天然氣水和化物是一種潛力巨大的新型接潛能源,就全球而言,水合物賦存區或礦點的發現累計已達1000多處。我國所其海域也同樣具有天然氣水合物找礦的美遠景。
中國地質科學院 礦產資源研究所專家表示,作為礦床學重要研究內容的天然氣水合物正在日益受到重視,上世紀晚期以來,世界許多國家已制定調查,研究和開發計劃,有人預言七八年后天然氣水合物將實現商業性開發。
越來越被更多人知悉,天然氣水合物(GH)是一種碳和氫氣與水分子組成的冰狀物質,點火既可燃燒,俗稱可燃冰或氣冰。它的形成必須要有豐富的請類氣體來源和低溫,高壓的條件,如壓力大于10兆帕,溫度低于10測試度。自然界中GH主要分布在地球上兩類地區:一是水深大于300米的海底及其下約650米沉積層內,二是大陸上的永久凍土帶。
就全球而言,水合物賦儲存區或礦點的發現累計已達到100多處,其中1/4已直接見到礦層或樣品。目前已知的水合物礦點主要分布于太平洋和大西洋西部近海,東北印度洋陸坡區,北極海陸架,陸坡區,內陸海和深水湖泊以及南北兩極大陸上的永久凍土帶。
據早期預測,水合物資源量相當于全球石油,天然氣和煤三種化石燃料總碳量的兩倍。中國地質科學院礦產資源研究所研究員吳必豪說,目前看來,這一評估值雖然趨向降低,但是,就單個集礦區海域水合物甲烷資源量的調查顯示,資源量仍然很大,如布萊克海嶺可達35萬億立方米,日本東南部的南海槽有7.4萬億立方米,加拿大西部卡斯克迪亞海域有10萬億立方米,僅這些資源量就可分別滿足美國,日本,加拿大100年,140年和200年的需求,因此,只是一種潛力巨大的新型接潛能源。
研究表明,沉積層中水合物的形成于消失是相伴而行的。水合物不是賦存于新近紀以來的洋或沉積物中,還可形成于古代海洋,但隨著古洋盆的封閉或消失,海平面發生劇烈變化,都能促使GH分解進入大氣圈或轉化,衍生出新的沉積物。許多學者根據礦物、碳氧同位素、微體古生物和沉積構造等標志,曾在世界各地的侏羅系、石炭系、奧陶系、新元古世界及古新世至始新世****熱時間時期的沉積層中,分別發現了水合物形成、消失的跡象。
作為賦存于地球淺表部碳庫的水合物,其甲烷是大氣圈的3000倍,也屬于地球碳循環的已個重要組成部分。所以它的形成、分解都將對溫室效應、氣候環境、海洋生物及海底地質等產生重要的影響;谒衔飳δ茉春铜h境、氣候研究的重大意義,世界上許多國家都展開了包括開發技術、環境保護等問題在內的大規模研究計劃。美國、加拿大、日本、德國、印度等國分別實施了新的長期研發計劃。
我國對天然氣水合物的地質研究和調查,其實于上世紀90年代后半期。1996-1998年屬前期研究階段,1999-2001為預調查階段,2002年以來為專項調查、鉆探階段,主要在南海北部海域開展工作,采用高分辨率多道地震、多波束、淺層剖面、單道地震、地質地化取樣(站位)、海底攝像、熱流測量以及站位鉆探等手段。
中國地質科學院礦產資源研究所研究員劉玉山說,廣州海洋地質調查局負責進行的我國最新調查結果是,初步圈定出證明有天然氣水合物存在擬海底反射層區塊(BSR)多個;發現多處于GH相關的地球化學異常,特別是面積多達430平方千米的九龍甲烷礁,為世界之最;通過神孤海域的鉆探,有3個站位發現水合物。水合物賦存于紋層狀粉砂黏土沉積物中,其飽和度最高達40%,甲烷含量大于99%。這均預示著南海水合物找礦、開發的光明遠景。
南海北部水合物形成條件比較優越,這與其地質構造背景有著密切關系,屬于被動陸緣,相對穩定,擁有等溫、等壓條件下的沉積區面積較主動陸緣達;賦存于富徑盆地,所以經氣來源豐富。同時,距今300萬年的南海沉降迅速,陸坡區水體不斷加深、壓力增大,均有利于水合物的保存和增厚。這里水合物的形成可能兼有滲漏和擴散并存兩種模式。
我國臺灣的科學家層對臺灣南部海域水合物的情況進行過多次調查研究,取得重要成果:發現不同類型、不同質量的BSR分布和于水合物相關的泥火山、海底冷泉、微生物等,以及島上的古海底冷泉遺跡、自生碳酸鹽結核等。該區水合物的形成除為被動陸緣的繼續延伸外,與主動陸緣的地質背景更密切相關。
在我國東海沖繩海槽,青島海洋地質研究所曾利用以前的地震測量剖面,重新進行與BSR相關的技術處理,識別出比較可靠的BSR分布有32處,其余為疑似BSR,各長約300多千米。在此基礎上結合地質、地球化學、地熱學等方面的成果,曾分出4個較為有利遠景的區域,所在水深均大于300米的第四系中淺部地層內。
由上可知,盡管全球對水合物中甲烷氣總量比原先的評估有所下降,但從單個集礦區海域的初查結果看總量仍然很大,我國所轄海域也同樣具有天然氣水合物找礦的美好遠景.
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