叢曉榮，楊楚鵬，毛小平，劉麗華，楊 睿，蘇 明

（1.中國科學(xué)院廣州能源研究所，廣州 510640；2.中國科學(xué)院天然氣水合物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640；3.廣東省新能源和可再生能源研究開發(fā)與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640；4.中國科學(xué)院廣州天然氣水合物中心，廣州 510640；5.國土資源部廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣州 510760；6.中國地質(zhì)大學(xué)能源學(xué)院，北京 100083）

0 引 言

天然氣水合物是由水分子和氣體分子組成的似冰狀結(jié)晶物質(zhì)，俗稱“可燃冰”，是一種潔凈新能源，廣泛分布于世界范圍內(nèi)的主被動(dòng)大陸邊緣海域以及北極大陸邊緣和永久凍土帶地區(qū)，那里的溫度壓力極其適合天然氣水合物的穩(wěn)定存在[1]。本文收集和整理了巴倫支海西南地區(qū)與天然氣水合物相關(guān)的資料，總結(jié)了西南巴倫支海天然氣水合物富集成藏的有利地質(zhì)條件。

巴倫支海是北極圈的一部分，陸緣覆蓋面積達(dá)到1.3 × 106km2，西南靠近挪威海，北邊是北冰洋。巴倫支海海底地質(zhì)背景復(fù)雜，臺(tái)地、高地與低洼盆地在主要大陸碰撞期形成（圖1）[2]。早期對西部Loppa高地和Bj?rn?yrenna斷裂復(fù)合帶的研究，發(fā)現(xiàn)諸多似海底反射（bottom simulating reflectors,BSR）異?，F(xiàn)象，推斷巴倫支海南部蘊(yùn)含豐富的天然氣水合物[3]。諸多學(xué)者還模擬計(jì)算了巴倫支海區(qū)域內(nèi)天然氣水合物穩(wěn)定帶的深度[4-5]。LABERG等[3]（1998）假定甲烷-水系統(tǒng)和底部水溫度為2℃，估算甲烷水合物穩(wěn)定帶的最小水深數(shù)值可能在100 ～300 m之間；PAULL等[6-7]（2011）估算巴倫支海天然氣水合物穩(wěn)定帶基底為水深270 m，與大洋底290 m處獲取了天然氣水合物巖芯樣品相吻合；VADAKKEPULIYAMBATTA等[8]（2015）利用高分辨率地震資料結(jié)合區(qū)域熱流和流體流動(dòng)模型模擬天然氣水合物穩(wěn)定性，認(rèn)為西南巴倫支海明顯差異的 BSR深度可能是由于區(qū)域流體/熱流的改變，亦或流體地球化學(xué)性質(zhì)的改變而引起的。研究認(rèn)為巴倫支海海底天然氣水合物穩(wěn)定帶基底較淺，受海平面變化、海底水溫和冰川作用變化影響很大[9-11]。

圖1 西南巴倫支海海底測深圖（包含主要盆地和烴類發(fā)現(xiàn)）（據(jù)文獻(xiàn)[2]、[4]修改）Fig.1 General bathymetric map of SW Barents Sea with major basins and hydrocarbon discoveries (modified after ref.[2] and [4])

1 天然氣水合物存在的識(shí)別標(biāo)志

天然氣水合物識(shí)別標(biāo)志主要有直接標(biāo)志和間接標(biāo)志。直接標(biāo)志主要是通過對海洋沉積物原地鉆探取樣分析，判斷天然氣水合物晶體的存在；或通過載人或自制潛艇下水直接勘察，看海底表層是否有水合物。間接標(biāo)志是通過地球物理、地質(zhì)、地球化學(xué)等方法，判斷是否有天然氣水合物所能造成的異常存在，進(jìn)而間接推測地層中是否富含天然氣水合物；其中，地球物理是最重要的識(shí)別標(biāo)志，是天然氣水合物勘探的主要手段[12-13]。目前在巴倫支海還未開展直接標(biāo)志相關(guān)工作，但綜合分析目前各種間接標(biāo)志，可推測巴倫支海海底蘊(yùn)含豐富的天然氣水合物。

