基本介紹
- 中文名：陸域可燃冰
- 外文名：Flammable ice for land
- 分布：陸地的深海沉積物或永久凍土中
- 主要成分：CH4和H2O形成的複雜水合物
命名,發現,勘測,開採難題,經濟價值,
命名
可燃冰，學名天然氣水合物———20世紀科學考察中發現的一種新的礦產資源。它是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合產生的一種固態物質，外貌極像冰雪或固體酒精，點火即可燃燒，被譽為21世紀具有商業開發前景的戰略資源。可燃冰在世界範圍內分布廣泛，以分布的地理命名則分為“海域可燃冰”和“陸域可燃冰”。性質
可燃冰是是一種新型高效能源，其成分與人們平時所使用的天然氣成分相近，但更為純淨，開採時只需將固體的可燃冰升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體。形成可燃凍的主要氣體為甲烷，對甲烷分子含量超過99%的天然氣水合物通常稱為甲烷水合物。可燃冰使用方便，燃燒值高，清潔無污染。
中國2009年成功鑽獲的天可燃冰實物樣品位於祁連山南緣永久凍土層之下，埋深較淺，一般位於井深130—396米，地質上屬於中侏羅統江倉組和木里組；主要呈薄層狀、團塊狀賦存於泥質粉砂岩、細砂岩、泥岩的裂隙面上和夾層中。它的組分主要是甲烷氣體，還含少量乙烷、丙烷等。其成礦機理大致是：煤層氣向上溢散，而上面有凍土層的覆蓋，在高壓、低溫的條件下二者形成“可燃冰”。是一種新類型水合物。
發現
據“可燃冰”項目負責人之一———中國煤炭地質總局青海煤炭地質105隊(以下簡稱“105隊”)隊長、總工程師文懷軍介紹，這一帶“可燃冰”的發現最早可以追溯到2004年。這年11月，105隊在這裡進行煤炭勘查時，鑽孔內開始湧出不明氣體，點火燃燒，由於氣體湧出量很大，影響到鑽探施工，迫使這個鑽孔因未見到可採煤層而報廢。
陸域可燃冰
陸域可燃冰2006年5月，105隊再次在這一地區進行煤炭勘查，又發生類似不明氣體。之後，105隊請中國地質科學院勘探技術研究所張永勤、中國科學院礦產資源研究所祝有海等權威專家就上述情況進行了交流、探討，大家一致認為，該地區可能存在“可燃冰”。2008年開始，105隊與中國地質科學院資源所、勘探所共同合作開展《青藏高原凍土帶天然氣水合物調查評價》項目。11月5日，首次發現含天然氣水合物岩心段，這一成果得到了國內外專家的學術認定。
國土資源部2009年又部署了一批鑽探實驗井，6月再次鑽獲“可燃冰”實物樣品，經當今世界上最先進的雷射拉曼光譜儀檢測，顯示出標準的“可燃冰”特徵光譜曲線。
從2004年發現疑似“可燃冰”，到2006年基本確定“可燃冰”的存在，再通過2008—2009年的工作，經鑽探取得樣品，通過測試證實了在高海拔凍土區存在“可燃冰”的事實。
勘測
2002年，中國同時啟動海域和陸域可燃凍的研究和勘探。2007年，在南海發現了可燃冰，儲量約為185億噸油當量。而陸域主要是在永久凍土區進行相關的調查和勘探。
2002年國土資源部在啟動海域天然氣水合物調查時，同步部署陸域永久凍土區天然氣水合物的相關調查研究工作，2004年由中國地質調查局負責組織開展資源遠景調查和鑽探技術研發，編制出中國第一份凍土區天然氣水合物穩定帶分布圖，圈定了有利區帶。
