地质图书馆完成两部天然气水合物专辑

值2014年中国地质调查局全国地质调查工作会议召开之际，地质图书馆文献情报室完成了两部天然气水合物专辑，《天然气水合物基本问题——特征、资源、环境和开发》专辑主要介绍了天然气水合物的基本性质、能源地位、资源潜力、环境影响以及开发等主要方面，使读者能够系统地了解天然气水合物领域的相关知识；《天然气水合物环境问题——巨大的能源潜力和环境挑战》专辑在深入介绍天然气水合物研究历史、结构、形成、物理性质和赋存等基础上，结合油气工业、能源利用、工业应用和环境方面对天然气水合物进行了全面的诠释和解读，讨论了天然气水合物领域的巨大潜力和挑战。这两部专辑较系统、全面、通俗易懂地向读者推出有关天然气水合物的一个完整成果。国务院参事、国土资源部原总工程师国务院参事张洪涛先生欣然为专辑作序。

天然气水合物是由水（主）分子和气体（客）分子在高压低温条件下形成的冰状的、非化学配比的包合物。该类化合物包括3种最常见的晶型结构，即I型结构（sI）、II型结构（sII）和H型结构（sH），这取决于客气体分子的性质和大小。从全球储量和区域分布来看，甲烷水合物是最为重要的天然气水合物。

有资料表明，天然气水合物的资源潜力可满足未来1000年的全球能源需求。此外，其对全球气候变化的潜在作用也受到了愈来愈多的关注。从能源资源的角度来看，在海底以下的沉积物和永久冻土中的天然气水合物矿床里赋存有大量的天然气（主要为甲烷（CH4））。即使其中只有很少的一部分可开采，也可满足全球几个世纪的能源需要。因此，探明高饱和度和高质量的天然气水合物资源并从中生产CH4成为了重点。通过甲烷水合物分解从天然气水合物矿床中采收CH4的常规方法包括降压法、注热法和注化学抑制试剂法。

天然气（甲烷）水合物被认为是近几十年来所发现的一种新型清洁和重要后续能源，具有能量密度高、分布广、规模大、埋藏较浅和资源潜力大等特点，引起了世界各国的高度重视。许多国家都设立了国家研究计划，用于调查研究天然气水合物。据统计，目前世界上已在79个国家和地区发现了天然气水合物气藏，全球有30多个国家都在研究天然气水合物的开采和利用等相关问题。目前天然气水合物调查工作开展最好的几个国家是美国、日本、加拿大和德国等。

近几年来，深海采油工艺技术的进步也使得海底水合物的开采在技术上成为可能，开采成本也有所降低。美国、日本、印度等国也已开始对海底天然气水合物开采进行地质勘探和工艺技术上的准备，并将开采试验时间表列入国家的研发纲要，并明显加大了对海底天然气水合物资源可开发性的研究，在地质及开采技术研究方面取得了若干新成果。2013年3月日本已经首次在海上成功地试验性开采出天然气水合物。

中国天然气水合物研究始于上世纪80年代初，本世纪初中国开展了天然气水合物的系统研究、勘探工作。总体上分为三个阶段：

第一是“调查阶段”。原地质矿产部及有关科研院所、大专院校开展了天然气水合物信息搜集和前期研究，1985年刊出了有关情报信息，同时开展了实验室合成试验。1999年国土资源部“新一轮国土资源大调查”启动，广州海洋地质调查局“奋斗五号”首次在南海开展深水高分辨率多道地震调查，证实存在“地震综合异常信息（BSR）”。2001年我国第一个拥有自主知识产权的“天然气水合物模拟实验室”在青岛建成，并成功合成样品。2002年国家专项“我国海域天然气水合物资源调查与评价”实施，派出“海洋四号”、“探宝号”、“奋斗四号”、“奋斗五号”等船只，开展了18个航次的调查工作，进一步确认我国南海北部陆坡具有天然气水合物的赋存条件，并取得了一系列地球物理学、地球化学、地质学、生物学等第一手证据。2002年国家“863”计划设立“天然气水合物探测技术”研究课题，技术研发从此起步。2004年与德国“基尔海洋中心”合作，开展“南海北部陆坡甲烷和天然气水合物分布形成及其对环境的影响研究”，实施德国“SONNE”调查船SO177航次，首次在我国南海发现了大规模自生碳酸盐岩区、甲烷气体喷溢形成的菌席、双壳类生物及与之伴生的管状蠕虫，预测我国南海北部陆坡具有良好的资源远景，初步圈定“天然气水合物”重点目标区。

