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Ch8: Natural Gas Hydrate Resources;;第三节 天然气水合物地质学（形成与分布）;有机质 (Organic Matter);一、天然气水合物的形成条件;（一）水合物形成的物理化学条件 1. 游离气形成水合物的条件;乙烷水合物相平衡示意图;甲烷和乙烷混合气体的相图; 丙烷的存在对甲烷水合物稳定性的影响！;CO2的存在对甲烷水合物稳定性的影响;CH4-H2O-NaCl体系中甲烷水合物相平衡条件;各种气体水合物形成的温度压力条件;甲烷水合物相平衡的影响因素;2. 溶解气形成水合物的条件（二相体系平衡条件）;Variation of dissolved methanewhile hydrate growing;Methane Hydrate solubility in pure water;水在甲烷气中的溶解度;CH4-H2O体系低温气液相平衡示意图 ;（二）自然界天然气水合物产出的条件;1. 海底天然气水合物的稳定条件;海洋环境中水合物形成深度-温度预测示意图;T=T0+(ΔT/ΔZ)*Z;相平衡的热力学模型;气体和水在气相和液相中的化学势采用下式表达： ;天然气水合物相平衡状态方程;;;南海海域天然气水合物稳定域等厚图;2. 天然气水合物稳定域的动态变化;慢速沉积：缓慢加压增温;快速沉积：先快速加压，然后快速增温;抬升-剥蚀：减压后缓慢降温;海底重力滑坡：先快速减压后缓慢降温;实例：挪威V?ring海底高原南侧滑坡带;;海平面下降，海底的压力减小而温度升高 海平面上升，海底的压力增加而温度下降;季风下水合物-甲烷体系的演化轨迹;(After R. von Huene,1999 );(After R. von Huene,1999 );二、天然气水合物形成过程;（一）天然气水合物形成与分解 微观动力学;水合物合成时温度压力曲线;?;水合物生成过程分两个步骤： 1. 流体中游离气气体通过吸附作用扩散至水合物晶核表面 2. 气体分子由水合物晶核表面进入水分子框架结构;单粒子生长速率;Kim et al. (1987) 的水合物分解模型;Jamaluddin et al. (1989)分解模型;（二）水合物成矿地质模式 ;1. 静态体系的三种模式;2. 动态体系的四种模式;;Land slide;甲烷气生成动力学;气体来源;气体来源;①;北卡斯卡底（Cascadia）俯冲带 海底甲烷流体穿刺;渗漏;海底沉积物-水合物-甲烷体系垂向分带;硫酸盐－甲烷界面;甲烷流量增加; Site1043 Site1040 Site 1041 ;;三、海底天然气水合物成矿地质特征;水合物的富集环境：⑴有沉积物增生楔的俯冲带，⑵无增生楔的俯冲带，⑶高沉积速率区。大陆边缘陆坡、水下高原、边缘海和内陆海，尤其是与泥火山、泥（盐）底辟、热流活动和大型断裂构造有关的深海盆地。 这些海域沉积盖层厚度大，沉积层中富含有机物，并且往往是有机流体的泄出带，这都有利于碳氢气体的产生和聚集。 高沉积速率的陆源有机物产于河口湾、三角洲、浅陆源盆地和海底扇中。 ;（一）水合物分布的大地构造环境;已发现水合物矿点分布图;;海洋二氧化碳-甲烷-水合物物质循环;台西南盆地及毗邻地区的构造地貌图;（二）含水合物的沉积物特征 ;1、含水合物沉积物的岩性特征;2、含水合物沉积物的有机碳含量;3、含水合物沉积物的沉积速率;4、有利沉积相;（三）海底水合物的产状;;水合物圈闭类型;椐 M. H. Taylor，et al., 2000;泥火山附近温度场;;;;水合物、断层与海底生物群落的痕迹之间的密切联系示意图;;美国东部大西洋布莱克洋脊地区多道地震剖面 ;;①