1.1 地球物理識(shí)別標(biāo)志

1.1.1 似海底反射層和空白反射帶

天然氣水合物存在的主要標(biāo)志是似海底反射層BSR。在西南巴倫支海，BSR主要分布在經(jīng)度20o、北緯72o ～ 73o之間的區(qū)域，構(gòu)造上位于Loppa高地西部、Bj?rn?yrenna復(fù)合斷裂帶下方附近地區(qū)（圖1和圖 2）[14-15]。2D地震數(shù)據(jù)顯示區(qū)域不整合界面（upper regional unconformity, URU）（后面討論中有介紹）橫切年齡大于2.7 Ma的冰河期前的地層界面，尖滅于Loppa高地的冰河期前的沉積單元覆蓋于第三紀(jì)地層上，厚度小于100 ms雙程反射時(shí)間（圖3a和圖 3b）。在冰期和冰期前的沉積物中都可以觀察到高振幅反射和相序逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象（圖3），BSR呈片狀，高振幅反射的形式接近于預(yù)測的天然氣水合物穩(wěn)定帶底界的上部（圖3a和圖3b），BSR靠近地層邊界，并被截?cái)?，由于缺乏有效的氣體供給，展現(xiàn)出一個(gè)有限的橫向分布范圍（圖3a），圖3c清晰可見一個(gè)大的、平行于海底的、連續(xù)的高振幅反射BSR[16]。

圖2 Loppa高地西部主要構(gòu)造圖（據(jù)文獻(xiàn)[14-16]修改）Fig.2 Detailed bathymetry of the western part in the Loppa High (modified after ref.[14-16])

圖3 Loppa高地西部二維地震剖面展示的似海底反射BSR和氣體異常（桔紅色為URU，剖面大致位置見圖2）[16]Fig.3 2D multichannel seismic line showing a major high amplitude reflection (BSR) and gas anomalies in the west of Loppa High (orange line represents the URU, see Fig.2 for location)[16]

1.1.2 淺層氣體聚集異常反射

西南巴倫支海的淺層氣聚集異常反射主要是以速度和振幅結(jié)構(gòu)（velocity and amplitude structures,VAMPS）異常現(xiàn)象顯現(xiàn)，另外還有高振幅亮斑、增強(qiáng)反射、低反射帶、聲波雜亂和空白反射帶等。氣體異常主要集中分布在兩個(gè)地帶：（1）19o ～ 21oE、72o ～ 73oN 區(qū)域，位于 Loppa 高地西部、Bj?rn?yrenna復(fù)合斷裂帶和Asterias復(fù)合斷裂帶之間（圖1紫色多邊形）[14]，氣體異常與BSR的分布相伴生，可能與Loppa高地側(cè)翼地下地層的高度斷裂密切相關(guān)[16]；（2）南部71.5oE～、21oN附近的矩形區(qū)域分布有6個(gè)明顯的氣體異常區(qū)，即圖4中的A1 ～ A6[17]。

圖4 （a）-740 ms的RMS時(shí)間切片；（b）與兩個(gè)氣體異常相關(guān)的地震剖面（區(qū)域大概位置見圖1和圖7）[17]Fig.4 (a) RMS time slice at -740 ms; (b) two seismic profiles across the anomalies (see Fig.1 and Fig.7 for location)[17]

