1 引言
天然气水合物是一种由天然气分子与水分子组成的类冰固态化合物。自然界中的天然气水合物主要为甲烷水合物,通常分布于大陆边缘与冻土带,它在资源、环境、灾害三个方面均处于非常重要的地位[1]。天然气水合物是极端可燃混合物,且1m3天然气水合物约可释放出164m3甲烷。据有关专家估计,天然气水合物中的气体含碳量是常规化石燃料(石油、天然气、煤)含碳量的两倍,因此,天然气水合物是一种潜在的巨大能源。天然气水合物在低温高压环境下是稳定的,温压的变化会导致大量气体的释放,从而引起滑坡等海底重大灾害。此外由于天然气水合物释放的甲烷是一种重要的温室效应气体,对全球气候可能产生重要影响。因此,对天然气水合物的研究已引起了发达国家与发展中国家科学家的极大关注[2]。(https://www.daowen.com)
1970年Markl在地震剖面上首次识别出异常反射层[3]。深海钻探(DSDP)11航次后,这一异常反射层被定名为似海底反射层BSR(Bottom simulating reflector),并认为它与海洋天然气水合物的存在有关[4]。DSDP与大洋钻探(ODP)证实了大陆边缘海底沉积物中存在天然气水合物,BSR对应天然气水合物稳定带的底界也得到了共识[5]。BSR与海底近于平行分布,具有强振幅与负极性的特征。BSR上方振幅通常明显降低呈现出空白带/弱振幅带。在许多大陆边缘,BSR与沉积层层理斜交,较容易识别。而在南海[6,7]与东海冲绳海槽,沉积层层理与海底常常平行,BSR的识别较困难。纯天然气水合物的纵波速度高达3.3~3.8km/s。因此,含天然气水合物沉积与大陆边缘浅层沉积物(速度1.6~1.8km/s)相比具有较高的纵波速度。而下伏含游离气沉积或含水沉积的纵波速度较低。含天然气水合物沉积层与下伏含游离气沉积层或含水沉积层造成较大的负波阻抗差界面,形成负极性强反射的BSR。BSR、弱振幅带与速度倒转(纵波速度从高速向低速的急剧变化)的识别是利用反射地震、声波测井资料研究海洋天然气水合物的重要手段。