海院科研动态（80）| 地质流体运移系统中气烟囱构造的发育演化模式研究取得新进展
气烟囱是地球深部流体垂向迁移的重要路径，因此了解气烟囱的形成和演化对于油气勘探和地质灾害风险评估至关重要。然而，往往背景环境条件（如海底地形、构造、沉积物供应通量）对气烟囱发展的影响尚未得到充分的研究。
我院深水沉积过程与资源效应研究团队利用高分辨率三维地震数据，在神狐海域（南海北部珠江口盆地的天然气水合物试采区）识别了59个气烟囱，其中35个与断层相交。在气烟囱-断层相交界面之上，气烟囱内部地震反射结构以杂乱且不连续的反射为主（图1）。相交界面下方的内部反射结构显示出更多的连续反射特征，这种连续的反射特征在不与断层相交的气烟囱中也很常见（图1、2）。更高程度的杂乱或不连续地震反射可能表明气烟囱内部裂隙网络更为破碎化。这可能是由于断层为气烟囱提供了额外的流体通量并增加了内部流体压力所造成的。
图1 与断层相交的气烟囱的内部反射特征
图2 不与断层相交的气烟囱的内部反射特征
现今地势起伏的海底峡谷区域可分为峡谷间区域、峡谷内区域和峡谷下游的平坦区域。峡谷间和峡谷内区域下方的气烟囱在平面上呈现出明显的拉长椭圆形，平面长轴方位角近似平行于峡谷走向（图3）。在垂向上，峡谷间区域下方的气烟囱比峡谷内和平坦区域下方的气烟囱高度更高。由于峡谷间区域的沉积物更厚，覆岩压力更高，这可能会在深部储层区域引起更强的超压积聚。这种超压分布特征可能会促使气烟囱聚集发育于峡谷间区域（图3）。覆岩应力场的最大梯度边界，也就是峡谷的主要的延伸方向，可能限制了水力压裂发生的位置与方向，进而影响了气烟囱的分布与形态特征。这项研究为受地形和断层条件影响的气烟囱在分布、形态和内部结构演化方面提供了见解（图4）。有助于更好地理解地质流体如何在盆地中发生迁移。
图3 气烟囱的空间分布特征及形态学参数统计
图4 （A，B）模式图展示了断层对气烟囱内部结构产生影响的方式；（C）模式图展示了海底峡谷地形对气烟囱分布模式产生影响的方式
以上研究成果“How do fault systems and seafloor bathymetry influence the structure and distribution characteristics of gas chimneys?”发表于中科院大类一区Top期刊《Basin Research》。论文第一作者为我院博士研究生张伯达，通讯作者为我院苏明教授。论文其他共同作者分别来自新奥门31999、广州海洋地质调查局、同济大学等科研机构。
以上研究得到国家自然科学基金青年项目、以及广州海洋地质调查局项目等的资助。