第二是“突破阶段”。2006年在我国南海神狐等海域开展1×4千米的二维地震勘探及地质、地球化学综合调查，在此基础上，两次邀请包括IODP311、印度洋钻探航次首席科学家M. Riedel、著名德国科学家Susse等在内的著名学者，利用网络会议讨论了钻井方案。2007年BAVENT号工程船进入现场，分两个航段实施“钻探站位取心”，来自9个国家的28位外国科学家参与，中国两个航段的首席科学家分别是张海啟、杨胜雄，首次成功取得了海底岩心，获得了我国第一批实物样品，使我国成为继美国、日本、印度之后，第四个通过国家级研发计划采到水合物实物样品的国家，综合研究水平一举进入国际先进行列。

在海域调查同时，国土资源部部署了陆域永久冻土区天然气水合物的调查工作，初步圈定了我国东北、青藏高原地区永久冻土层分布范围与厚度，研究、编制我国第一份天然气水合物找矿远景区分布图。2008年在首席科学家祝有海领导下，在祁连山南缘永久冻土区实施钻探验证，首次取得实物样品，次年6月再次钻获一批样品，表明我国已经成为继加拿大1992年在北美马更些三角洲、美国2007年在阿拉斯加北坡发现天然气水合物之后，在陆域冻土区通过钻探获实物样品的第三个国家，也再次证明了我国天然气水合物的调查与研究处于国际领先水平。国际上唯一的天然气水合物学术组织ICGH宣布，第八届国际天然气水合物大会将于2014年在北京举行。

第三是“普查评价阶段”。以2011年启动的国家重大专项“天然气水合物勘查与试采工程”（包括973、863专项）为标志，提出10年内将完成中国管辖海域天然气水合物的普查规划。中国第一艘自行设计的天然气水合物综合调查船“海洋六号”入列，装备有深水多波束、海底电磁等，布设海底摄像、ROV海底机器人等，成功查明成矿地质条件，圈定地球物理、地球化学异常分布区域，为评价和优选成矿有利区提供基础资料和依据。2012年中国科学家再次深入南海北部海域，取得重要进展。2013年杨胜雄、张光学两位首席科学家先后率领团队，在珠江口盆地东部海域实施三个航段13个站位的钻探任务，总进尺4061米，实现了600～1100米水深条件下的钻孔精确定位、随钻监控、锁定目标、获取样品，发现了一系列海底重要地理、地质现象，取得了层状、块状、结核状、脉状、浸染状等一批实物样品，确定了天然气水合物矿体的分布范围，获得天然气水合物折算成天然气的控制储量。

近2年多来，图书馆情报室充分依托馆藏地学文献优势，紧紧抓住非常规能源热点，采取专题研究和刊物报道相结合的方式，创办了内部刊物《非常规能源信息》，先后完成了《国外页岩气资源勘查开发现状》、《增强型地热系统——21世纪地热能的未来》和《增强型地热系统的现状与前景》等情报专辑，在非常规能源研究方面形成特色，受到国土资源部部、中国地质调查局领导和兄弟单位的一致好评。在2014年中国地质调查局召开两会之际，又推出《天然气水合物综述——特征、资源、环境和开发》及《天然气水合物——巨大的能源潜力和环境挑战》这两部专辑，内容涉及从化石能源到天然气水合物的方方面面，是集系统性、专业性和前沿性于一体的可贵资料。

这两部专辑可为部、局领导、广大科研人员了解世界天然气水合物开发利用现状及制定相关政策提供参考。我相信，通过这两部专辑对天然气水合物通俗易懂而全面的介绍，将会为我国天气水合物的研究起到进一步的推动作用。

两部天然气水合物专辑封面