A1位于中西部，與最大的氣體運(yùn)移相關(guān)，面積約4 × 12 km2，邊界為與侏羅紀(jì)Sn?hvit儲(chǔ)層相連的兩個(gè)1級主斷層，并且被無數(shù)個(gè)古新世-早始新世斷層組（Paleocene-E.Eocene faults, PEEFs）所切穿（圖 4），異常體的下部地震反射發(fā)生嚴(yán)重扭曲，可能與氣煙囪相關(guān)（圖4）；A2面積約9 × 2 km2，其下部為地震空白帶，指示這里的沉積物含有氣體，異常體也被東西向的PEEFs限定在南部，與A1相連（圖4），暗示了流體流動(dòng)的路徑可能是通過1級主斷層到達(dá)古新世地層，然后到達(dá) PEEFs內(nèi)；A3面積約7 × 3 km2（圖4），振幅異常與1級主斷層和PEEFs緊密相關(guān)；位于圖4東北角的A4，覆蓋面積10 × 5 km2，兩個(gè)1級主斷層以離散亮斑的形式呈現(xiàn)在異常體內(nèi)部，還可觀察到線性和更小的圓形振幅異常存在；最小的A5在A2的南部，4 km長、3 km寬，走向與PEEF一致，更小的PEEF分支進(jìn)一步延伸進(jìn)入異常體內(nèi)暗示側(cè)向的流體遷移至滲透地層（圖4）；氣體異常體A6位于最南部，規(guī)模大小為4 × 2 km2，被數(shù)量眾多的PEEFs橫切（圖4）[17]。

1.2 地質(zhì)識(shí)別標(biāo)志

1.2.1 麻坑

西南巴倫支海的麻坑主要集中在 Asterias復(fù)合斷裂帶附近和Hammerfest盆地（圖5）兩個(gè)地帶，麻坑平均密度是 100個(gè)/km2，呈隨機(jī)分布或者沿著冰川犁痕排列分布，主要形成于冰川后退期，是冰川作用前期的結(jié)果。圓形麻坑的直徑在10 ～ 50 m，平均深度為1 ～ 3 m，可劃分為“標(biāo)準(zhǔn)麻坑”[19]。更大、且形狀不規(guī)則的麻坑，直徑達(dá)到 300 m，深度達(dá)到25 m。此外，還可以觀察到海底表面深度達(dá)到15 m的冰川犁痕（圖6）。

圖5 西南巴倫支海 Loppa高地海底測深圖：（a）Asterias復(fù)合斷裂帶附近；（b）Hammerfest盆地（區(qū)域大概位置見圖1和圖7）[18]Fig.5 Bathymetric map in the Loppa High area, southwestern Barents Sea: (a) the Asterias Fault complex; (b) Hammerfest Basin (see Fig.1 and Fig.7 for location) [18]

圖6 （a）海底麻坑的位置和基于大小的分類；（b）上區(qū)域不整合界面和海底之間的第四紀(jì)沉積物等厚圖；（c）上區(qū)域不整合界面識(shí)別的麻坑位置（區(qū)域大概位置見圖1和 圖7）[20]Fig.6 (a) Location and classification of seabed pockmarks based on size; (b) isopach map (in TWT) of the Quaternary sediments between the URU and the seabed; (c) map showing locations of pockmarks identified on the URU (see Fig.1 and Fig.7 for location) [21]

Hammerfest盆地識(shí)別出297個(gè)麻坑，并且可以分類為大麻坑（寬度達(dá)到100 m）、巨大麻坑（寬度從100 ～ 300 m）、超大麻坑（寬度超過1 km）。巨大麻坑僅在研究區(qū)的西南角分布?？傮w上來說，46個(gè)麻坑在50 ～ 100 m尺度范圍內(nèi)，60個(gè)麻坑在100 ～200 m范圍內(nèi)，9個(gè)麻坑在200 ～ 300 m寬度范圍內(nèi)。

