什么是可燃冰？在中国存在吗？

可燃冰又称天然气水合物或甲烷水合物，是一种类似于冰的天然气和水的混合物，在自然界中自然形成，数量巨大。在一个可燃冰分子中，水约占85%，水分子和甲烷形成结晶晶体，晶体稳定，甲烷分子被水分子包围。水分子形成的空腔充满了甲烷分子。为了保持甲烷可燃冰的稳定，这些空腔中至少有70%充满了甲烷分子。事实上，这个填充率通常高达95%以上。

海底或极地沉积物中发现的甲烷型天然气水合物在高压和低温下是稳定的。很少有人见过固体天然气水合物。它们不仅位于天气恶劣、人们通常难以到达的极地，而且被带到地表后会迅速融化分解，分解成液态水和气态甲烷。

下面是国外发布的一些图片，让大家对可燃冰世界的研发进展有个印象，然后进行报道。

永久冻土区天然气水合物稳定带(来源:SEG提供)

海洋天然气水合物稳定带

目前世界上已知的可燃冰分布区域

全球可燃冰资源及其分布(来源:Johnson，2011)

天然气水合物研究的主要里程碑(来自冰冻心脏)

加拿大在北极进行生产试验(来自冷冻心脏)。

2.可燃冰是如何形成的？

在高压低温条件下，只要有足够的甲烷和水，就可以自然形成可燃冰(甲烷气体水合物，后面不具体指出，可燃冰只是天然气水合物，天然气水合物就是可燃冰)。甲烷本身是由埋藏在沉积物中的有机碳分解产生的，这些甲烷会向上迁移。在合适的条件下，这些甲烷会与水结合形成天然气水合物。

在天然气水合物稳定带(GHSZ)，天然气水合物可以自然形成。在该埋藏深度，压力和温度条件适合于形成气体水合物。GHSZ的确切位置及其分布范围视当地情况而定。

在北极地区，气候寒冷，有厚厚的永久冻土。典型的GHSZ顶部大约在地表以下300到400米，通常出现在永久冻土的中间。在相对较厚的永久冻土区，GHSZ常常可以延伸到永久冻土基底以下500米以上(图1)。

多年冻土带——多年冻土带背景下的天然气水合物稳定带(GHSZ)。压力-温度相界(理想化)用绿色曲线表示，局部地温梯度(假设)用红色表示。在多年冻土带，GHSZ一般始于埋深100至300米，可延伸至多年冻土带以下数百米(一般在埋深150至600米)。来源:礼遇SEG。

海洋——在海洋沉积物中，GHSZ从300到600米以下开始，可以延伸到数百米厚。海洋GHSZ的厚度取决于海底水温(一般为3 ~ 4℃)、盐度、地热梯度和深度。资料来源:CourtesySEG。

在海洋或内陆深湖中，300至500米甚至更深的水下压力很大，GHSZ的顶部也能出现在水柱中，其底部在海底以下也有一定厚度(图2)。

天然气水合物可能只出现在满足天然气水合物稳定所需的压力和温度的地方。如果压力和温度是唯一的因素，天然气水合物将在整个海洋沉积物中随处可见。事实上，除了适当的压力和温度条件，还需要有足够的水和甲烷。因此，天然气水合物实际上只出现在GHSZ(图3)。

一些天然气水合物研究领域。黄色方块表示历史上天然气水合物的主要研究地点，在这些地方，天然气水合物在沉积物表面以下超过50米的深度被收集。根据遥感卫星的研究，推测世界上其他许多地方都存在天然气水合物。天然气水合物虽然分布广泛，但主要集中在富含甲烷的地方，通常在大陆附近或大陆上。(图由Ruppel等人的2011修改而来)。

天然气水合物中的甲烷来源于有机物、死去的动植物残体或遗骸的分解。当微生物消耗有机物时，有甲烷作为废物排出，这就是生物源甲烷(图4)。热演化产生的甲烷来自地表以下的深部，那里压力大，温度高，埋藏的有机质不断产生甲烷和油气。

墨西哥湾北部海底天然气水合物露头。这种天然气水合物呈橙红色，主要是因为有少量石油的存在。这个天然气水合物露头有粉红色的“甲烷冰虫”寄生。这些昆虫(发现于1997)一般长2 ~ 4厘米，以水合物和细菌为食(Fisheret al .，2000)。

在浅层沉积物中，有机碳被微生物分解，同时产生甲烷。当埋深达到一定深度时，这些有机碳通过热分解生成甲烷(图5)。有机碳本身既不均匀分布，也不总是分布在同一个地方。例如，目前海洋沉积物中约90%的有机碳分布在大陆附近相对较浅的沉积物中(hedge sand Keil 1995；巴菲特和阿彻2004年).

沉积有机质的演变。沉积下来的有机物被微生物逐渐分解，也在热和压力的条件下发生热演化，或埋得更深，或露出地表进行碳循环。微生物分解产生的甲烷(也称为“生物成因”)和热演化分解产生的甲烷随流体缓慢移动通过覆盖的沉积物，或沿断层或其他渗流路径快速移动。随着甲烷饱和度的增加和温度的降低，过量的甲烷(达到饱和后不能溶解的甲烷)在气体水合物稳定基质(BGHS)下形成气泡。在BGHS上空，过量的甲烷通常会形成甲烷水合物(天然气水合物)，但也有一些会形成气泡。