祁連山地區天然氣水合物形成條件分析

徐久晟

（湖北省武漢市蔡甸區長江大學,武漢 430100）

祁連山地區天然氣水合物形成條件分析

徐久晟

（湖北省武漢市蔡甸區長江大學,武漢 430100）

摘要：祁連山是我國多年凍土發育的主要地區之一。該地區發育有多年凍土，一般厚50-139.3m；南祁連盆地發育有石炭系羊虎溝組灰巖、三疊系尕勒得寺組泥巖、侏羅系窯街組泥巖，分布面積廣，沉積厚度大，能為天然氣水合物提供充足的氣源；廣泛發育的褶皺、斷裂及地層裂縫，為水合物提供了運移通道。綜合認為祁連山凍土區具有良好的天然氣水合物形成條件。

關鍵詞：祁連山凍土區；木里凹陷；天然氣水合物

天然氣水合物是一種由水分子和氣體分子組成的似冰狀籠形化合物，其外形如冰狀，通常呈白色，廣泛分布于大陸邊緣海底沉積物和永久凍土層中,是一種非常潔凈的能源[1]。全球凍土區內已發現9處產出天然氣水合物，主要分布于美國、俄羅斯、加拿大等國[2]。中國多年凍土主要分布于羌塘盆地、烏麗-風火山地區、祁連山地區和東北大興安嶺等地區[3]。

1　區域地質概況

祁連山地處青藏高原東北部[4]。該區自加里東運動開始隆升剝蝕，石炭紀下沉形成了廣闊的灰巖、泥巖、煤層建造，二疊紀時北祁連相對抬升，早三疊世-中三疊世仍為陸表 淺海環境，晚三疊世末的印支運動使祁連山地區整體抬升，成為剝蝕區[5-6]。早燕山運動形成一些條帶狀的山間斷陷盆地，形成一套侏羅紀的山間河湖沼澤相沉積[7]。

2　天然氣水合物特征

2008-2009年我國在祁連山地區DK1、DK2、DK3孔均鉆獲天然氣水合物實物樣品[8]。目前發現天然氣水合物的主要證據為：鉆獲的巖心表面裂隙中存在白色水合物晶體；天然氣水合物實物樣品能夠直接燃燒；鉆獲的巖心表面能不斷產生水滴、氣泡；產出水合物的巖心中存在蜂窩狀構造；在鉆獲的巖心裂隙中發現晶形完好的黃鐵礦[9]。經氣相色譜檢測：祁連山天然氣水合物中甲烷含量最高，達到54％-76％；乙烷、丙烷含量相對較低，分別為8％～15％和 4％～21％[9]。

3　凍土的發育

祁連山地區凍土區面積約10萬平方公里，盆地海拔一般介于3500米和4000米之間[7]。現有的資料顯示，祁連山地區凍土厚度為8米至139.3米，連續凍土層的年平均地表溫度為-1.5至-2.4℃，厚達50米至139.3米[7]。祁連山木里凹陷海拔基本在4100米以上，年平均氣溫-5.1℃。凹陷內多年凍土發育面積廣、厚度大，平均厚度達到80米，其中有較多區域的多年凍土厚度達到100米以上[10]。整體分析認為祁連山永久凍土的發育情況有利于天然氣水合物的形成。

4　氣源供給

南祁連盆地中哈拉湖凹陷發育二疊系草地溝組灰巖、三疊系大加連組灰巖、三疊系尕勒得寺組泥巖3套烴源巖；木里凹陷發育石炭系泥（灰）巖、上三疊統尕勒得寺組泥巖、侏羅系窯街組泥（頁）巖3套烴源巖[6]。疏勒凹陷發育石炭系泥（灰）巖、三疊系尕勒得寺組泥巖、侏羅系窯街組泥（頁）巖3套烴源巖。下日哈、天峻凹陷由于海拔較低、凍土不發育，不利于天然氣水合物的形成。綜合分析：木里、疏勒、哈拉湖3個凹陷烴源巖有機質豐度高、類型較好、基本達到成熟-過成熟階段，為好的烴源巖。結合其發育面積、沉積厚度，整體認為祁連山地區烴源巖能為天然氣水合物的形成提供有利的氣源條件。

5　運移條件

自喜馬拉雅運動以來青藏高原地殼運動十分劇烈[11]。祁連山構造帶的斷裂、褶皺規模大，基本長達1300km，寬度介于10km到150km之間[12]。當斷裂延伸至基底時,深部烴類氣體沿著斷裂向上運移，至一定的溫壓條件時富集成藏[14]。青藏高原多年凍土帶酸解氫及烴的高值點主要出現于活動斷裂帶，表明烴類氣體也可以沿斷層或不整合面運移[13]。

6.結論

通過分析祁連山凍土區天然氣水合物的形成條件，筆者認為有利于天然氣水合物形成的3個條件為：優質烴源巖的發育（氣源）；斷層、裂縫、破碎帶等（運移通道）存在；一定厚度和面積的永久凍土分布。同時也是天然氣水合物找礦的遠景區。

參考文獻：

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[6] 符俊輝，周立發.南祁連盆地三疊紀地層及石油地質特征[J].西北地質科學，2000,21（02）：64-72.

[7] 祝有海,劉亞玲,張永勤.祁連山多年凍土區天然氣水合物的形成條件[J], 地質通報,2006,25（1～2）：58-63.

[8]祝有海,張永勤,文懷軍,盧振權,王平康.祁連山凍土區天然氣水合物及其基本特征[J]地球學報，2010,31（01）：7-16.

[9] 祝有海,張永勤,文懷軍等.青海祁連山凍土區發現天然氣水合物[J].地質學報，2009,83（11）：1762-1771.

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[11]戴華光，賈云鴻，蘇向洲，陳永明，劉洪春，侯康明.青藏高原東北緣最新構造變形的初步研究[J].地質力學學報，1996,2（04）：15-20.

[12]戴華光，賈云鴻，劉洪春，蘇向洲，陳永明.青藏高原東北緣地震斷層的研究[J].地質力學學報，1995,1（01）：38-43.

[13]李偉華，陳永嶠。青藏高原多年凍土區天然氣水合物成藏條件[J].天然氣與石油，2011，29（02）：50-53.

[14]沙志彬，王宏斌，龔躍華.斷層與天然氣水合物的關系[J].南海地質研究，2004：41-47.

作者簡介：徐久晟（1989-），男，湖北武漢人，碩士研究生，研究方向：油氣地質工程。