受巨大冰川線型帶影響，在海底 315 ～ 350 m（470 ～ 420 ms TWT）深度范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)高密度的大型和巨大型麻坑，但水深范圍在276 ～ 284 m（369 ～379 ms TWT）的兩個(gè)超大型麻坑可能是受冰川犁作用影響。研究表明，第四紀(jì)沉積物的厚度與麻坑發(fā)生頻率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（圖6b）。第四紀(jì)（40 ～ 60 ms TWT）的薄片狀地層中有更多的麻坑分布。西北向的海底麻坑集中位于淺層氣體異常帶中，暗示其可能與麻坑相關(guān)的流體/氣體來源。在區(qū)域不整合界面識(shí)別和圈定出324個(gè)麻坑（圖6c），呈圓形，成群或者孤立分布，深度范圍在 7 ～ 20 m（8 ～ 23 ms TWT），寬度范圍為40 ～ 400 m，還可觀察到更小的圓形凹陷。地震剖面顯示有埋藏的化石凹痕，揭示麻坑被覆蓋在相對不擾動(dòng)的內(nèi)部反射層面中，表明第四紀(jì)沉積物是在構(gòu)造穩(wěn)定條件下沉積的。圖6顯示麻坑的影響范圍主要在上區(qū)域不整合界面和現(xiàn)今海底，覆蓋范圍面積分別達(dá)到80 km2和60 km2[20]。

1.2.2 氣煙囪

氣煙囪在西南巴倫支海廣泛分布，以不同的大小和形狀呈現(xiàn)，在 Ringvass?y-Loppa 和 Bj?rn?yrenna斷裂復(fù)合帶、Troms?盆地北部、Polheim次級臺(tái)地和Veslem?y高地分布密集，此外在Troms?盆地、東部（Finnmark臺(tái)地、Nordkapp盆地和Bjarmeland臺(tái)地）也有少量分布。Hammerfest盆地，氣煙囪出現(xiàn)在Sn?hvit儲(chǔ)層。S?rvestsnaget盆地的氣煙囪規(guī)模較小且廣泛分布，但是與主要斷裂沒有任何相關(guān)性[2]。

圖7 西南巴倫支海沿?cái)鄬雍蜌鉄焽璧臐B漏分布（據(jù)文獻(xiàn)[2]、[4]修改）Fig.7 Distribution of leakage along faults and gas chimneys in SW Barents Sea (modified after ref.[2] and [4])

圖8a展示了Loppa高地西部、Bj?rn?ya盆地內(nèi)的氣煙囪分布的地震反射雜亂特征，覆蓋面積達(dá)36 km2，終止于白堊紀(jì)地層的頂部。Bj?rn?yrenna斷裂復(fù)合帶（BFC）（圖1）小的氣煙囪位于斷裂的右側(cè)（圖8a）；推測氣體沿著這些斷層向上遷移。Polheim子臺(tái)地識(shí)別出一個(gè)超大氣煙囪（圖8b），寬大約為12 km，覆蓋面積達(dá)130 km2，顯現(xiàn)聲學(xué)假象特征。

氣煙囪內(nèi)部的地震反射高度雜亂，表明氣體滲漏的來源很難識(shí)別出來。盡管如此，研究區(qū)位于斷裂復(fù)合帶內(nèi)，流體的遷移可能是沿著這些斷裂發(fā)生；靠近Veslem?y高地的S?rvestsnaget盆地可見流體的垂向和側(cè)向遷移（圖8c）。位于上新世-更新世邊界帶（URU）上的高振幅異常帶標(biāo)志著流體運(yùn)移柱狀帶的上部終止。這個(gè)地層內(nèi)高振幅極性反轉(zhuǎn)反射暗示有氣體的聚集。在鄰近氣煙囪和遠(yuǎn)離氣煙囪終止點(diǎn)的地層界面處也可見高振幅反射，表明物質(zhì)沿地層逆傾斜方向的側(cè)向遷移；位于Loppa高地東南地區(qū)的地震線靠近Asterias斷裂帶和RLFC的接合點(diǎn)（圖1），展示了氣煙囪的另一種類型（圖8d）。URU反射層下部氣煙囪終止點(diǎn)處的強(qiáng)極性反轉(zhuǎn)層暗示了這里有氣體的聚集，該區(qū)主要的烴源巖層來自于三疊紀(jì)Snadd地層[21]和另一個(gè)更深的烴源巖地層，在地震剖面上很難準(zhǔn)確地識(shí)別出來[2]。

