| 海洋环境甲烷水合物溶解度及其对水合物发育特征的控制 |
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| 引用本文： | 苏正,陈多福.海洋环境甲烷水合物溶解度及其对水合物发育特征的控制[J].地球物理学报,2007,50(5):1518-1526. |
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| 作者姓名： | 苏正 陈多福 |
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| 作者单位： | 1.中国科学院广州地球化学研究所，广州 510640;2.中国科学院广州天然气水合物研究中心，广州 510640;3.中国科学院研究生院，北京 100049 |
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| 基金项目： | 中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-YW-108,KZCX3-SW-224)，国家自然科学基金项目(40572071)，中国科学院知识创新工程前沿领域项目(GIGCX-04-03)资助 |
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| 摘 要： | 除合适的温度和压力条件外，甲烷水合物的形成还需要有充足的甲烷供给，沉积物孔隙水中的甲烷浓度必须大于甲烷水合物的溶解度.本文建立了水合物－水－游离气三相体系、水合物－水二相体系、气－水二相体系的甲烷溶解度计算优选方法，计算确定了水合物系统的甲烷溶解度-深度相图，依此划分出游离气、溶解气、水-水合物、水-水合物-游离气四个甲烷不同相态分布区.对水合物脊ODP1249和1250钻位、布莱克海台ODP997钻位稳定带甲烷水合物含量和稳定带之下游离气含量进行了计算.ODP1249浅部13.5～72.4 mbsf(mbsf表示海底以下深度)的甲烷水合物是沉积物孔隙体积的10%～61%，ODP1250钻位35～1065 mbsf的甲烷水合物约为孔隙体积的0.7%～1.9%，水合物层之下游离气层厚约22 m，游离气含量约占孔隙的4%.布莱克海台ODP997钻位的浅部146.9 mbsf处无水合物发育，202.4～433.3 mbsf之间水合物占孔隙体积的约5%～7%，水合物层之下游离气层厚约80 m，游离甲烷含量为孔隙的0.2%～28%.
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| 关 键 词： | 甲烷水合物体系 甲烷溶解度 甲烷相态 稳定带计算 水合物和游离气含量 水合物脊 布莱克海台 |
| 文章编号： | 0001-5733（2007）05-1518-09 |
| 收稿时间： | 2006-11-17 |
| 修稿时间： | 2006-11-17 |
Calculation of methane hydrate solubility in marine environment and its constraints on gas hydrate occurrence |
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| SU Zheng,CHEN Duo-Fu.Calculation of methane hydrate solubility in marine environment and its constraints on gas hydrate occurrence[J].Chinese Journal of Geophysics,2007,50(5):1518-1526. |
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| Authors: | SU Zheng CHEN Duo-Fu |
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| Institution: | 1.Guangzhou Institute of Geochemistry，Chinese Academy of Sciences，Guangzhou 510640，China;2.Guangzhou Center for Gas Hydrate Research，Chinese Academy of Sciences，Guangzhou 510640，China;3.Graduate University of the Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China |
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| Abstract: | Besides appropriate temperature and pressure，sufficient gas supply is necessary for gas hydrate crystallization within gas hydrate stable zone (GHSZ) of marine environment. In this article we construct the calculation of methane solubilities in the equilibrium system of hydrate-water-free gas，hydrate water，and water-free gas. The phase diagram of methane solubility versus depth is figured out，by which four phase fields of methane occurrence，namely free gas field，dissolved gas field，hydrate-water field and hydrate-water free gas field. The contents of hydrate and free gas at sites 1249，1250，997 are computed. At site 1249 and 1250，hydrate content is 10%～61% (13.5～72.4 mbsf) and 0.7%～1.9% (35～106.5 mbsf) in sediment pores，respectively. The layer of free gas immediately below the base of GHSZ at these two sites is about 22 m thick，and its free gas content is about 4% in sediment pores. At site 997，there is no hydrate in the sediment above 146.9 mbsf，hydrate occurs from 202.4 to 433.3 mbsf occupying about 5%～7% of porosity. The free gas layer is about 80 m thick below the hydrate layer，and concentration of methane free gas is about 02%～28% in the pore. |
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| Keywords: | Methane hydrate system Methane solubility Methane phase GHSZ calculation Hydrate and free gas concentration Hydrate Ridge Blake Ridge |
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