中国科学院海洋研究所研究员张鑫团队揭示了海底冷泉环境对水合物形成的影响，为南海冷泉区水合物形成的动力学过程提供了新见解。近日，相关成果发表于《海洋和石油地质学》。

课题组前期在南海活跃冷泉喷口区进行的水合物原位合成实验表明，冷泉喷口喷出的气泡流可以在短短几秒内快速形成天然气水合物，而脱离冷泉原位环境条件的实验室研究表明，尽管模拟了冷泉环境的温度和压强，水合物却难以快速形成。这表明冷泉复杂的环境会对水合物的形成产生独特影响。

张鑫团队在我国南海北部冷泉区通过保真取样技术获取了冷泉喷口流体、底层海水以及自生碳酸盐岩等样品，利用上述样品模拟该冷泉环境中甲烷水合物的形成过程，并利用时间序列拉曼光谱和视频对水合物形成过程进行了监测和观察。

实验结果表明，冷泉流体中的水合物在两分钟内形成，并且冷泉环境中的自生碳酸盐岩对水合物的形成表现出一定的促进作用。此外，相对于高盐度底层海水的抑制作用，低盐度且富含微小颗粒的冷泉流体显著促进了水合物的形成。而冷泉流体的低盐度可能归因于水合物分解产生水的稀释作用，由于分解水存在着生成过水合物的“记忆”，其会对水合物的再次形成表现出强烈的促进作用。

由此，自生碳酸盐岩颗粒、低盐度冷泉流体和具有“记忆效应”的气泡流协同作用，促使冷泉水合物快速生成。科研人员提出了一个原位冷泉环境中甲烷水合物生成的动力学模型，阐明了冷泉中多相环境因素对水合物形成的综合影响，并为原位冷泉水合物快速形成的动力学过程提供了新见解。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2023.106401

（原载于《中国科学报》 2023-08-02 第4版 综合）