可燃冰是什么？

一、可燃冰的概念是什么？

可燃冰，学名“天然气水合物”，是一种气体分子和水分子在低温高压下形成的结晶物质，分解为气体后，甲烷含量一般在80%以上，最高可达99.9%。

可燃冰外貌极像冰雪，遇火可以燃烧，又称“气冰”、“固体瓦斯”等。自然界中多呈块状、层状、透镜状、结核状、脉状、浸染状、分散状等形态。2007年起，在我国海域陆续发现了多种形态的可燃冰，2009年我国祁连山冻土区发现的可燃冰则以裂隙充填型为主（图1）。

图1 我国可燃冰产状特征

二、可燃冰的结构是怎么样的？

可燃冰主要有三种结构类型。I型由甲烷、乙烷、二氧化碳、硫化氢等较小直径的气体分子和水分子结合而成；Ⅱ型由甲烷、乙烷等小分子，丙烷及异丁烷等较大分子和水分子结合而成；H型由气体组分中有异戊烷等较大气体分子和水分子结合而成（图2）。

图2 I型、II型和H型水合物结构类型示意图

在自然界，Ⅰ型可燃冰最常见，Ⅱ型次之，H型较为罕见。我国南海北部的可燃冰以I型为主，甲烷含量最高达99.5%。祁连山冻土区的可燃冰以II型为主，甲烷含量为54%~76%，除甲烷外，还有乙烷、丙烷等其他烃类气体。

三、形成可燃冰的气体来源有哪些？

可燃冰的形成需要大量的烃类气体，这些烃类气体有的来自于微生物的分解，也有一些来自于深部油气田的热降解，当然也有两者混合形成的。相应的可以分为三种类型，分别是微生物气型、热解气型、混合气型。

在海域发现的可燃冰绝大多数为微生物气型，我国南海北部海域发现的主要属于这种类型。在陆域发现的可燃冰以混合气型、热解气型为主，如我国祁连山冻土区发现的可燃冰。可以利用碳同位素的比例关系，来判断可燃冰的气体来源（图3）。

图3 可燃冰气体来源判别图

（中国地质调查局油气资源调查中心，“青南藏北冻土区天然气水合物调查”项目供稿）