新发现，对天然气水合物勘查有重要意义，也拓展了大兴安岭地区非常规天然气的勘查方向。

1. 研究区概况拉布达林盆地位于大兴安岭北部，内蒙古自治区呼伦贝尔市境内，盆地地形呈北西、北东高、南西、南东低之势，盆地东北部为大兴安岭山脉的森林覆盖区，南部为呼伦贝尔大草原，呈北东向长条状展布，长约210km，宽约57km，面积14660 km2。

拉布达林盆地早期发育北东向、东西向主要控盆构造，晚期发育北西向构造，将盆地分割为阔空多鲁断坳、苏布鲁克断隆，其洛图屯断坳，上乌尔根断隆，肯盖里断坳三坳两隆五个区块[7]（图1）。

青藏高原冻土带天然气水合物的形成条件与分布预测陈多福;王茂春;夏斌【期刊名称】《地球物理学报》【年(卷),期】2005(48)1【摘要】冻土带是天然气水合物发育的两个重要地质环境之一.青藏高原平均海拔在4000m以上,多年冻土面积约1.4×106km2.本文根据青藏高原冻土层厚度和地温梯度特征,运用天然气水合物的热力学稳定域预测方法,确定中低纬度高海拔区冻土带天然气水合物的产出特征.青藏高原多年冻土带热成因和生物成因天然气水合物形成的热力学相平衡反映,水合物顶界埋深约27～560m,底界埋深约77～2070m.初步计算表明,青藏高原冻土带水合物天然气资源约1.2×1011～2.4×1014m3.在冻土层越厚、冻土层及冻土层之下沉积层的地温梯度越小的地区,最有利于天然气水合物的发育.气温的季节性变化对天然气水合物影响不大.在全球气温快速上升的背景下,青藏高原天然气水合物将处于失稳状态,天然气水合物顶界下降、底界上升,与冻土带的退化相似,分布区逐渐缩小,最终将完全消失.【总页数】8页(P165-172)【作者】陈多福;王茂春;夏斌【作者单位】中国科学院广州地球化学研究所及南海海洋研究所边缘海地质重点实验室,广州,510640;中国科学院广州天然气水合物研究中心,广州,510640;中国科学院广州地球化学研究所及南海海洋研究所边缘海地质重点实验室,广州,510640;中国科学院广州地球化学研究所及南海海洋研究所边缘海地质重点实验室,广州,510640【正文语种】中文【中图分类】P318【相关文献】1.青藏高原多年冻土区天然气水合物形成条件模拟研究 [J], 卢振权;SULTAN Nabil;金春爽;饶竹;罗续荣;吴必豪;祝有海2.漠河冻土带天然气水合物地震采集关键技术 [J], 葛志广;陈永生;周小仙3.低频探地雷达探测冻土带天然气水合物正演模拟研究 [J], 白大为;杜炳锐;方慧;张鹏辉;仇根根;裴发根;何梅兴4.木里冻土带天然气水合物瞬变电磁法应用研究 [J], 杨明国;邢学文;刘松5.冻土带天然气水合物综合勘查技术取得系列创新型研究成果 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

青藏高原多年冻土区天然气水合物成藏条件李伟华;陈永峤【期刊名称】《天然气与石油》【年(卷),期】2011(029)002【摘要】天然气水合物是一种绿色能源,具有广阔的开发利用前景.青藏高原多年冻土大面积分布,中新生代盆地数量众多,盆地内烃源岩发育,为天然气水合物的形成提供了良好的条件.主要从物质条件、环境条件、热力学条件、地质条件等方面来探讨青藏高原多年冻土区天然气水合物的成藏条件.分析认为青藏高原地层中丰富的有机质及其较高的成熟度是成藏的物质条件,低温、高压、冻土厚度大、地温梯度小等是保证其成藏的环境和热力学条件,大量的运移通道、较好的圈闭是其成藏的有利地质条件.预测了青藏高原多年冻土区天然气水合物有利的找矿前景区.【总页数】4页(P50-53)【作者】李伟华;陈永峤【作者单位】长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室,湖北,荆州,434023;长江大学地球化学系,湖北,荆州,434023;长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室,湖北,荆州,434023;长江大学地球化学系,湖北,荆州,434023【正文语种】中文【相关文献】1.青藏高原祁连山与乌丽冻土区水合物成藏条件研究 [J], 龚建明;张剑;陈小慧;廖晶;李小豫;贺行良;蒋玉波2.我国主要冻土区天然气水合物形成条件及成藏模式探讨 [J], 张金华;魏伟;魏兴华;王媛媛;李小龙3.漠河多年冻土区天然气水合物的形成条件及成藏潜力研究 [J], 赵省民;邓坚;李锦平;陆程;宋健4.青藏高原多年冻土区天然气水合物形成条件模拟研究 [J], 卢振权;SULTAN Nabil;金春爽;饶竹;罗续荣;吴必豪;祝有海5.青藏高原乌丽冻土区天然气水合物成藏条件 [J], 龚建明;张莉;张剑;李永红;陈晓慧;王伟超;杨志承因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