圖8 西南巴倫支海氣煙囪：（a）Bj?rn?ya盆地東南部流體流動(dòng)；（b）Loppa高地西南的流體遷移特征；（c） S?rvestsnaget盆地到Veslem?y高地地震剖面展示的氣煙囪；（d）Loppa高地西南部分的氣煙囪（剖面大概位置見圖1和 圖7）[2]Fig.8 Gas chimneys in SW Barents Sea: (a) fluid flow in the southeast part of Bj?rn?ya Basin; (b) migration feature SW of the Loppa High; (c) seismic profile from S?rvestsnaget Basin close to Veslem?y High shows gas chimney; (d) a gas chimney from the SW part of Loppa High (see Fig.1 and Fig.7 for location)[2]

1.2.3 斷裂

西南巴倫支海雜亂反射和高振幅異常反射都與斷層有關(guān)（圖8）。來自Loppa高地北部的地震剖面展示了兩個(gè)主要斷裂，切穿了 Hekkingen地層，并且延伸到URU，與幾個(gè)小斷層密切相關(guān)（圖8a）。高度雜亂和低振幅反射主要位于主斷裂的根部，表明運(yùn)移的流體來自于更深部的地層，并且沿著斷層，流體運(yùn)移發(fā)生分支現(xiàn)象?？拷鼣鄬咏K止處，沿著斷層面可見高振幅異常現(xiàn)象。流體流動(dòng)特征由 2 km2狹窄的底部向上變寬達(dá)到290 km2。

地震高振幅異常反射表明有氣體存在[22]。小斷層也表現(xiàn)為沿?cái)鄬用娴母哒穹瓷洹RU界面之上沒有觀察到高振幅反射，表明向上遷移的氣體圈閉在此或者在URU界面以下。晚侏羅紀(jì)Hekkingen地層可能是研究區(qū)淺層氣體的來源，深部氣體對滲漏可能也有貢獻(xiàn)作用；圖8b展示了來自Loppa高地的重大斷裂區(qū)域，斷層面上有高振幅反射，暗示有氣體的存在。少量的斷層延伸至海底，這些斷層的終止也與海底的小凹陷相一致。

流體沿著這兩個(gè)主要斷層，從深部向上遷移，又沿著淺部地層的小斷裂運(yùn)移。早期三疊紀(jì)頂部的Havert地層可能是烴類化合物的主要來源，深部地層對滲漏可能也有影響作用，如Hammerfest盆地西北部的地震剖面識(shí)別出沿?cái)鄬拥牧黧w滲漏（圖8c）。與斷層相近的水平地層可見高振幅反射，流體沿主要的大斷裂滲漏到白堊紀(jì)地層的頂部，再沿其他斷層運(yùn)移，靠近斷層終止點(diǎn)處可見高振幅反射，暗示淺層氣的聚集。主斷裂切穿侏羅紀(jì) Hekkingen地層的頂部，Hekkingen地層可能是滲漏氣體的來源[23]；Hammerfest盆地東北部，Bjarmeland臺(tái)地上Samson穹丘處展示了背斜構(gòu)造上的流體滲漏和淺層氣體聚集（圖8d）?？拷５椎牡卣鹦盘栢须s帶和高振幅異?，F(xiàn)象暗示著流體的向上遷移。晚侏羅紀(jì)Hekkingen地層標(biāo)志著背斜構(gòu)造的頂部，可能是由于外力原因，這個(gè)地層之下有許多小斷層。這些斷層可能為烴類的運(yùn)移提供通道。更大的斷層也出現(xiàn)在背斜構(gòu)造的兩翼，對流體的遷移也起到重要作用。沿?cái)鄬拥牧黧w運(yùn)移區(qū)域?qū)? km，穹丘南部的滲漏區(qū)覆蓋面積達(dá)141 km2。Hekkingen地層具有生烴潛力，但在該區(qū)內(nèi)并未成熟[23]。許多更深的三疊紀(jì)地層如 Havert地層，可能是向上遷移氣體的來源[2]。

