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南海的天然气水合物矿藏

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南海 天然气 水合物 矿藏
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第 。 卷 第 期年 月热 带 海 洋 学 报 ,,文 章 编 号 一 一 一南 海 的 天 然 气 水 合 物 矿 藏姚 伯 初国 土 资 源 部 广 州 海 洋 地 质 调 查 局 , 广 东 广 州 。 。摘 要 讨 论 了 南 海 的 地 形 地 貌 特 征 , 以 及 中 新 生 代 的 构 造 运 动 历 程 认 识 到 中 中 新 世 之 前 , 这 里经 历 了 一 系 列 构 造 运 动 , 但 在 中 中 新 世 之 后 , 这 里 无 构 造 运 动 , 只 是 发 生 了 区 域 沉 降 。 由 此 认 为南 海 应 有 丰 富 的 天 然 气 水 合 物 矿 藏 , 进 而 估 算 了 南 海 天 然 气 水 合 物 的 总 资 源 量 达 亿 一亿 油 当 量 。关 键 词 地 形 地 貌 构 造 运 动 天 然 气 水 合 物 资 源 量 南 海中 图 分 类 号 文 献 标 识 码自 从 年 在 实 验 室 中 首 次 合 成 氯 气 水 合 物 后 , 科 学 家 迄 今 已 经 对 水 合 物 进行 了 近 两 个 世 纪 的 调 查 和 研 究 。 特 别 是 年 代 以 来 , 在 两 极 地 区 和 大 陆 边 缘 地 区 勘 探 石油 和 实 施 深 海 钻 探 计 划 和 , 发 现 上 述 地 区 的 大 部 分 地 带 均 存 在 天 然 气 水 合物 矿 藏 同 时 , 也 发 现 地 球 气 圈 外 的 环 境 中 也 存 在 天 然 气 水 合 物 〔 ‘ 一 几 。 至 今 已 在 各 大 洋 和边 缘 海 的 大 陆 边 缘 及 内 陆 湖 泊 中 发 现 了 处 存 在 天 然 气 水 合 物 , 在 两 极 地 区 发 现 处 存在 天 然 气 水 合 物 矿 藏 一 ‘ 习 。从 地 质 条 件 看 , 全 球 各 大 洋 的 陆 缘 上 , 无 论 是 活 动 边 缘 , 还 是 被 动 边 缘 , 或 是 转 换 边缘 , 都 可 能 存 在 天 然 气 水 合 物 矿 藏 。 这 是 因 为 这 些 地 区 大 都 满 足 天 然 气 水 合 物 形 成 的个 条 件 一 是 沉 积 物 中 有 足 够 的 气 体 分 子 存 在 二 是 有 足 够 的 水 分 子 以 形 成 水 合 物 的 腔洞 三 是 温 度 处 于 水 合 物 的 稳 定 区 间 内 四 是 压 力 处 于 水 合 物 的 稳 定 区 间 中 。 本 文 根 据 南海 的 地 形 地 貌 特 征 、 区 域 地 质 条 件 分 析 天 然 气 水 合 物 存 在 的 证 据 , 并 估 算 天 然 气 水 合 物 的资 源 量 。南 海 的 地 形 地 貌 特 征南 海 是 西 太 平 洋 最 大 的 边 缘 海 之 一 , 面 积 约 万 平 方 千 米 ’ 一 」 , 为 一 菱 形 海 盆 , 平均 水 深 以 上 。南 海 北 部 陆 架 呈 北 东 走 向 , 海 底 自 西 北 向 东 南 缓 倾 , 沿 岸 岛 屿 密 布 , 珠 江 河 口 为 深 人内 陆 的 三 角 型 海 湾 。 