南海地質(zhì)簡(jiǎn)況

南海東鄰臺(tái)灣、菲律賓群島，西接中南半島，北靠華南大陸，南至加里曼丹島，是西太平洋大陸邊緣面積最大、水深最深的邊緣海，面積約350萬平方公里，約為渤海、黃海和東海總面積的3倍，南北長(zhǎng)約2900公里，東西寬約1600公里，平均水深為1212米，中央部分平均水深超過4000米，最大水深達(dá)5559米。南海分布有30多個(gè)新生代沉積盆地，蘊(yùn)含豐富的油氣資源，是世界四大海洋油氣聚集中心之一。

自20世紀(jì)90年代開始，南海就有關(guān)于冷泉相關(guān)發(fā)現(xiàn)的報(bào)道，近十幾年來，南海的油氣資源與天然氣水合物勘探工作日益受到重視，與之相關(guān)的冷泉研究也取得了重要進(jìn)展，相繼發(fā)現(xiàn)了一些古冷泉和活動(dòng)冷泉區(qū)。2002-2004年間的不同 航次在東沙海域均發(fā)現(xiàn)了冷泉碳酸鹽巖，冷泉碳酸鹽巖是冷泉系統(tǒng)的重要標(biāo)志，廣泛分布于全球大陸邊緣。研究表明，冷泉碳酸鹽巖的成巖環(huán)境與冷泉流體（多為甲烷）活動(dòng)有關(guān)，較多的研究顯示冷泉碳酸鹽巖通常與天然氣水合物伴生，對(duì)天然氣水合物具有指示作用。因此，冷泉碳酸鹽巖成為繼地震類底反射（如BSR）標(biāo)志發(fā)現(xiàn)后，指示可能發(fā)育天然氣水合物的另一個(gè)重要證據(jù)。

南海地質(zhì)簡(jiǎn)圖

什么是冷泉，南海冷泉的發(fā)現(xiàn)與研究

冷泉（cold seep）是指源自沉積界面之下，以水、碳?xì)浠�合物、硫化氫、�?xì)粒沉積物為主要成分，溫度與海水相近的流體。一般地，冷泉主要發(fā)育于活動(dòng)和被動(dòng)大陸邊緣斜坡海底、增生楔、大陸架、前陸盆地等地質(zhì)背景中，少量見于兩極地區(qū)凍土層下。在空間上，全球范圍內(nèi)冷泉分布廣泛，從熱帶海域到兩極地區(qū)、從淺海陸架到深海海溝都有分布。研究表明，麻坑、泥火山、自生碳酸鹽巖等海底特征，都與冷泉活動(dòng)存在密切聯(lián)系。在墨西哥灣、黑海等地，海底冷泉和石油、天然氣水合物等資源伴生，且冷泉的發(fā)現(xiàn)通常早于這些地區(qū)油氣藏的探明，因此，冷泉探測(cè)對(duì)深部油氣勘查也有指示作用。

目前，南海海域冷泉系統(tǒng)的研究還相對(duì)較少，自2004年中德合作SO-177航次發(fā)現(xiàn)“九龍甲烷礁”古冷泉以來，陸續(xù)有了活動(dòng)冷泉和冷泉碳酸鹽巖的研究報(bào)道。隨著鄰近“九龍甲烷礁”海域沉積物中天然氣水合物樣品的成功鉆獲，以及神狐海域天然氣水合物的成功試采，冷泉探測(cè)對(duì)天然氣水合物資源的指示作用得到了有力驗(yàn)證。