圖9 西南巴倫支海沿?cái)鄬拥臐B漏：（a） Loppa高地北部的地震剖面；（b）Loppa高地南部沿?cái)鄬拥牧黧w滲漏；（c）Hammerfest盆地西北部沿?cái)鄬拥牧黧w滲漏；（d）橫穿Hammerfes盆地鹽穹丘的NE向地震剖面（剖面大概位置見圖1和 圖7）[2]Fig.9 Leakage along faults in SW Barents Sea: (a) seismic profile from northern part of the Loppa High; (b) shows fluid leakage along faults from the southern part of the Loppa High; (c) fluid leakage along faults from the northwest part of the Hammerfest Basin;(d) seismic profile across the Samson Dome (see Fig.1 and Fig.7 for location)[2]

類似上面沿?cái)嗔训臐B漏在西南巴倫支海的許多地區(qū)都有出現(xiàn)，盡管這樣，西部Loppa高地及周邊地區(qū)密度更高，RLFC和BFC斷裂復(fù)合帶展示沿?cái)鄬拥臐B漏積聚帶，不同盆地界限之間的主要斷裂處也有許多的斷層滲漏顯示（圖7），觀察表明流體滲漏與主斷層密切相關(guān)。西部高密度斷裂的出現(xiàn)表明流體流動(dòng)幾率也會(huì)相應(yīng)增加，可能是斷層再活化作用導(dǎo)致的[2]。

1.2.4 其他特征

除了氣煙囪和沿?cái)嗔训臐B漏外，西南巴倫支海還存在許多與氣體/流體流動(dòng)相關(guān)的地震異常，包括滲漏管道、類似麻坑樣的凹陷、與流體遷移相關(guān)的聲學(xué)下拉現(xiàn)象、BSR異常等等，數(shù)量可能較少，但分布廣泛。滲漏管道是局部振幅異常干擾反射的柱狀帶[24]。圖10a展示了Norsel高地北部Bjarmeland臺(tái)地南部一個(gè)垂向的狹窄的聲阻抗帶，這個(gè)地震信號雜亂帶終止在淺部地層，但可見斷層延伸到海底，這些斷層可能是流體向上遷移的通道，流體滲漏垂向帶的終止點(diǎn)處可見高振幅反射層，這個(gè)帶大約有800 m寬，將這樣狹長、垂向的流體遷移識(shí)別為滲漏管道。流體滲漏的來源可能是三疊紀(jì)或者更老的地層，因?yàn)闈B漏帶可以追溯到比三疊紀(jì)早期的Havert地層更深的地方；Finnmark臺(tái)地中央部分地震剖面顯示雜亂帶和高振幅異?，F(xiàn)象，表明流體的遷移（圖10b）。聲學(xué)下拉反射層暗示了低速氣體物質(zhì)的存在。流體流動(dòng)的來源可能是早二疊紀(jì)/晚石炭紀(jì)?rn地層或者更深的石炭紀(jì)頁巖[25]。也可見火山口形狀的凹陷，1.2 km寬，類似古水道[2]。

圖10 西南巴倫支海其他滲漏特征：（a）Nyslepp斷裂復(fù)合帶北部Bjarmeland臺(tái)地南部的滲漏管道；（b）Finnmark臺(tái)地中央部分的流體遷移（剖面大概位置見圖1和圖7）[2]Fig.10 Others features in SW Barents Sea; (a) a vertical,narrow zone offluid leakage from the southern part of the Bjarmeland Platform north of the Nyslepp Fault Complex; (b)shows chaotic seismic reflectors, and high amplitude reflector from the central part of the Finnmark Platform, suggesting migration offluids (see Fig.1 and Fig.7 for location ) [2]

