中文摘要：

现今海底水合物矿层和伴生的地球化学场异常，其形成过程很难直接观测。稳定域内含甲烷流体的输运控制了沉积层中水合物的分布样式，而海底动态环境下水合物的聚散又与孔隙流体演化相互耦合，从而以游离态运移的高通量渗漏系统与以溶解态运移的低通量扩散系统不仅在成藏特征上差异显著，而且所伴生的孔隙流体地球化学场也明显不同,沉积物孔隙中物质迁移转化与空间上再分布速率是其关键控制因素。本项目拟实验模拟扩散和渗漏两种体制下海底未固结沉积物中水合物的聚散过程，实时监测水合物颗粒变化与周围温度、流体盐度、气体组成乃至同位素的响应状态与变化速率，对比分析两种体制下水合物聚散与孔隙流体中物质转化、空间再分布的耦合规律。该研究有望建立海底水合物聚散与地球化学异常响应的动力学模型，将有助于从微观角度深入理解海底水合物形成与消亡的动力学过程,揭示相关地球化学异常的演化机理与分布规律，指导海域水合物定量预测和评价。

结论摘要：

本研究把实验观测、数值模拟与野外勘探资料相结合，较为系统地来研究了水合物聚散与孔隙流体地球化学耦合动力学，研究了扩散和渗漏两种体制下海底未固结沉积物中水合物的聚散过程，建立了一系列新颖的高压拉曼原位定量观测方法，应用于水合物溶解-生长的热力学和动力学研究，观测了广泛温度压力条件下气体-水-水合物体系的平衡性质，实验模拟了天然气水合物生长的动力学过程，监测了水合物相、水溶液相中气体组成的时空演化，分析了影响混合气体水合物生长速率的因素，总结了海底水合物形成、演化与分布规律，对海底水合物成矿系统以及海底未固结沉积物中各种物质演化与相互关联有了整体性的认识，从孔隙流体变化和自生矿物形成两个方面分析了水合物动态聚散的地球化学响应规律，建立了较为完整的海底沉积物-有机质-甲烷-水合物-孔隙流体-自生矿物参与的反应-输运耦合模型，为分析水合物伴生的地球化学异常产生机理、利用孔隙流体剖面和自生矿物分布资料来预测水合物空间分布奠定了良好的基础。