深水流体排放与天然气水合物

近几十年来在海洋进行的地质-地球物理研究表明，海底有大量流体流出的迹象。我们发现天然气水合物的形成在海底附近对应着

这些液体大部分排出。在海底探测到II型结构水合物的最浅水深为480m里海墨西哥湾530米。在墨西哥湾，从海底回收的结构I水合物的最浅水深为800米(Brooks等人，1986年)。在高纬度地区，接近海底的水温较低，天然气水合物可以存在于较浅的海底(理论上可浅至300米)，尽管目前还没有发现水合物。

图1。天然气水合物采样点分布及水合物间接指示。BSR和流体排量分别显示。

海底的所有流体排放(图1)都是由水、气和石油或它们的混合物组成的。在物理形式上，与这些废弃物相关的海底特征可以被描述为麻坑、泥火山(MVs)、粘土尿布;化学合成的社区;自生矿化的特殊关联;海底天然气水合物富集;还有低温热液喷口以及一些地球物理特征(VAMP和“宝塔”结构)。深海海底流体流场的分布往往与构造特征密切相关。流体排出区大多在大陆斜坡上升，在封闭的边界海域。这些地区的条件是产生生物气和生热气以及流体向海底运移的理想条件。

绝大多数流体喷流点看来是流体通过海底集中运移的结果。在所有已知的有流体喷发的地区中，有一半以上与泥火山和粘土底辟有关。泥火山、底辟和麻坑大体上与构造活跃带(碰撞和俯冲)有关，特别是与加积复合物。泥火山和底辟在沉积层较厚且不受扰动的地区不太常见。这些地区的流体喷泄分布较局部，多与基底构造槽、大滑坡和大范围断裂带有关。排出的流体流动对近海底沉积物中自生矿物(碳酸盐结岩、结壳和堆积物，在某些区域高度超过几十米)的形成产生重大影响。

另一组流体喷口与低温热液源有关。在这些喷口中，不仅观察到富含碳氢化合物的流体，而且还发现了富含二氧化碳和硫化氢的流体。在靠近热液喷口的近底沉积物中，还存在重晶石、硫和二氧化硅等自生矿物。在中国东海冲绳海槽所谓的“黑烟”的一个低温热液喷口的海底，发现了罕见的天然二氧化碳气体水合物(Sakai et al.， 1990)。

特殊的化学合成底栖生物群落，如Pogonoforah和Vestimentiferah管虫，methanotrophic双壳类、细菌垫等也可作为底部流体泄出的间接指示。地球物理异常，如反射地震“VAMP’s”，可以被认为是流体放电的重要标志。白令海在25000平方公里的面积上发现了300多个异常现象(Scholl & Cooper, 1978)，可能是这些特征最著名的地区。

大多数情况下，天然气水合物的聚集与泥火山有关(图2)。目前，通过重力取心，已经从20多座泥火山中回收了天然气水合物:Buzdag和Elm in里海海中;大西洋西北部的布莱克底辟;哈康·莫斯比在挪威海;巴巴多斯近海的La-Atalante;Ginsburg和Bonjardim在加的斯湾;地中海东部的库拉、米兰和阿姆斯特丹;莫斯科大学，特雷德马，科瓦列夫斯基，瓦索耶维奇，尼奥兹，哈萨克科夫，敖德萨等在黑海。通过地球物理调查，在潜在的天然气水合物含气区发现了更多的泥火山:在陆架边界已知约40个泥火山和/或粘土底凿区，在世界海洋的深水区总共有103个泥火山(Dimitrov, 2001)。所有活跃的深水泥火山都可能在一定程度上与近海底天然气水合物的发育有关。

与气体和/或含气水的排放相关的天然气水合物的聚集也很普遍，但与泥火山相关的水合物聚集相比，数量并不多。天然气排气点内的天然气水合物已知分布在以下地区:在Derugin盆地的库页岛斜坡和of Sea的Paramushir岛附近鄂霍次克海(图3)，在墨西哥湾和北加州近海(图1，也见Kvenvolden，)。

图2。含天然气水合物的Haakon Mosby泥火山(挪威海)，如图所示。侧面扫描声纳图像拼接。地物直径约1公里

图3。库页岛(A)和帕拉木岛(B)近海海底气体排放引起的回声探测“羽状物”。

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