化学异常特征，建立渗漏型天然气水合物识别地质地球化学标志，确定海底浅层水合物发育有利部位，对水合物岩芯样品沉积层进行相关地质地球化学综合分析测试，研究水合物层地质地球化学响应机理。室内实验模拟结合南海地质环境沉积物特点和气源特征，模拟研究渗漏型天然气水合物形成温度和压力条件及动力学过程，确定渗漏型水合物形成条件与成藏机制。与国内外同类研究相比本项目创新点与特色本项目是在我们提出发育扩散型和不发育渗漏型水合物分类基础上，针对南海北部陆缘新生代构造和岩浆活动频繁陆坡滑塌构造发育区域热流高平均约盆地内热解气和浅层生物气丰富水合物饱和度高天然气成分集中等独特区域地质背景和油气地质特征，研究渗漏型天然气水合物产出特征形成机制和识别方法，以期在渗漏型天然气水合物成藏理论方面取得重大突破。本项目以南海北部具有特殊分布特征天然气水合物渗漏型为重点研究对象，而传统研究主要关注以发育扩散型天然气水合物。由于渗漏型水合物具有气体向海底泄漏特点，水合物体系是水水合物游离气三相非平衡体系。因此，项目将应用综合研究方法寻找与海底浅层流体向上快速迁移有关局部特定地质构造如泥火山等，特别是强调浅剖海底回声探测等能快速发现渗漏区精确刻画海底浅层地质构造新技术应用。而传统地震地球物理方法则重视埋藏相对较深连片分布识别。因此，本项目在研究对象内容和研究方法上显著区别于以往国内天然气水物调查研究。取得重大突破可行性分析本项目难点是渗漏区发育位臵确定和渗漏区天然气水合物能否大规模成藏，旦这些难点获得解决，必然是我国天然气水合物理论研究实际调查工作及样品采集重大突破。解决这些难点实现重大突破有利条件有前期工作积累丰富基础扎实年以来，中国地质调查局组织实施了我国海域天然气水合物资源调查与评价国家专项，重点选择了南海北部陆坡西沙海槽神狐东沙及琼东南等四个海域，分层次地开展了天然气水合物资源调查评价，取得了大量地质地球物理和地球化学资料，系统发现了深层浅层表层地球物理地球化学地质和生物等多层次多信息异常标志，充分证实南海北部陆坡存在天然气水合物。年月，在南海北部陆坡实施天然气水合物钻探，获得大量深部沉积物水合物气体和孔隙水样品及地球物理地球化学测井和现场测试分析资料，为确定天然气水合物存在位臵深度产状规模和性质，分析天然气水合物成因烃类来源及下伏游离气及其性质，探讨微生物活动和深部裂解气供给及其对天然气水合物形成和分解影响提供重要第手基础资料，并配套开展了前期相应调查技术方法研究，可为项目开展奠定基础。项目组已开展了天然气水合物相关中科院知识创新国家自然科学基金等各类基础研究项目。通过近几年研究，获得了系列创新研究成果。其中提出了海洋天然气水合物分类及渗漏型天然气水合物概念建立了渗漏天然气沉淀水合物动力学模型识别了有利于天然气渗漏活动海底构造特征和地球物理异常通过遥感确定了渗漏在海面形成油渍异常，初步确定了南海北部多个渗漏活动区发现了南海天然气渗漏作用形成冷泉碳酸盐岩及冷泉生物群开展了水合物热力学和生长过程模拟实验研究，在国际上首次发现水合物分形生长特性，并在天然气水合物相平衡理论研究取得了处于国际前沿成果，这些成果已在国际地学流刊物等发表。为本项目顺利完成积累了大量基础资料。研究队伍优势明显技术支撑强大项目组织了国内从事天然气水合物基础研究科研人员。项目组成员来自国土资源部中国地质调查局中国科学院教育部中国海洋石油总公司国家海洋局，具有高级职称和博士学位，部分为中国科学院国土资源部百名人才计划入选者和国家杰出青年基金获得者，研究能力强，学科领域广海洋地质学地球物理学地球化学石油天然气地质学化学工程热物理能源工程等学科，大多数有过或正在与国外开展天然气水合物合作研究，在国际水合物研究领域占有席之地。目前中国地质调查局和中国科学院拥有八艘科学综合调查和采样考察船，具备完成海上工作能力。本项目参加单位有多年天然气水合物研究积累，拥有与本项目研究有关部门国家重点实验室包括中国科学院广州天然气水合物研究中心中国地质调查局海洋石油天然气地质研究中心中国科学院边缘海地质重点实验室有机地球化学国家重点实验室国家海洋局海底科学重点实验室中国海洋石油总公司深海研究重点实验室等，具备先进室内天然气水合物合成实验模拟设备开展地球物理数据分析工作站进行地质地球化学分析测试先进仪器，为项目实施提供了所需硬件和软件设施。国际合作渠道广泛前景广阔项目研究人员已与美德日俄加等进行合作研究，了解国际前沿和发展现状，与国际上天然气水合物研究著名科学家如美国教授日本松本良教授德国教授等保持着密切交流与合作。同时拟申请项目邀请了海外杰出华人水合物研究科学家美国徐文跃加拿大卢海龙参加我们项目研究，他们二人均以每年回国个月工作时间分别受聘于中国科学院广州地球化学研究所和广州能源研究所中国科学院广州天然气水合物研究中心，这将更有利于开展国际合作，拓展项目组视野。