神狐海域天然气水合物钻探区成矿构造特征

摘要：神狐海域发育3类与天然气水合物关系密切的活动构造类型，主要涉及流体运移的通道有断裂系统、底辟、滑塌构造等。上述认识，对于指导天然气水合物勘查具有重要意义。
　　1. 项目概况
该子项目“南海北部陆坡天然气水合物资源勘查”，归属于“南海天然气水合物资源勘查”项目，由中国地质调查局广州海洋地质调查局承担。主要目标任务为查明南海北部陆坡海域天然气水合物资源家底，优选钻探目标，为试采工程决策和实施提供基础支持。其中开展的天然气水合物成矿构造研究，为研究天然气水合物之气源、流体运移通道、温压场提供依据及支撑。
　　2. 成果简介
神狐海域2015年度钻探区地处珠江口盆地珠二坳陷南部斜坡，区域构造特征与南海北部陆缘的新生代构造演化密不可分，主要受太平洋向欧亚板块的俯冲、南海海盆的2次海底扩张及台湾东、西两地块的碰撞所影响，区内断层较为发育。因钻探区位于上陆坡的坡折处，在底流和重力流的共同作用下，海底滑坡异常强烈。
（1）神狐钻探区与天然气水合物成矿关系密切的活动构造类型有3类，即活动断裂、底辟和海底滑坡。其中，底辟与部分活动断裂存在着明显的共生关系。研究认为，活动断裂与天然气水合物的分解及气体释放存在着一定的关系，对天然气水合物的富集与成藏具有控制作用，尤其是断褶组合极为有利于天然气水合物的成藏。它们都可作为天然气水合物形成时流体输导的有利通道，断裂带和海底滑坡还可作为天然气水合物发育的良好储集空间。
受区域构造背景控制，钻探区断层非常发育，且均为正断层，大致可分为NE、NEE、NW向三大断裂系统。其中NW向断层继承性明显，活动时间长（图1），且被NE向断层切割；大部分NE向断层活动时间晚，且多为层间断层（图2）。区内不同层位、不同发育期次的断层及其体系与天然气水合物的形成有密切关系。NW向断裂是同沉积断层，从基底断起，由深及浅断距逐渐减小，这些断裂可以起到沟通深部气源的作用，气体沿断层下部高压区向上部低压区运移，到达浅层后由数目众多的NE向小断裂继续向上运移，进入天然气水合物稳定带，从而形成天然气水合物。
（2）气烟囱是钻探区另一种流体运移模式。钻探区位于珠江口盆地白云凹陷沉积中心区，从地震剖面上发现大量气体底辟的痕迹，又称之为气烟囱。发育的气烟囱总体呈NE走向，剖面上看，烟囱内部横向上反射同向轴的连续性变差或中断，内部反射杂乱，甚至为空白反射，局部由于气体的充注，同向轴出现下拉现象（图1）；烟囱的两侧、顶部常见亮点振幅异常，瞬时频率剖面上常出现明显的低频现象（图3），反映BSR之下存在丰富的游离气。大部分反射模糊区的中下部为弱振幅或振幅空白带，同相轴下拉应是天然气充注造成低速异常所致。利用气烟囱检测软件发现，气烟囱在BSR以下发育充分，而在BSR上方则没有明显的显示，说明流体在向上运移过程中，在BSR处发生富集，形成天然气水合物，而天然气水合物又可以对下覆气体形成遮挡，促使游离气在BSR下部聚集，在地震剖面上形成增强反射体（图1、图2）。气烟囱的分布区域与BSR基本一致（图4）。由图4可知，除2005年度采集区缺少明显气烟囱外，钻探目标区气烟囱发育区总体呈北东走向，气烟囱平面分与BSR分布基本一致。气烟囱现象对BSR的分布起了决定性作用，气烟囱的发育与天然气水合物成藏之间存在直接的关联。
此外，该区天然气水合物成藏还与其属于大型滑塌断块内部有关，2007年神狐钻探区的钻探成果表明，神狐天然气水合物主要赋集于晚中新统及上新统未固结的沉积层中，沉积相为具有较高孔隙度的三角洲前缘、浊积扇、滑塌沉积、浊积扇体和漫溢沉积，岩性主要为富含粘土和粉砂的沉积物，且天然气水合物均匀分布在整个细粒沉积物中，占到孔隙体积的20%～40%。大型滑塌所形成的滑塌沉积，由于其内部物质疏松，孔隙度大，有机质丰富，对流体运移非常有利。
　　3. 成果意义
海域天然气水合物的形成和分布受到温压条件、气源条件、输导条件等多种因素的影响，而温压条件、气源条件、输导条件直接受控于区域构造活动。对神狐海域钻探区天然气水合物成矿构造特征的认识，成为了钻探目标优选的重要依据，对钻探区井位建议提供了理论佐证，对于认识该区的天然气水合物成藏特征有重要的科学意义，也为钻探提供重要的理论依据和技术支撑。