珠 江 口 以 东 的 陆 架 宽 度 大 于 珠 江 口 以 西 的 陆 架 宽 度 小 于。 南 海 南 部 陆 架 宽 度 在 以 上 。 陆 架 地 形 复 杂 , 等 深 线 呈 不 规 则 弯 曲 , 岛 屿 、浅 滩 和 沟 谷 甚 多 。 南 海 西 部 陆 架 沿 中 南 半 岛 东 岸 呈 条 带 状 分 布 , 宽 一 。 南 海 东 部岛 架 狭 窄 , 宽 一 , 坡 度 较 大 图 。收 稿 日 期 一 一 修 订 日 期 一 一基 金 项 目 国 家 重 点 基 础 研 究 项 目 。 。 。 资 助作 者 简 介 姚 伯 初 。 一 , 男 , 湖 北 烯 水 人 , 教 授 级 高 工 , 主 要 从 事 海 洋 地 球 物 理 和 海 洋 地 质 构 造 研 究 。© 1994 © 1994 。 一 。 中 部 切 割 深 度 为 , 谷 底 坡 度 达 只 一 。 下 部 切 割 深 度 为 , 谷 底坡 度 达 火 一 。南 海 西 部 陆 坡 近 南 北 向 延 伸 , 从 北 向 南 宽 度 变 窄 , 坡 度 变 陡 。 北 部 宽 度 超 过 ,而 南 部 约 。 从 总 体 看 , 本 区 水 深 小 于 一 的 海 地 区 海 底 地 形 平 缓 , 而 水深 大 于 一 的 海 区 为 一 北 东 向 沿 伸 的 陡 坡 带 , 群 峰 突 起 , 沟 谷 相 间 , 地 形 极 为复 杂 。 这 里 分 布 着 西 沙 海 底 高 原 和 西 沙 群 岛 、 中 沙 海 底 高 原 和 中 沙 群 岛 、 西 沙 海 槽 和 中 沙海 槽 , 以 及 北 东 向 的 海 山 和 海 谷 带 。 西 沙 海 底 高 原 水 深 在 一 , 呈 东 西 向 分 布 ,长 。 西 沙 群 岛 除 高 尖 石 岛 外 , 其 余 是 由 余 座 珊 瑚 礁 构 成 的 低 矮 的 礁 岛 和 暗 礁 。中 沙 海 底 高 原 北 东 向 长 约 。 水 深 大 于 处 为 高 原 斜 坡 , 坡 度 为 又 一 一义 一 , 其 东 南 坡 度 达 一 , 中 沙 群 岛 是 分 布 于 中 沙 海 底 高 原 上 的 一 群 沙 洲 、 浅 滩和 暗 礁 , 大 都 位 于 水 下 处 。 西 沙 海 槽 为 一 东 西 向 的 弓 形 海 槽 , 长 约 。 槽 底 自西 向 东 缓 倾 , 平 均 坡 度 火 一 。 槽 底 比 周 围 海 底 低 一 , 中 沙 海 槽 呈 北 东 向 展布 , 长 约 。 槽 底 宽 一 , 低 于 周 围 海 底 一 。 海 槽 地 形 复 杂 , 底 部 自中 部 向 西 北 和 西 南 倾 斜 。南 海 南 部 陆 坡 宽 度 达 。 海 底 切 割 强 烈 , 地 形 崎 岖 不 平 。 这 里 分 布 着 南 沙 海 底高 原 和 南 沙 群 岛 、 南 沙 海 槽 和 多 条 裂 谷 。 南 沙 海 底 高 原 水 深 为 一 , 与 深 海 平原 相 对 高 差 达 。 高 原 海 底 地 形 复 杂 , 切 割 强 烈 , 礁 滩 密 布 , 沟 谷 纵 横 。 南 沙 群 岛 位于 南 沙 海 底 高 原 上 , 由 众 多 岛 屿 、 沙 洲 、 暗 滩 、 暗 礁 和 暗 沙 组 成 。 南 沙 海 槽 位 于 南 沙 海 底 高原 和 巴 拉 望 岛 之 间 , 为 北 东 向 海 槽 , 长 , 宽 。 槽 底 水 深 一 , 低 于周 围 海 底 一 。 海 槽 两 边 坡 度 较 陡 , 槽 底 平 坦 , 发 育 有 小 型 海 丘 和 海 洼 , 海 洼 水深 大 于 , 低 于 槽 底 余 米 。 