青藏高原五道梁附近多年冻土活动层冻结和融化过程赵林程国栋李述训赵新民王绍令(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所国家冻土工程重点实验室, 兰州730000. Email: linzhao@)摘要对约占青藏高原总面积2/3的多年冻土活动层进行了监测研究. 通过对青藏高原五道梁附近地温和水分观测资料的分析, 依据活动层中温度变化过程和水热的传输特征, 把活动层的冻融过程划分为4个阶段, 即夏季融化过程(ST)冬季降温过程(WC)和春季升温过程(SW). 在夏季融化和秋季冻结过程中, 活动层中水热耦合特征较为复杂, 水分的迁移量极大,1205第45卷 第11期 2000年6月简 报1206而在其余两个阶段, 活动层中的水分迁移量较小, 热量主要以传导方式传输. 在不同冻融阶段,活动层中的水热耦合过程伴随着水分输运的不同方式而发生变化. 经过整个冻融过程后, 多年冻土上限附近的水分含量趋于增大, 这也是多年冻土上限附近厚层地下冰发育的主要原因.关键词 活动层 冻融过程 水热耦合多年冻土是通过活动层热动态变化过程而实现; 另外, 在全球和区域气候变暖的背景下, 多年冻土中储藏的碳水化合物将随活动层的增厚逐步释放到大气中, 从而进一步影响局域甚至全球气候变化. 这些又与活动层冻融过程中的水热状况及输运特征有着密不可分的关系.据IPCC 报告预测, 全球的平均气温在未来1个世纪中将以每10年0.34]表明, 阿拉斯加北部活动层温度在过去10年中的年际变化与全球气温的变化特征有着极好的相关关系, 在我国青藏高原也发现类似的现象[5]. 只有揭示活动层在现代气候条件下的冻结和融化特征, 才能预测其在全球变暖背景下的变化, 才能从活动层和多年冻土温度变化过程中提取出气候变化的信息.本文通过对青藏高原五道梁附近地温和土壤水分观测资料的分析, 把活动层的冻融过程划分为4个阶段, 并对各个阶段的水热输运过程以及水热耦合特征进行了分析. 文中的温度资料取自1996年6月至1998年5月五道梁观测场的地温资料, 该观测场位于青藏公路沿线五道梁南7 km 的低山丘陵区, 海拔高度4 735 m. 地温观测是在0, 20, 40, 80, 160和320 cm 深度处利用DT600数采仪进行1小时1次自动记录, 从4.00; 中子水分测量记录是1997年6月至1998年8月同一观测场的资料, 该项观测每月进行3次, 每次分别对1070 cm 为含砾砂土, 70 cm 以下为砂砾土, 其中160 cm 以下为厚层地下冰层. 观测场附近的多年冻土上限在150作为观测场附近土壤的冻结温度, 从图1可以看出,1996年和1997年两年中, 测点附近活动层的冻结过程是从9月中旬开始由下向上缓慢发展的, 此时地面温度在4简 报第45卷 第11期 2000年6月1207根据在年冻结融化过程中活动层水热状况的不同特征, 把活动层的年变化过程划分成4个阶段(图1和2), 即夏季融化过程(ST)冬季降温过程(WC)和春季升温过程(SW).(1) 夏季融化过程(ST). 活动层的夏季融化过程是指活动层由地表向下融化开始(4月底)至融化到最大深度结束(9月中)的整个过程. 此时活动层温度从地面开始向下随深度增加逐渐降低,活动层处于吸热过程中, 热量传输由上向下, 融化锋面逐渐向下迁移. 水分输运以由上向下为主,具体表现出以下几个特点: (附近, 这些水分的重力输运所引起的热量传输量较小;(第45卷 第11期 2000年6月简 报1208表迁移; 另外, 在这一层土壤的不饱和土中, 存在着水汽对流现象; (·Ç´«µ¼ÐÔÈÈ´«Êä, 而且两种热量传输过程均非常活跃; 而融化锋面之下, 传导性热传输占绝对优势.(2) 秋季冻结过程(AF). 活动层融化到最大深度后开始由底部向上冻结, 从此开始了秋季的冻结过程, 一直到活动层全部冻结结束为止(图1和2). 活动层的秋季冻结过程可以划分为两个阶段, 即由下向上的单向冻结阶段和阶段. 