近日，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局天然氣水合物工程技術(shù)中心和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部沼氣科學(xué)研究所合作，在南海北部水合物氣源成因研究方面的重要成果。相關(guān)研究以《南海北部神狐海域未成巖沉積物中天然氣的來源與成因：地球化學(xué)分析與產(chǎn)甲烷模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果》為題發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《海洋與石油地質(zhì)學(xué)》。論文共同第一作者為賴洪飛和鄧義楠，通訊作者為賴洪飛，合作者包括梁金強(qiáng)、方允鑫、匡增桂和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部沼氣科學(xué)研究所楊祿、代莉蓉、李玲、劉來雁。

　　天然氣水合物形成的物質(zhì)來源及成因機(jī)制對(duì)揭示其富集成藏機(jī)理至關(guān)重要。然而，目前南海北部水合物氣體來源研究仍存在許多未解決的問題，如南海北部水合物層之下沉積物的有機(jī)質(zhì)豐度水平(TOC<0.3-0.4%)異常低下，原位沉積物能否生成足夠的原生型微生物甲烷供應(yīng)水合物成藏?如果不能，已發(fā)現(xiàn)的高飽和度水合物礦藏中大量微生物甲烷又來源何處?

　　針對(duì)上述問題，研究人員對(duì)南海北部神狐海域W11-17水合物礦體及上覆沉積物中的天然氣開展了系統(tǒng)地球化學(xué)分析，并使用沉積物樣品開展了長(zhǎng)周期(331天)的厭氧微生物產(chǎn)甲烷模擬實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，水合物礦體和非水合物沉積物中的甲烷均為微生物成因(-74.9‰<δ13C-C1<-66‰)。

　　盡管都是生物成因甲烷，但水合物礦體和非水合物沉積物中的甲烷來源和形成途徑是不同的：神狐海域W11-17水合物儲(chǔ)層上覆沉積物(<180 mbsf)生成原生型微生物甲烷的潛力較低，其中的甲烷主要是甲基營(yíng)養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌在原地生成，然后以游離態(tài)、溶解態(tài)和吸附態(tài)的方式賦存在沉積物孔隙中。相比之下，水合物礦體中的甲烷氣體主要是氫營(yíng)養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌生成的，來自更深部的微生物成因氣源層(>300 mbsf)，而不是水合物儲(chǔ)層(190-300 mbsf)原位生成。

　　該研究揭示了南海北部淺層未成巖沉積物的原位產(chǎn)甲烷潛力及其微生物產(chǎn)甲烷途徑，指出更深處(>300 mbsf)的微生物作用帶內(nèi)可能還存在可大量產(chǎn)氣的生物氣源灶，為高飽和度水合物礦藏的形成提供充足的氣源。

　　論文通訊作者、廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局天然氣水合物工程技術(shù)中心高級(jí)工程師賴洪飛表示，該研究為揭示和評(píng)價(jià)南海北部水合物氣源潛力提供了重要的依據(jù)。

　　上述研究得到廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目、廣東省重大基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室(廣州)人才引進(jìn)重大專項(xiàng)和中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地調(diào)項(xiàng)目的聯(lián)合資助。