南 海 南 部 海 底 沟 谷 甚 多 , 海 谷 一 般 低 于 高 原 于 一, 大 多 分 布 于 群 岛 和 群 礁 之 间 。南 海 东 部 岛 坡 地 形 狭 窄 而 陡 峭 , 最 大 宽 度 不 超 过 , 平 均 坡 度 。 一 。 在 吕宋 海 槽 和 马 尼 拉 海 沟 之 间 , 岛 坡 坡 度 达 只 一 一 一 南 部 沙 巴 一 带 坡 度 只。 一 。 东 部 岛 坡 上 发 育 有 北 吕 宋 海 槽 和 西 吕 宋 海 槽 , 以 及 海 山 和 海 丘 。 北 吕 宋 海 槽 呈 南北 走 向 , 长 。 槽 底 水 深 一 , 平 均 坡 度 火 一 , 比 周 围 海 底 深 约 。西 吕 宋 海 槽 近 南 北 走 向 , 长 约 , 槽 底 低 于 周 围 海 底 一 , 南 宽 北 窄 。 北 部 槽底 水 深 一 , 宽 南 部 水 深 一 , 槽 底 宽 阔 , 槽 坡 陡 峭 , 地 形 复杂 。 自 台 湾 南 端 至 吕 宋 岛 , 发 育 两 列 南 北 连 绵 的 海 山 , 或 称 海 脊 。南 海 深 海 平 原 呈 北 东 向 分 布 , 长 , 最 宽 处 达 。 深 海 平 原 和 陆 坡 与 岛 坡的 转 折 点 明 显 , 海 底 由 北 向 南 微 倾 , 水 深 由 增 至 , 平 均 坡 度 为 一 一火 一 。 其 上 分 布 着 一 系 列 海 山 和 海 丘 。 在 西 北 海 盆 中 分 布 着 北 东 走 向 的 双 峰 海 山 ,山 顶 相 对 高 差 达 。 在 中 央 海 盆 中 分 布 下 列 东 西 向 海 山 砒 渭 海 山 、 宪 北 海 山 、 石 星海 山 、 宪 南 海 山 、 涨 中 海 山 、 黄 岩 海 山 、 珍 贝 海 山 在 西 南 海 盆 和 中 央 海 盆 的 交 界 处 , 分 布 着南 北 走 向 的 中 南 海 山 , 它 长 , 宽 , 山 顶 水 深 , 相 对 高 差 达 。 在 西南 海 盆 , 分 布 着 一 系 列 北 东 走 向 的 海 山 和 海 丘 。 中 部 长 龙 海 山 长 , 宽 , 相 对高 差 为 一 。 在 西 南 部 有 数 个 海 洼 , 水 深 大 于 , 其 中 一 个 长 , 宽。© 1994 © 1994 © 1994 ’’ ‘ “ ‘ “ ’ 海 底 反 射 波 ” ‘ , ‘ ’ 一 ” ”…… , 一 ’ 一 一 叼 黑 , 份 , 一 一 代 钾 , 热 二 一 二 … ‘ 卜 … ……‘ 沪 下 奋 一 一 口 户 一 一 一 ‘ ‘ ‘ 一 气 二 、 抽 一 一 一羹羹 彝 羹 羹 鬓鬓阵阵 丈 众 莽 抓 荃 公 沙 乏 岑 三 三 井 乡 定 乏 共 牡 二 三 ‘ 二 扮 曰曰鬓鬓 纂 暮 鑫 羹羹芝蓄侧理屏图 西 沙 海 槽 的 地 震 反 射 剖 面图 中 海 底 反 射 大 约 在 处 , 在 处 有 一 反 射 波 , 它 切 割 地 层 反 射 波 , 但 与 海 底 反 射 波 平 行 ,这 就 是 似 海 底 反 射 波 , 它 表 示 这 里 海 底 之 下 的 地 层 中 可 能 存 在 天 然 气 水 合 物 。 剖 面 位 置 见 图 中积 △ 为 天 然 气 水 合 物 稳 定 带 的 平 均 厚 度 中 是 沉 积 物 的 平 均 孔 隙 率 为 天 然 气 水合 物 的 充 填 率 为 天 然 气 水 合 物 的 容 积 倍 率 。