2008年，由中國地質調查局負責，組織中國地質科學院礦產資源研究所、勘探技術研究所和中國煤炭地質總局青海煤炭地質105隊等精幹隊伍，選擇成礦條件相對有利的祁連山南緣-青海省天峻縣永久凍土區實施鑽探工程，於11月5日發現並成功鑽取天然氣水合物實物樣品。樣品具有天然氣水合物所具有的獨特標誌，這一成果得到了國內外專家的學術認定。在此基礎上，國土資源部2009年又部署了一批鑽探實驗井，6月再次鑽獲天然氣水合物樣品，經現場紅外熱像儀檢測證實為水合物的礦層，並經當今世界上最先進的雷射拉曼光譜儀檢測，顯示出標準的天然氣水合物特徵光譜曲線，其特徵與墨西哥灣實物樣品和國合成樣品完全一致。
這是中國凍土區首次鑽獲天然氣水合物實物樣品，也是全球首次在中低緯度高山凍土區發現天然氣水合物實物樣品，是繼加拿大、美國、俄羅斯之後在凍土區發現水合物樣品的國家。專家認為，中國在凍土區發現這一潛在資源，必將極大地開拓人類尋找新資源的視野，為經濟社會可持續發展提供新型能源。
中國此次在青藏高原的重大發現，證明了中國凍土區存在豐富的可燃冰資源，同時也折射出中國可燃冰調查與研究的現狀和實際水平。
開採難題
由於海域可燃冰在海底瞬間釋放時會產生巨大壓力，極易破壞海底生態環境，一直是困擾和束縛世界各國在海底開採可燃凍的難題。因此專家認為，陸域可燃凍的開採前景較海域樂觀。但是，環保仍然是可燃冰開採的難題。有專家認為，海域“可燃冰”開採至少要等到30年後，而陸域“可燃冰”開採也需要等到10至15年以後。而另有專家認為，可燃凍的實際開採還比較遙遠，必須進一步認識可燃冰對自然的作用，包括全球氣候變暖和碳循環等。據“可燃冰”項目負責人之一———中國煤炭地質總局青海煤炭地質105隊隊長、總工程師文懷軍介紹，可燃冰像固體酒精一樣可被直接點燃，一立方米可燃冰就可釋放出164立方米天然氣。可燃冰，在常溫和常壓環境下極易分解釋放甲烷，稍有不慎就可能釀成環境災難，需要以最安全最有效的手段開採和儲存。“青藏高原是世界上對環境變化非常靈敏的地帶，生態環境相對脆弱，大規模的開採必須考慮環境保護的成本。”文懷軍說。
在科技部的支持下，有關陸域天然氣水合物的863項目、973項目已經啟動，相關調查及開發技術研究也已納入國土資源部“十二五”規劃，與加拿大、德國等國際合作正在推進。專家認為，中國有條件、有能力徹底搞清陸域可燃凍的賦存條件、形成機理和分布特徵，加快可燃凍的勘查、評價、開發和相關研究。
如今，雖然已經發現青海木里地區蘊藏著豐富的可燃冰資源，但家底究竟如何並不清楚。“僅僅是發現有這一礦種，至於究竟有多少量，還不知道。這裡的凍土區有，不代表其他的凍土地區都有，即便是有，多少也可能不同，因此，距離開發還有一個比較長的過程。”文懷軍介紹說，木里地區的新發現實際是煤層氣的水合物，其成礦機理大致是：煤層氣向上溢散，而上面有凍土層的覆蓋，煤層氣和水在高壓、低溫的條件下形成的。組分除了甲烷，還有少量乙烷、丙烷等氣體，是一種“新型可燃冰”，非常值得研究。
經濟價值
2009年中國成功鑽獲天可燃冰實物樣品，為中國的礦產資源經濟增加了一個新的領域。中國是世界上第三凍土大國，凍土區總面積達二百一十五萬平方公里，具備良好的可燃冰賦存條件和資源前景。據科學家初略估算，遠景資源量至少有三百五十億噸油當量。同時，可燃冰在青海的發現，會給大興安嶺、青藏高原凍土帶的可燃冰勘查帶來示範意義。
