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东沙海区位于南海东北部陆坡区，坡度地形复杂，许多大中型新生代盆地跨越了陆坡区，最大沉积厚度超过1万米，从水合物成藏观点来看，大部分地区均有利于天然气水合物的聚集成藏。本文在广泛收集国外研究成果的基础上，分析了东沙海区利于天然气水合物成藏的地质因素，预测了研究区天然气水合物稳定带潜在厚度。结合Basin2二维模拟重现了东沙海区温压场、有机质、流体动力场等的演化过程，分析了它们与流体运移聚集的关系。主要取得了以下分析结果：
1.根据南海东沙海区特殊的地质构造背景，总结有利于天然气水合物形成和分布的地质构造体：1)研究区NEE向和NW-SE向断裂系统发育，NEE向正断层主要发育在东沙隆起南缘，整体逐渐下降至南海中央海盆，这些断裂是东沙隆起和南海中央海盆之间过渡带的重要变形构造。NW-SE向断裂主要形成于燕山期，在喜马拉雅山期仍然十分活跃，控制基底的抬升及展布。2)底辟构造在南海北部陆坡也很发育，在地震剖面上显示和BSR关系密切。岩浆侵入和底辟作用主要在东沙群岛西部和东沙南盆地的西部和南部发育，尤其在下陆坡近陆/洋壳过渡带，发育脊状的底劈构造。3)研究区的滑塌体主要分布在台西南盆地西部和东沙南盆地西南部位。位于台西南盆地西部的HD152测线位置基本处在滑塌体中。从天然气水合物研究角度来看，目前认为天然气水合物与海底地质灾害—海底滑塌密切相关，水合物是引起海底滑塌的主因。
2.结合ODP184航次钻孔资料和美国布莱克海台ODP164航次钻孔资料做对比，总结了东沙海区与天然气水合物有关的沉积物组分特征和相关的地球化学特征。ODP184航次中所有钻孔都在高沉积速率区，1144站位附近高速率沉积体中碳酸岩的含量变化、所含硅质化石的丰度、甲烷气体的含量都指示与其他已发现气水合物实物地区中相关沉积条件接近或相似；1146和1148站位有部分碳酸盐和黄铁矿结核。综合来看，东沙海区存在与天然气水合物成藏有关的相关沉积特征。
3.根据取得的海底温度、地温梯度、海水深度和盐度等参数，应用相平衡方法，利用水合物稳定带厚度计算软件HydrateModeling计算了东沙海区不同部位水合物稳定带的潜在厚度，得出东沙海区天然气水合物稳定带厚度一般在50～300m，大部分地区的天然气水合物稳定带厚度均在200m以上。其中台西南盆地附近的稳定带潜在厚度最大，约在300m左右。以上结论和东沙海区BSR分布情况做对比，可以得到以下认识：1)BSR主要分布在研究区东部(相当于台西南盆地西部)和西南部(相当于东沙南盆地西南部)一带，而这些地区地质构造体如滑塌构造、底辟构造和火山岩体极为发育，说明BSR的分布与特殊地质构造体的发育有关，而水合物稳定域分布广泛；2)BSR分布区和计算得出的水合物稳定带潜在厚度较大的区域基本一致，而且计算的厚度比根据BSR的埋藏深度推测的稳定域厚度要薄，说明本次计算得到的稳定带厚度结果相对保守。
4.运用Basin2模拟软件对东沙海区地质构造、温压场、流体场等的演化进行了模拟。从地质构造演化结果来看，自晚渐新世以来(～23.3Ma)该地区一直处于下沉状况，早中新世开始(～20Ma)，该段发生超压作用，这或许和渐新期的高沉积速率有关。第四纪以来的高沉积速率也造成异常高压，这种高沉积速率沉积区容易形成欠压实区，可以提供良好的流体输导体系，对水合物的形成有利。有机质热演化Ro指数模拟结果表明，该地区由于地温梯度较高，在始新统一渐新统地层可能就已发育有烃源岩，进入生烃门限。在中中新世时深度地层进入了大量的生油期，生油深度相对较浅，这可能与该区的高热流值有关。流体动力场的演化过程显示，流体总体由底部的泥岩向浅层运移，然后在较浅层向两侧运移。剖面两端都有流体下渗的现象，可能是海水下渗的缘故，而在中间段没有流体下渗的现象，这似乎可以说明浅层具有很好的盖层，阻碍了流体的下渗，这对水合物的形成也是及其有利的。
本文的重点是利用HydrateModelling软件，预测研究区的天然气水合物稳定在的潜在厚度；结合Basin2二维模拟软件恢复研究区的古温压场、有机质、流体动力场的演化过程；总结研究区地质构造和沉积特征，分析研究区利于天然气水合物存在的有利地区。