单向冻结阶段从由底部开始向上冻结始, 到地表开始形成稳定冻结止; 而阶段从地表开始形成稳定冻结始, 到冻结过程全部结束止.在单向冻结阶段, 活动层基本上仍是一个开放体系, 至少在白天的一些时段存在着与大气间空气的对流和水分的交换. 活动层温度底部低, 中间部分或上部略高, 温度梯度较小, 且仍在逐渐减小. 活动层的上部在日间从大气中吸热, 夜间向大气中放热, 与大气间日均热交换量处于较为平衡状态. 而在活动层底部, 随着冻结锋面向上的移动, 水分在温度梯度的驱动下从融化层向冻结锋面迁移零幕层两端低, 而两个冻结锋面之间的融化层温度为0, 传导性热传输不再能通过这一层向上或向下传输. 根据的发展特征, 又可以划分为两个阶段, 即快速冻结阶段和相对稳定冻结阶段(图1).从地表形成稳定的冻结层开始, 融化层上部的冻结锋面在不到10天内快速向下移动了约1.10 m, 融化层下部的冻结锋面也在缓慢地上移(图1). 同时, 融化层中水分不断向冻结锋面迁移６０　ｃｍ，　此时, 整个未冻结土层的温度稳定在冻结温度附近, 冻结锋面从上向下的移动速率也明显减小, 这就是的相对稳定冻结阶段. 在这一阶段, 水分继续从融化层向两侧的冻结锋面迁移, 并在冻结锋面处冻结下部高,梯度逐渐增大, 传导性热传输为这一阶段热量传输的主要方式, 同时伴有少量由温度梯度驱动的未冻水迁移引起的耦合热传输. 除地表附近少量的土壤水分蒸发外, 活动层中的未冻水趋向于向上迁移(图2), 但由于地温极低限制了未冻水的含量和活力, 使得其迁移量较少.(4) 春季升温过程(SW). 从1月下旬开始, 随着气温的升高, 开始了活动层的升温过程,活动层中的温度梯度逐渐减小, 地表附近的水分蒸发量增大, 而活动层内部的水分迁移量也逐步减小, 此时的热量传输仍以传导性热传输为主. 从3月下旬开始, 地表附近开始出现了日冻融过程, 白天土壤表层融化, 水分蒸发, 夜间冻结时水分向冻结锋面迁移, 周而复始, 土壤表层的水分明显减少. 当然, 某些地方由于有地表雪盖, 阻止了地表附近的日冻融过程的发生,同时由于融雪水分的补给, 土壤表层的含水量明显增大.经过以上4个过程, 活动层完成了一个冻融周期. 通过分析可以看出, 活动层中的水分在夏季融化过程和秋季冻结过程中以向下迁移为主, 迁移量也较大, 而在冬季降温过程和春季升温过简 报第45卷 第11期 2000年6月1209程中虽有水分总体向上迁移的趋势, 但迁移量较小, 活动层中的水分在经历了一个冻融周期后有向下迁移的趋势. Fukuda 等人[7]通过试验研究表明: 在土壤的冻结过程中, 水分向冻结锋面的迁移量与冻结速率有很大关系, 土壤冻结得越慢, 冻结锋面处水分的增加量就越大. 而活动层由底部向上的冻结过程始终是一个缓慢的冻结过程. 这也就是说, 青藏高原的降水(集中于夏部分通过地下径流流走外, 剩余部分将被逐步运移到多年冻土上限附近冻结, 从而逐渐导致多年冻土上限附近成为富冰区. Hinkel 等人[8]通过对北极阿拉斯加地区Barrow 附近沿一条剖面线进行钻孔取样分析, 得出: 多年冻土上限附近的含水量从1963年到1993年, 30年间约增加了5%; 在青藏高原的多年冻土区也发现[9]在经历过夏季融化过程之后多年冻土上限附近的总含水量趋于增加, 这都是多年冻土上限附近厚层地下冰形成的主要原因.2 冻融过程中的水热耦合问题多年冻土活动层中水热同时运移的过程即是水热耦合过程, 这种过程是以物质(水)和能量同时迁移, 即以耦合流的形式实现, 主要包括液态水对流和气态水迁移. 活动层中的水分迁移主要表现为以下几种形式: (1) 在冻结的土壤中由温度梯度驱动的未冻水迁移. Perfect 等人[10]通过试验证明: 在已经完全冻结的土壤中, 只要存在温度梯度, 就有水分的迁移, 水分由温度高的一端向温度低的一端迁移, 温度梯度是土壤中水分迁移的驱动力. 同时指出, 水分的迁移量与温度梯度和温度有关, 温度梯度越大, 温度越高, 水分的迁移量就越大; 反之, 迁移量就小. (2) 重力作用驱动的自由水的下渗. (3) 不饱和土壤中由于温度梯度或(和)渗透梯度差异的驱动, 水汽发生蒸馏和对流. (4) 毛细作用力驱动的毛细水迁移.自然, 土壤水分以任何一种方式迁移, 都要伴随着热量的传输. 