一 般 来 讲 , 天 然 气 水 合 物 分 布 比 较 分 散 , 只 有 一 部 分 甲 烷 气 体 可 以 成 藏 , 因 此 , 天 然 气水 合 物 的 资 源 量 是 指 能 成 藏 的 那 部 分 天 然 气 水 合 物 所 分 解 的 甲 烷 总 量 , 即 将 天 然 气 水 合物 的 原 始 总 资 源 量 乘 以 聚 集 率 , 得 到 水 合 物 资 源 量, 一 、 叹 一 △ 巾在 天 然 气 水 合 物 稳 定 带 之 下 的 沉 积 中 , 气 体 是 以 游 离 气 而 存 在 的 。 川 用 下 式计 算 游 离 气 的 资 源 量一 △ 中 尸 尸 。 一 。式 中 , 为 游 离 气 的 资 源 量 , 为 游 离 气 的 分 布 面 积 , 一 般 与 水 合 物 分 布 面 积 相 同△ , 是 含 游 离 气 沉 积 的 平 均 厚 度 中 为 含 游 离 气 沉 积 的 平 均 孔 隙 率 , 一 般 与 含 水 合 物 沉积 的 孔 隙 率 相 同 尸 为 地 层 压 力 尸 。 为 标 准 状 态 下 的 地 层 压 力 为 沉 积 的 绝 对 温 度。 是 标 准 状 态 下 的 沉 积 绝 对 温 度 为 水 饱 和 度 。一 般 来 讲 , 一 个 地 区 的 天 然 气 水 合 物 的 总 资 源 量 , 等 于 天 然 气 的 资 源 量 加 上 游 离 气 的资 源 量 , 即, ,由 图 计 算 得 出 , 南 海 地 区 可 能 分 布 天 然 气 水 合 物 矿 藏 的 面 积 为 又 。 ‘ 。 根 据作 者 对 南 海 北 部 陆 缘 地 震 资 料 的 分 析 , 发 现 这 里 有 处 可 能 有 天 然 气 水 合 物 存 在 。 由 这些 资 料 统 计 , 南 海 天 然 气 水 合 物 稳 定 带 的 平 均 厚 度 为 。 由 俄 罗 斯 梅 索 亚 哈 气 田 和 阿拉 斯 加 普 鲁 德 霍 气 田 的 资 料 统 计 , 天 然 气 水 合 物 之 聚 集 率 为 。 容 积 倍 率 取 决 于© 1994 , 占 有 率 时 一 , 时 一 。 表 层 沉 积 物孔 隙 率 一 般 为 。 天 然 气 水 合 物 的 充 填 率 取 。 。 如 果 南 海 万 地 区 都 有 天 然气 水 合 物 分 布 , 那 么 , 天 然 气 水 合 物 的 资 源 量 为, 。 火 又 又 又 火 只 ,对 于 游 离 气 , 其 平 均 厚 度 一 般 取 聚 集 率 取 孔 隙 率 取 尸 尸 。 一。 一 水 饱 和 率 取 一 。 因 此 , 南 海 天 然 气 水 合 物 矿 藏 分 布 带 之 下 的 游 离 气 的资 源 量 为, ‘ 。 又 又 又 火 一 ,由 上 述 计 算 , 南 海 天 然 气 水 合 物 矿 藏 的 总 资 源 量 为、 了 一 又 “ 又 ‘ 油 当 量 亿 油 当 量 。实 际 上 , 不 可 能 所 有 满 足 天 然 气 水 合 物 稳 定 条 件 的 地 区 都 有 天 然 气 水 合 物 分 布 , 如 果南 海 满 足 天 然 气 水 合 物 稳 定 条 件 的 海 域 中 有 一 的 地 区 分 布 有 天 然 气 水 合 物 矿藏 , 则 其 总 资 源 量 有 亿 一 亿 油 当 量 。讨 论南 海 水 深 大 于 一 的 陆 坡 和 陆 隆 区 域 面 积 达 万 。 该 区 地 形 复 杂 , 海山 、 海 丘 、 海 槽 、 海 谷 、 暗 礁 、 暗 滩 密 布 , 并 发 育 一 些 海 岛 。 