2 討 論

眾所周知，巴倫支海西部比東部顯示更復(fù)雜的構(gòu)造發(fā)育（圖 1）GUDLAUGSSON等（1998），西南巴倫支海大陸架的形成于晚泥盆紀(jì)[26-27]，其下是蘇格蘭造山運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的早泥盆紀(jì)變質(zhì)基底，早中泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)、三疊紀(jì)和晚侏羅紀(jì)—早白堊紀(jì)時(shí)期擴(kuò)張的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)控制了西南巴倫支海晚古生代和中生代的構(gòu)造歷史[29]。例如：晚石炭紀(jì)和早二疊紀(jì)期間擴(kuò)張的斷裂影響了Loppa和Stappen高地[30]，然而 Bjarmeland臺(tái)地東北部和 Nordkapp盆地處于穩(wěn)定狀態(tài)[31]；二疊紀(jì)和早三疊紀(jì)期間的再活化斷裂作用導(dǎo)致 Loppa和 Stappen高地的傾斜（圖1）[26]。中侏羅紀(jì)斷裂作用和相關(guān)的斷塊裂谷作用再次活躍[32]，隨著北大西洋南部的擴(kuò)張，晚侏羅紀(jì)到早白堊紀(jì)期間，斷裂作用加強(qiáng)，直至形成現(xiàn)今的地貌地貌構(gòu)造格局（圖1）[33]。古新世-始新世期間，北大西洋的擴(kuò)張導(dǎo)致大規(guī)模抬升[34-35]，始新世到漸新世期間構(gòu)造反轉(zhuǎn)和褶皺作用廣泛發(fā)生[34,36-37]。晚上新世-更新世期間，冰川消失和抬升作用導(dǎo)致巴倫支海遭受廣泛的侵蝕[38-39]，然后西南巴倫支海南部地區(qū)，Hammerfest盆地，Nordkapp盆地和Loppa高地遭受抬升和侵蝕相對較少[28]。大約在2.5 Ma，晚上新世-更新世期間形成區(qū)域不整合界面[39-40]，它表示最古老冰川作用界面，是在大陸架幾個(gè)冰川作用期間因侵蝕而發(fā)育的[41]，是由冰川侵蝕向加積沉積機(jī)制的一個(gè)重要轉(zhuǎn)向標(biāo)志[42]。

圖2顯示沿著Ringvass?y-Loppa斷裂復(fù)合帶有天然氣滲漏，而麻坑地區(qū)沒有發(fā)現(xiàn)（圖2黃色三角形），CHAND等（2012）認(rèn)為麻坑可能是由于天然氣水合物分解造成的[16]，而現(xiàn)今的天然氣滲漏則是區(qū)域性斷層活動(dòng)導(dǎo)致的；圖2中還可見BSR與氣煙囪的分布密切相關(guān)，主要位于 Loppa高地西部。MURILLO等（2016）對Hammerfest盆地地球化學(xué)同位素分析表明，該區(qū)烴類供給主要來源于三疊紀(jì)、白堊紀(jì)和古新世地層[43]；OSTANIN等（2017）基于高分辨率地震數(shù)據(jù)解釋對Sn?hvit and Albatross區(qū)域系統(tǒng)模擬顯示，烴類化合物滲漏事件與流體、氣體大規(guī)模排放事件時(shí)期相吻合，并且沿?cái)鄬拥臐B漏是最主要烴類排放方式，淺層的氣煙囪、麻坑和其他滲漏通道同樣起到了重要作用[44]；TASIANAS等（2018）利用高分辨率3D地震資料對富生烴Sn?hvit凹陷麻坑和淺層流體流動(dòng)系統(tǒng)研究認(rèn)為，該區(qū)的麻坑和淺層流體流動(dòng)系統(tǒng)是冰川消融期間天然氣水合物的大量分解滲漏導(dǎo)致[45]；平面圖7可見，氣煙囪和沿?cái)嗔训臐B漏西南巴倫支海的很多地方都有出現(xiàn)，Hammerfest盆地西部大規(guī)模碳?xì)浠衔锏陌l(fā)現(xiàn)區(qū)展現(xiàn)高密度氣煙囪滲漏分布，Loppa高地西部展現(xiàn)高密度沿?cái)嗔训臐B漏積聚帶，滲漏密集地區(qū)與天然氣水合物存在的地球物理和地質(zhì)標(biāo)志分布位置圖呈現(xiàn)良好的相關(guān)性。

