水合物矿层70%处于海水-水合物二相体系,该体系水合物成核生长、溶解扩散的动力学过程是揭示海底水合物矿层形成消亡的重要途径。本研究开展了274-303 K温度范围内的水合物生长-溶解这一可逆过程实验,用拉曼光谱对流体中甲烷水合物成核生长、溶解扩散的动力学过程进行原位观测,检测溶液中甲烷-水-盐体系浓度和结构变化信息,系统地观测了含水合物体系甲烷在低温高压条件下的溶解-水合-扩散-散失过程,考察水的结构和扩散系数对水合物生长-溶解过程中溶液甲烷浓度量变的响应,揭示了流体中溶解甲烷空间分布变化与水合物生长-溶解之间的耦合规律。为研究海洋水合物矿床的形成、分析水合物在海水中的保存时间、模拟现今海底水合物矿层的动态聚散与环境效应提供了重要的过程信息和动力学参数。
英文主题词Methane; hydrate;dissolution;growth; diffusion