解读大热的可燃冰(2):哪里可以找到可燃冰?人类何时又如何发现了它?
时间:2024-02-26 19:04 来源:网络整理 作者:墨客科技 点击:次
[编者按] 5月18日中共中央、国务院电贺我国海域天然气水合物试采成功。随之媒体铺天盖地的报道,手机刷爆了屏幕。那么到底可燃冰是什么?其发展前景如何?中国在可燃冰研究与开发的水平所处的位置如何?等等这些问题,笔者将发表系列文章,以便让广大读者朋友对可燃冰有一个比较清楚的了解。【解读大热的可燃冰(1):可燃冰是什么?它是怎么形成的?】 1.哪里可以找到可燃冰? 上篇文章叙述了可燃冰(天然气水合物)是什么以及其形成,本篇将就在全球哪些地方可以找到可燃冰进行叙述。在一定的压力与温度条件下可燃冰才能稳定存在。但是,即使在满足了可容纳稳定存在的压力与温度条件的地方,也不可能保证就有可燃冰。有机碳的有无对甲烷的生成起着重要作用,而有机碳并不是全球到处都有分布的。而一个地方如果没有甲烷存在,就根本谈不上有没有可燃冰(图1)。
图1 已采集到样品或者被证实的可燃冰分布图 可燃冰可能是广泛分布的。根据地震资料和其它卫星遥感技术,已经推测到可燃冰也广泛分布在次永久冻土带、大陆斜坡和大陆隆起的沉积物中,但是在深海平原地区推测可能没有可燃冰分布。这表明可燃冰的形成不仅受温度与压力要求的限制,还受大陆附近的甲烷含量的制约。(来源:Timothy S Collett,USGS) 可燃冰的分布是受稳定区(GHSZ)限制的。图2就是全球GHSZ预测厚度分布图。GHSZ厚度分布图可以代表可燃冰潜在的分布范围,但是并不能真实表明沉积物中可燃冰的含量。
图2 全球GHSZ预测厚度分布图 最厚的稳定区(600-800)主要分布在高纬度地区(北极和南极地区),因为底部水温低,这是可燃冰形成必备的条件。GHSZ延伸部分可以分布到大陆边缘(>500米),这个地方沉积层序厚,因此在其之下有游离气聚集。请注意,这种全球GHSZ的定义给出了可燃冰可能存在的上限。(来源:Burwicz et al 2011) 来自Boswell(2011)的热点图像给出了不同可燃冰系统组成的概括描述(图3)。A和B样品表示大量的可燃冰是在含水合物海洋粘土中形成的。C样品表示含水合物的海洋沙。D和E样品代表海底土丘(露头)和含水合物粘土(细而分散,成岩性很差)(图4、5、6、7、8)。 在GHSZ(Milkov and Sassen, 2002)内,根据流体运移模式和可燃冰富集程度可以确定和区分3种主要的可燃冰聚集类型。
图3 热点图像:不同可燃冰系统组成的概括描述。典型的可燃冰藏形态包括:(A)充满可燃冰的脉状网络;(B)巨大可燃冰晶体;(C)海洋沙中颗粒充填的可燃冰;(D)巨大海底土丘;(E)海洋粘土中颗粒充填的可燃冰;(F)陆上北极砂/砾岩中颗粒充填的可燃冰。
图4 A-可燃冰脉状充填网络;B巨型可燃冰晶体
图5 C –海洋砂中颗粒充填的可燃冰(日本)
图6 D – 巨型海底土丘(美国墨西哥湾)
图7 E – 海洋粘土中颗粒充填的可燃冰
图8 F – 陆上北极地区砂岩/砾岩中颗粒充填的可燃冰 目前已知可燃冰在陆地和海洋环境中都有发现。已经在极地地区的陆地永久冻土带以下的沉积物中发现了可燃冰。而海洋里主要分布在地球外大陆边缘的沉积物中。在海洋环境中,开放的海洋下面的沉积物中,几乎没有有机碳沉积,那里生命稀少,因此通常也很少出现可燃冰,即使是温度与压力适合可燃冰的形成。海洋沉积物中有机碳的90%以上是分布在大陆附近的相对较浅水域。在海平面下降到更低的时候,有机碳就沉积在今天大陆边缘更远一点的地方,比如现在的大陆斜坡等地方。因此,目前发现的海洋可燃冰大部分都是位于较远处的大陆边缘或者大陆斜坡的沉积物中,常常与其它烃类的沉积相伴生,比如石油与天然气(图9)。
图9 可燃冰分布环境示意图 在北极和海洋环境中可以形成可燃冰。(来源:Energy Resource Potential of Methane Hydrate) (责任编辑:admin) |








