南海广泛分布的冷泉，是海洋矿产勘查的的重要证据

2019-01-28 15:43:45
来源：
作者：地矿科技
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南海地质简况

南海东邻台湾、菲律宾群岛，西接中南半岛，北靠华南大陆，南至加里曼丹岛，是西太平洋大陆边缘面积最大、水深最深的边缘海，面积约350万平方公里，约为渤海、黄海和东海总面积的3倍，南北长约2900公里，东西宽约1600公里，平均水深为1212米，中央部分平均水深超过4000米，最大水深达5559米。南海分布有30多个新生代沉积盆地，蕴含丰富的油气资源，是世界四大海洋油气聚集中心之一。

自20世纪90年代开始，南海就有关于冷泉相关发现的报道，近十几年来，南海的油气资源与天然气水合物勘探工作日益受到重视，与之相关的冷泉研究也取得了重要进展，相继发现了一些古冷泉和活动冷泉区。2002-2004年间的不同航次在东沙海域均发现了冷泉碳酸盐岩，冷泉碳酸盐岩是冷泉系统的重要标志，广泛分布于全球大陆边缘。研究表明，冷泉碳酸盐岩的成岩环境与冷泉流体（多为甲烷）活动有关，较多的研究显示冷泉碳酸盐岩通常与天然气水合物伴生，对天然气水合物具有指示作用。因此，冷泉碳酸盐岩成为继地震类底反射（如BSR）标志发现后，指示可能发育天然气水合物的另一个重要证据。

南海地质简图

什么是冷泉，南海冷泉的发现与研究

冷泉（cold seep）是指源自沉积界面之下，以水、碳氢化合物、硫化氢、细粒沉积物为主要成分，温度与海水相近的流体。一般地，冷泉主要发育于活动和被动大陆边缘斜坡海底、增生楔、大陆架、前陆盆地等地质背景中，少量见于两极地区冻土层下。在空间上，全球范围内冷泉分布广泛，从热带海域到两极地区、从浅海陆架到深海海沟都有分布。研究表明，麻坑、泥火山、自生碳酸盐岩等海底特征，都与冷泉活动存在密切联系。在墨西哥湾、黑海等地，海底冷泉和石油、天然气水合物等资源伴生，且冷泉的发现通常早于这些地区油气藏的探明，因此，冷泉探测对深部油气勘查也有指示作用。

目前，南海海域冷泉系统的研究还相对较少，自2004年中德合作SO-177航次发现“九龙甲烷礁”古冷泉以来，陆续有了活动冷泉和冷泉碳酸盐岩的研究报道。随着邻近“九龙甲烷礁”海域沉积物中天然气水合物样品的成功钻获，以及神狐海域天然气水合物的成功试采，冷泉探测对天然气水合物资源的指示作用得到了有力验证。

南海冷泉系统分布图

据统计，南海多处海域均有冷泉的发现，包括神狐海域（水合物试采钻探区）、东沙群岛海域、东沙东北部海域、台西南海域、琼东南海域、西沙海槽海域、南沙南部海域和越南沿岸等。2004年中德合作航次发现的“九龙甲烷礁”古冷泉，位于南海北部东沙群岛东北部陆坡，总面积约430平方公里，是世界上面积最大的冷泉碳酸盐岩分布区域，随后的研究表明，该区目前可能仍发育有微弱的冷泉活动，之后在东沙海域陆续有古冷泉的发现。随后，2005年在西沙海槽西北部斜坡获取了冷泉碳酸盐岩样品，研究结果证实西沙海槽与东沙东北部海域一样，具有天然气渗漏活动及冷泉沉积。在台西南海脊，通过ROV调查发现现代冷泉生物类群存在的活动冷泉区，之后在台西南陆续有大量的相关研究，证实该海域存在活动冷泉。

2007年我国成功在南海神狐海域获取天然气水合物实物样品，之后在该海域也发现了大量的古冷泉活动证据，比如与冷泉相关的一系列特征如声速羽状体、声速空白带和泥火山等地质构造等。最新的研究成果显示，在南海的琼东南海域和南沙南部海域也发现了活动冷泉。总的来说，南海冷泉分布广泛，水深范围为200-3000米，沿南海北部陆坡一带冷泉非常发育，其中东沙各海域和台西南海域研究程度较高，研究程度较低的南海南部海域也有了活动冷泉的发现。

南海试采天然气水合物

冷泉活动对海洋矿产勘查的指示意义

深部油气和天然气水合物分解的烃类气体在适当条件下可以穿透上覆沉积物，以冷泉形式出露在海底，以自生碳酸盐岩的形式在海底堆积。冷泉常与石油、天然气水合物等资源伴生，目前研究的冷泉多以天然气为主要成分，其气体的重要来源是海底浅层沉积物中天然气水合物的分解，二者的关系非常密切，且冷泉的发现通常早于油气藏的勘探发现，因此，在很大程度上，海底冷泉指示其海底之下存在巨大气源供给及其天然气水合物，目前在世界海域发现的冷泉渗漏活动区中绝大多数发育水合物矿藏。

自我国首次在南海神狐海域成功取得天然气水合物实物样品以来，一系列的海洋地质调查结果显示该海域为古冷泉活动区，有研究证明：神狐海域烟囱状的冷泉碳酸盐岩同时反映了该海区曾经发生过持续的富甲烷流体的喷流活动，天然气水合物的分解可能是该海区烃类活动的重要原因。随后，广州海洋地质调查局又在邻近“九龙甲烷礁”的海域沉积物中钻获了天然气水合物样品，再次印证了冷泉与水合物矿藏之间的密切联系。