2.4　早期研究成果

2.4.1　甲烷水合物相图的研究

日本地质调查所利用实验得到了甲烷水合物相图。具体包括以下几个方面：研制了甲烷水合物合成仪器［26］，并进行了改进［27］以观测甲烷水合物的合成与分解过程；研究了纯水与纯甲烷合成甲烷水合物、甲烷水合物分解的温压条件［26］，研究表明甲烷水合物形成与分解相比，需要较低的温度、较高的压力；并进行了用盐水与纯甲烷合成甲烷水合物，盐水的相平衡曲线与纯水的相平衡曲线相比向低温、高压方向移动［27］；利用甲烷水合物合成实验，了解温度、压力（水深）、气体与水的组分等因素的相互关系。利用甲烷水合物实验得到的相图，探讨了甲烷水合物的自然界中的赋存条件与注入较暖的盐水进行甲烷水合物开发的模型［2］。地震反射剖面上的BSR与实验得到的相图相关联。

2.4.2　日本周围海域天然气水合物的分布

自1974年以来，日本地质调查所利用R/V Hakurei-maru号在日本周围海域进行海洋地质与地球物理调查，编制海洋地质图。同时，通产省在2000m水深范围内进行了以海上石油与天然气勘探为目标的地球物理调查。这些调查获得的反射地震剖面的分析表明，BSR主要分布在南海海槽的内陆坡与北海道周围海域［2］。(https://www.daowen.com)

南海海槽的地质背景与BSR：南海海槽是上新世以来菲律宾海板块向欧亚板块俯冲形成的年轻海沟。在水深800～2000米的内陆坡，分布有数个上第三系沉积充填的弧前沉积盆地。在弧前盆地的外侧，较深的陆坡处有增生楔发育。BSR通常分布于南海海槽北侧的弧前盆地内。形成单个“圈闭”，这些“圈闭”与局部地形高有关，并可能与下部的沉积与基底构造高对应。区域上BSR分布于南海海槽的下陆坡、增生楔发育的地方。通常被逆冲断层错断，并被滑坡堆积扰动，因此BSR的分布相当复杂。在南海海槽区深海沉积盆地的BSR分布区，地震反射较强，可能与甲烷水合物层下方游离气的存在有关。

北海道周围的地质背景与BSR：由于北海道岸外海水温度较低，因此BSR广泛分布于北海道周围海域，特别是鄂霍次克海水深超过500m的地方，强BSR分布较多。值得指出的是，这一地区一些BSR与水合物无关，代表的是蛋白石的相变带，这些BSR为正极性。

日本周围海域有两种BSR分布类型［2］，一种是闭合的，大体与下部地层地质构造有关的地形高对应；另一种是平坦/平原类型，BSR分布均匀并与沉积平原对应。前一种在南海海槽深海台地的东端非常典型。1983年在深海台地附近，有一口老的勘探井，深达469m（比BSR浅）。钻遇的下部地层——下中新统有丰富的生烃潜力与相当的成熟度，也有气显示。但是，在这一地区，可能有深部供给的热成因气运移到水合物稳定带。而后者主要分布在鄂霍次克海地区，那里分布着厚厚的比下中新统还年轻的地层。

多年来许多研究者指出并研究了南海海槽BSR的存在［11］。基于这些研究，甲烷水合物被认为是广泛分布于南海海槽，并估算了其包含的天然气的体积。Krason［28］与Matsumoto［29］估算为（0.42～4.2）×1012m3和（0.8～8.0）×1012m3。括号内的数字代表甲烷水合物带的厚度，前者为1m，后者为10m。Satoh等［11］估算了四国岸外南海海槽地区的天然气水合物与有关的游离气资源量，分别为2.71×1012m3与1.6×1012m3。