天然氣水合物的富集成藏除了具備基本的滿足天然氣水合物穩(wěn)定域條件外，還需要有充足的氣體來源、良好的含氣流體運(yùn)移通道和適合的儲(chǔ)層等[46]。由圖1主要盆地分布和烴類發(fā)現(xiàn)分布與圖2和圖7的天然氣水合物識(shí)別標(biāo)志對比分析，結(jié)合上述巴倫支海區(qū)域構(gòu)造背景，可以推斷，西南巴倫支海天然氣水合物的富集成藏與流體流動(dòng)密切相關(guān)，其不均勻性分布可能受區(qū)域烴源巖、構(gòu)造格局、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、冰川作用等共同控制，比如與Loppa相似構(gòu)造格局的Stappen高地顯示較少的天然氣水合物識(shí)別標(biāo)志，可能是其深部烴源巖較少；天然氣水合物的有利勘探目標(biāo)區(qū)主要在Loppa高地西部和Hammerfest盆地西部，與Hammerfest盆地相似烴類發(fā)現(xiàn)的Nordkapp盆地顯示較少天然氣水合物識(shí)別標(biāo)志可能是由于其構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和冰川作用導(dǎo)致其含氣流體運(yùn)移通道發(fā)育不好，抑或冰川作用過于強(qiáng)烈造成了嚴(yán)重破壞，因此，為進(jìn)一步圈定天然氣水合物成礦成藏范圍和評估天然氣水合物資源量，需要充分了解西南巴倫支海天然氣水合物的氣體來源和控制因素，詳細(xì)研究目標(biāo)區(qū)深部烴類氣源供給、垂向含氣流體運(yùn)聚通道系統(tǒng)類型和淺部地層水合物穩(wěn)定域三者的時(shí)空耦合配置關(guān)系，將三者有機(jī)結(jié)合起來，總結(jié)天然氣水合物的成礦成藏模式。

3 結(jié)論及啟示

（1）西南巴倫支海存在多種識(shí)別天然氣水合物的地球物理和地質(zhì)標(biāo)志，推斷其海底蘊(yùn)含豐富的天然氣水合物。

（2）西南巴倫支海天然氣水合物的地球物理標(biāo)志主要包括BSR、空白反射帶和淺層氣體聚集異常反射等，地質(zhì)標(biāo)志主要包括麻坑地貌、氣煙囪和斷裂構(gòu)造及其他氣體滲漏構(gòu)造特征。

（3）天然氣水合物的有利勘探目標(biāo)區(qū)主要在Loppa高地西部和 Hammerfest盆地西部。與Hammerfest盆地相似烴類發(fā)現(xiàn)的 Nordkapp盆地顯示較少天然氣水合物識(shí)別標(biāo)志可能是由于其構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和冰川作用導(dǎo)致其含氣流體運(yùn)移通道發(fā)育不好，抑或冰川作用過于強(qiáng)烈造成了嚴(yán)重破壞；與 Loppa相似構(gòu)造格局的 Stappen高地顯示較少的天然氣水合物識(shí)別標(biāo)志，可能與其深部烴源巖較少有關(guān)。