课题设臵根据上述总体研究思路和技术路线，围绕拟解决关键科学问题主要研究内容和总体目标，本项目共设臵了个课题课题南海北部天然气水合物成藏气源条件研究课题二南海北部天然气水合物成藏地质条件研究课题三南海北部天然气水合物成藏温压条件研究课题四南海北部天然气水合物成藏演化动力学过程研究课题五南海北部天然气水合物地球物理异常特征研究课题六南海北部天然气水合物地球化学异常特征研究课题七天然气水合物开采中多相流动机理和相关基础理论研究课题八南海北部天然气水合物成藏机制和富集规律研究课题南海北部天然气水合物成藏气源条件研究研究目标确定南海北部形成渗漏型天然气水合物气源类型特征及来源。研究内容研究南海北部渗漏区海底沉积物吸附烃类气体孔隙水溶解气体游离气体渗漏区上覆水体羽状体中溶解气渗漏系统内自生矿物包裹体气体等成分及同位素特征，确定渗漏天然气组成特征成因类型来源及气源潜力研究断裂裂隙构造底辟构造海底扇海底滑塌体等对烃类气体输导体系控制与影响，探讨深部热解气运移途热力学控制因素和生成动力学规律南海北部渗漏型天然气水合物大规模成藏机制及其发育特征和富集规律高品位渗漏型天然气水合物开采过程多相流动机理和渗流控制模式。主要研究内容南海北部天然气水合物成藏基础条件烃类热解气浅层生物气对渗漏型水合物成藏贡献天然气水合物成藏气体主要包括微生物气热解气及其混合气，不同类型成藏气体具有不同成气作用运移途径和富集过程，并影响到天然气水合物形成机理。南海北部含油气盆地发育，气源丰富，类型众多，深部烃类热解气浅层生物气均可能作为渗漏型天然气水合物气源。并且，不同类型气源具有不同成气作用运移途径和富集过程，并影响到天然气水合物形成机理。因此有必要深入研究不同成因气源类型和运移特征及其对南海北部天然气水合物成藏贡献。非烃气体对渗漏型水合物成藏影响南海北部含油气盆地非烃气体十分丰富，许多天然气气藏中和含量非常高，甚至形成以上气藏。如果这些非烃气体或随烃类气向海底渗漏，进入水合物稳定带将对天然气水合物成藏产生影响。因此，必须深入研究南海北部这些非烃气体来源和组成特征水合物形成温度和压力条件，及对渗漏型天然气水合物成藏可能影响。地质条件对渗漏型天然气水合物成藏控制构造环境和沉积特征是控制天然气水合物成藏两个重要地质条件。区域构造环境决定了天然气水合物形成与富集沉积场所，各种断裂底辟泥火山直接制约着气源强弱和天然气水合物形成。含天然气水合物层主要沉积特征决定了天然气水合物成藏微观规律。南海北部新生代发生了多期强烈构造活动，构造升降幅度大，沉积速率高。这些特征影响油气形成分布和运移，进而控制渗漏型水合物气源运移通道和赋存空间。因此，重点研究南海北部构造演化过程和沉积环境变化，特别是研究第四纪区域构造环境新构造运动和沉积特征岩浆活动时间和空间及高热流区分布特征等。从宏观和微观几个方面来研究。从宏观上，有沉积环境包括古海洋环境分析，对沉积物中较宏观断裂通道体系气水合物气源运移断裂通道体系确定天然气水合物发育空间如泥底辟泥火山等特殊构造体等。从微观上，对沉积物组分物质来源沉积物微结构研究，因为这些沉积物属性对渗漏性气泡在沉积物中迁移过程中起着重要作用。温压条件对渗漏型水合物成藏制约尽管简单气水体系水合物形成相平衡理论已比较成熟，但天然气水合物形成不仅强烈地依赖于温度压力等热力学条件，同时气体组分盐度等多种因素也会影响天然气水合物成藏温压场条件，相关热力学理论还很不成熟。南海北部新生代构造运动强烈，并伴有程度不同岩浆活动，导致局部热流高，强烈影响了温度和压力，从而改变天然气水合物稳定条件，造成水合物在沉积物中纵横向分布不均性。因此，项目在开展南海北部热流背景晚新生代以来热演化史及其与天然气水合物之间内在联系研究同时，将测定南海北部多种气源类型浅层生物甲烷气深部热解成因烃类气及和非烃气复杂气体组成水合物体系形成温压条件，研究多种海底沉积物类型对水合物生成温度和压力影响，测定游离甲烷水水合物平衡体系甲烷溶解度，建立南海北部地质环境条件下多相体系热力学模型。南海北部水合物成藏演化动力学过程天然气水合物成藏演化过程是个极其复杂过程，受多种因素或诱导机理影响。实验和确定了渗漏在海面形成油渍异常，初步确定了南海北部多个渗漏活动区发现了南海天然气渗漏作用形成冷泉碳酸盐岩及冷泉生物群开展了水合物热力学和生长过程模拟实验研究，在国际上首次发现水合物分形生长特性，并在天然气水合物相平衡理论研究取得了处于国际前沿成果，这些成果已在国际地学流刊物等发表。为本项目顺利完成积累了大量基础资料。研究队伍优势明显技术支撑强大项目组织了国内从事天然气水合物基础研究科研人员。项目组成员来自国土资源部中国地质调查局中国科学院教育部中国海洋石油总公