南海冷泉系統(tǒng)分布圖

據(jù)統(tǒng)計(jì)，南海多處海域均有冷泉的發(fā)現(xiàn)，包括神狐海域（水合物試采鉆探區(qū)）、東沙群島海域、東沙東北部海域、臺(tái)西南海域、瓊東南海域、西沙海槽海域、南沙南部海域和越南沿岸等。2004年中德合作航次發(fā)現(xiàn)的“九龍甲烷礁”古冷泉，位于南海北部東沙群島東北部陸坡，總面積約430平方公里，是世界上面積最大的冷泉碳酸鹽巖分布區(qū)域，隨后的研究表明，該區(qū)目前可能仍發(fā)育有微弱的冷泉活動(dòng)，之后在東沙海域陸續(xù)有古冷泉的發(fā)現(xiàn)。隨后，2005年在西沙海槽西北部斜坡獲取了冷泉碳酸鹽巖樣品，研究結(jié)果證實(shí)西沙海槽與東沙東北部海域一樣，具有天然氣滲漏活動(dòng)及冷泉沉積。在臺(tái)西南海脊，通過ROV調(diào)查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代冷泉生物類群存在的活動(dòng)冷泉區(qū)，之后在臺(tái)西南陸續(xù)有大量的相關(guān)研究，證實(shí)該海域存在活動(dòng)冷泉。

2007年我國(guó)成功在南海神狐海域獲取天然氣水合物實(shí)物樣品，之后在該海域也發(fā)現(xiàn)了大量的古冷泉活動(dòng)證據(jù)，比如與冷泉相關(guān)的一系列特征如聲速羽狀體、聲速空白帶和泥火山等地質(zhì)構(gòu)造等。最新的研究成果顯示，在南海的瓊東南海域和南沙南部海域也發(fā)現(xiàn)了活動(dòng)冷泉�？偟膩碚f，南海冷泉分布廣泛，水深范圍為200-3000米，沿南海北部陸坡一帶冷泉非常發(fā)育，其中東沙各海域和臺(tái)西南海域研究程度較高，研究程度較低的南海南部海域也有了活動(dòng)冷泉的發(fā)現(xiàn)。

南海試采天然氣水合物

冷泉活動(dòng)對(duì)海洋礦產(chǎn)勘查的指示意義

深部油氣和天然氣水合物分解的烴類氣體在適當(dāng)條件下可以穿透上覆沉積物，以冷泉形式出露在海底，以自生碳酸鹽巖的形式在海底堆積。冷泉常與石油、天然氣水合物等資源伴生，目前研究的冷泉多以天然氣為主要成分，其氣體的重要來源是海底淺層沉積物中天然氣水合物的分解，二者的關(guān)系非常密切，且冷泉的發(fā)現(xiàn)通常早于油氣藏的勘探發(fā)現(xiàn)，因此，在很大程度上，海底冷泉指示其海底之下存在巨大氣源供給及其天然氣水合物，目前在世界海域發(fā)現(xiàn)的冷泉滲漏活動(dòng)區(qū)中絕大多數(shù)發(fā)育水合物礦藏。

自我國(guó)首次在南海神狐海域成功取得天然氣水合物實(shí)物樣品以來，一系列的海洋地質(zhì)調(diào)查結(jié)果顯示該海域?yàn)楣爬淙�活�?dòng)區(qū)，有研究證明：神狐海域煙囪狀的冷泉碳酸鹽巖同時(shí)反映了該海區(qū)曾經(jīng)發(fā)生過持續(xù)的富甲烷流體的噴流活動(dòng)，天然氣水合物的分解可能是該海區(qū)烴類活動(dòng)的重要原因。隨后，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局又在鄰近“九龍甲烷礁”的海域沉積物中鉆獲了天然氣水合物樣品，再次印證了冷泉與水合物礦藏之間的密切聯(lián)系。

神狐及鄰近海域天然氣水合物資源勘查

總之，冷泉及其伴生物與深水油氣和深水海底淺層天然氣水合物資源有著密切的成因聯(lián)系，冷泉及其伴生物地震地質(zhì)異常體的探測(cè)與識(shí)別，對(duì)于海洋油氣勘探及天然氣水合物勘查具有非常重要的指示引領(lǐng)作用。