中 新 生 代 这 里 经 历 过 一 系 列 构 造运 动 , 但 在 中 中 新 世 以 来 , 这 里 构 造 运 动 很 少 , 只 是 发 生 区 域 沉 降 , 在 稳 定 环 境 中 沉 积 了 一套 近 水 平 沉 积 。 这 一 时 期 陆 坡 上 的 沉 积 速 率 较 高 , 如 东 沙 群 岛 东 部 的 深 海 钻 探 井 揭示 , 在 最 近 一 百 万 年 中 , 沉 积 速 率 达 一 · 一 ‘ 。 沉 积 速 率 高 可 在 沉 积 中 积 累 大量 有 机 物 , 为 细 菌 将 其 降 解 成 甲 烷 气 提 供 物 源 。 在 这 套 近 水 平 沉 积 之 下 的 沉 积 中 , 由 于 先前 的 构 造 运 动 的 影 响 , 发 育 着 一 些 断 层 。 这 些 断 层 可 达 以 上 的 地 层 , 有 利 于 下 面 沉 积中 的 流 体 沿 断 层 进 人 中 中 新 世 以 后 的 地 层 中 。 中 中 新 世 以 后 的 沉 积 目 前 已 处 于 天 然 气 水合 物 的 稳 定 带 之 中 除 它 们 自 生 的 气 体 可 用 于 生 成 天 然 气 水 合 物 外 , 下 部 沉 积 生 成 的 气 体溶 于 水 中 , 并 沿 断 层 向 上 流 人 中 中 新 世 以 后 的 地 层 中 , 为 形 成 天 然 气 水 合 物 提 供 了 物 质 补给 。 因 此 , 作 者 认 为 南 海 陆 坡 和 陆 隆 区 应 有 丰 富 的 天 然 气 水 合 物 矿 藏 。 作 者 根 据 南 海 地区 天 然 气 水 合 物 矿 藏 的 资 料 , 参 考 世 界 上 有 关 水 合 物 的 一 些 参 数 , 估 算 南 海 天 然 气 水 合 物的 总 资 源 量 达 亿 一 亿 油 当 量 , 大 约 相 当 于 我 国 陆 上 和 近 海 石 油 天 然 气 总 资源 量 的 二 分 之 一 。参 考 文 献仁 〕仁 」「 〕, 飞 〕 , , , 一」 , , , ,一、 、 」 , , 一一 ,© 1994 〕刁仁〕 , , ,一, 〕 , , , , , 一“ ”〕 , , , , 一“, , , 仁 〕 , ,, , 一,, 〕 ,〕 , , 一,, 〕, , , 一、 , 立 」 , , , , , 一,〕 , , 一, , , 一,」 , 以 〕 ,, 一一一 , , , 一口, , , , 一一 一 , , , 一冯 文 科 , 鲍 才 旺 南 海 地 形 地 貌 特 征 海 洋 地 质 研 究 , , 一薛 万 俊 南 海 地 貌 图 南 海 地 质 地 球 物 理 图 集 〕 广 州 广 东 地 图 出 版 社 ,鲍 才 旺 南 海 地 形 图 」 南 海 地 质 地 球 物 理 图 集 〔 口 广 州 广 东 地 图 出 版 社 ,姚 伯 初 南 海 海 盆 新 生 代 的 构 造 演 化 史 〕 海 洋 地 质 与 第 四 纪 地 质 , , 一姚 伯 初 南 海 南 部 地 区 的 新 生 代 构 造 演 化 〕 南 海 地 质 研 究 , , 一〕 , 一, 王 仁 」, , 一姚 伯 初 南 海 北 部 陆 缘 天 然 气 水 合 物 初 探 」 海 洋 地 质 与 第 四 纪 地 质 , , 一, , ’, , 一〕 , , 一一 ﹃且气土广〔口口〕仁」〕仁 〕」© 1994 , 」切 诀 夕 刀 ‘ , ” 刀‘ ,,, , , ,,, 一一一,,,’火 一 又© 1994
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