在夏季融化过程, 已融化的土层中主要发生着自由水和毛细水的迁移, 相对而言, 自由水的下渗占主导地位, 耦合热流同时向下传输; 而在仍未融化的活动层的其余部分, 主要发生着温度梯度驱动的未冻水的向下迁移, 耦合热流同样向下; 秋季冻结过程的第1阶段, 即自下而上的冻结阶段, 未冻结土层中水分迁移的主要方式有毛细水迁移零幕层１４］, 在两侧的冻结层中主要发生着由温度梯度驱动的未冻水迁移导致的水热耦合迁移; 冬季降温过程(WC)和春季升温过程(SW)中, 由温度梯度驱动的未冻水迁移成为水热耦合迁移的主导方式.3 讨论多年冻土活动层的冻结融化过程不仅受气候因素的制约, 地形地貌地表植被特征以及水文状况等都是其影响因素. 在这些因素的综合作用下, 青藏高原多年冻土的冻融过程和水热特征表现出了极大的时空分布差异, 表现在不同地区活动层开始冻结和融化的时间第45卷 第11期 2000年6月简 报1210活动层及多年冻土中热量向大气中的传输, 从而使活动层中的温度梯度小得多, 自然在冬季的水热耦合流要小; 再次, 由于这些地区活动层开始融化较晚, 而雪盖融化后土壤表层的含水量较高, 又增加了水分蒸发的耗热量, 使得这些部位的活动层厚度较小.总之, 就活动层的整个冻融循环而言, 夏季融化过程和秋季冻结过程是水分迁移量大国家重点基础研究发展规划(G1998040803)±ù¶³È¦¶¯Ì¬±ä»¯»ù´¡Ñо¿to the Second Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate ChanCambridge: Cambridge University Press, 1996. 11443 Romanovsky V E, Osterkamp T E. Interannual variation of the thermal regime of the active layer and near-surface permafrost in Northern Alaska. Permafrost and Periglacial Processes, 1995, 6: 3132735 Jin H, Cheng G, Li X, et al. Permafrost on the Qinghai-Tibet Plateau under a changing climate. Chinese Science Bulletin,1999, 44 (Supp): 152447 Fukuda M, Orhun A, Luthin J N. Experimental studies of coupled heat and moisture transfer in soils during freezing. Cold Region Science and Technology, 1980, 9(3): 2231994. Arctic and Alpine Research, 1996, 28(3): 3006610 Perfect E, Williams P J. Thermally induced water migration in frozen soils. Cold Region Science and Technology, 1980, 9(3):101151612 Outcalt S I, Hinkel K M. The fractual geometry of thermal and chemical time series from the active layer, Toolik Lake,Alaska. Physical Geography, 1992, 13(4): 273简报第45卷第11期 2000年6月13Outcalt S I, Hinkel K M. The response of near-surface permafrost to seasonal regime transitions in tundra terrain. Arctic and Alpine Research, 1996, 28(3): 27427415丁永建, 叶佰生, 刘时银, 等. 青藏高原大尺度冻土水文监测研究. 科学通报, 2000, 45(2): 2088417王绍令, 赵新民. 青藏高原多年冻土区地温监测结果分析. 冰川冻土, 1999, 21(2): 15922(2000-01-07收稿, 2000-03-20收修改稿)。