利用广州海洋地质调查局在神狐海域采集的高分辨率地震数据，结合2007年第一次水合物钻探航次(GMGS01)获取的岩心资料，从地震反射结构和岩心粒度特征两个方面对GMGS01区块内残留在峡谷群脊部的细粒浊积体进行了识别和特征刻画。过水合物钻探站位的准3D地震剖面显示，GMGS01区块似海底反射(bottom simulating reflectors，BSR)之上的沉积体表现为2套特征迥异的反射单元：位于下部的薄层透镜状的杂乱反射单元，位于上部的厚层波状起伏形态的连续性中—强振幅反射单元。实际钻获岩心的粒度分析结果表明，沉积物的粒度为4~63 μm，为细粒的粉砂或粉砂质泥。自下而上，沉积物的岩性和粒度特征没有发生大的变化，较为相似。但通过粒度CM图，可以发现，含水合物层段与不含水合物层段的沉积物表现为不同的特征，含水合物层段沉积物的结果近似与C=M基线平行，暗示了细粒浊积体的存在。结合神狐海域区域性覆盖的2D地震资料，研究认为发育在神狐海域北部的一系列小型水道，将会侵蚀下部地层的沉积物，使其沿着陆坡坡降的方向发生自北向南的再次搬运，在中—下陆坡的位置以细粒浊积体的形式再次沉积下来。神狐海域细粒浊积体的识别，将为从深水沉积的角度探讨GMGS01区块内水合物的不均匀性分布提供依据，从而有助于进一步揭示该区域水合物的成藏机制和富集规律。

海底流体逃逸活动会显著地改变海底地形地貌，产生麻坑、泥火山等地貌和冷泉羽状流现象。特提斯构造域是世界上油气最集中的构造域，流体逃逸活动广泛发育，形成的复杂流体逸出结构，对海洋油气勘探、全球气候变化研究等方面具有较好指示作用。本文选取特提斯构造域主要海域，系统总结其海底流体逃逸活动特征，发现特提斯构造域海底流体逃逸活动多分布在被动大陆边缘和弧后裂谷盆地等地质背景中，其中地中海、黑海和南海广泛发育海底冷泉、麻坑和泥火山等流体逃逸特征，而波斯湾和澳大利亚西北部近海大量发育碳酸盐岩。海底流体逃逸活动主要受控于活动断裂、沉积物超压、地震活动、海平面变化、潮汐活动和海底滑坡等海洋与地质因素。在不同海域，流体来源也不尽相同（热成因、生物成因以及天然气水合物分解），大多数通过断层、泥火山和气烟囱等通道运移。建议重视对特提斯构造域海底流体逃逸活动发育区的调查和探测，深入分析与之相关的海底流体逃逸地貌发育机制，以及其特殊海域背景下的海洋与地质因素控制作用，总结建立其海底流体逃逸活动模式及相关理论。

深部流体在向上运移的过程中，能够形成垂直—近似垂直的柱状通道，如气烟囱构造、流体逸散管道等。利用高分辨率地震资料，能够直观地对这些柱状地球物理异常进行精细的描述与刻画，从而统计其形态参数。综合不同海域的研究成果，本次研究系统总结归纳了柱状流体运移通道的8个重要参数，分别是发育层位、终止层位、平面形状、直径、高度和宽高比、反射偏移、椭圆率、拟合椭圆方位角。形态参数分别与通道群在平面上的展布方位、特殊的海底异常地貌(如海底麻坑、丘状体等)、深部构造发育与分布(如底辟、断层等)等进行耦合关联，能够进一步揭示柱状流体运移通道的地质含义。可将形态参数分为：(1)从形态学上对柱状通道进行直接分类的参数；(2)指示柱状通道形成诱发因素或形成过程的参数；(3)划分柱状通道幕式流体活动及期次的参数；(4)定义柱状通道中流体活动时间区间的参数；(5)间接反映柱状通道中流体通量相对大小的参数。实际研究过程中，单一形态参数难以准确反映出复杂地质背景下柱状通道的真实地质含义，多参数组合、相互对比验证，能够更好地对柱状流体通道的地质含义做出综合分析。

海底水合物冰丘是一种特殊的海底构造，外观表现从平滑浑圆的陡峭丘状体变化到粗糙不平的缓斜丘状体。地震剖面上，内部常表现为空白反射，并与似海底反射(BSR)紧密相关。归纳了前人对海底水合物冰丘的研究。综合分析认为规模较大的海底水合物冰丘通常形成于高通量汇聚型流体运移通道附近；海底水合物冰丘的出现可能指示了下部水合物及油气藏的赋存和大陆边缘汇聚型流体的运移；同时，在汇聚型流体运移条件下，伴随着流体向上运移的深部热流和高盐度水可能导致BSR深度变浅；此外，水合物冰丘的形成与发育为动态过程，其形成过程可分为水合物成核、聚集/冰丘型以及分解/冰丘垮塌3个阶段。开放型流动系统中形成的水合物丘的气体来源于“深部”沉积物渗滤的外部流体，可形成规模较大、高饱和度的水合物矿产，具有勘探价值。为更好地认识海底水合物冰丘演化史以及其与汇聚型运移通道、BSR分布位置等之间的关系，需要进一步开展海底调查、高精度多道地震调查，并结合地球化学等方法进行综合评价研究。

天然气水合物作为一种新型的清洁能源，其形成需要稳定的有机质供应。南海北部神狐海域为天然气水合物成藏的有利区域，2017年中国地质调查局在神狐海域水合物试采获得突破性成功。为了进一步了解古环境和古生产率对形成水合物有机质供应的影响，对南海北部神狐海域水合物钻探区SH3站位180~215mbsf(meters below the sea floor)层位，尤其是水合物主要赋存层位190~200mbsf的古环境、古生产率以及陆源碎屑物质的地球化学指标进行分析研究。研究表明水合物主要赋存层位陆源碎屑物质(TDM)输入增加，较高的陆源碎屑物质输入和次氧化的沉积环境共同造就了比较好的有机质的外部保存条件；同时较强的水动力条件，有利于藻类生物的繁殖，因此，生物成因有机质比较丰富, 再加上神狐海域有比较良好的热解气的形成条件，这3个层面共同保证了神狐海域具有比较充足的有机质供应。

海底水合物形成分解/甲烷渗漏的甲烷以及相关的生物地球化学过程可能对海底的沉积环境产生影响，因此识别水合物的形成分解/甲烷渗漏对海洋沉积环境改造有助于了解水合物成藏特征及其形成分解过程。选取南海北部神狐海域2007年水合物钻探区的SH3钻孔沉积物为研究对象，对SH3钻孔岩心的碳硫数据、主微量元素，尤其是氧化还原敏感元素(U、Mo、U/Mo、V/Sr)进行分析测试，同时结合SH3钻孔孔隙水数据和前人对神狐水合物钻探区的研究成果等进行对比研究。结果表明南海北部神狐海域沉积物来源除河流沉积物以外，同时还有少量中国黄土以及大陆岛弧的长英质岩浆岩沉积物；通过对U、Mo、U/Mo以及碳硫数据分析，发现SH3钻孔在10~25 mbsf(meter below the seafloor)层位为硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化作用(Anaerobic oxidation of methane, AOM)造成的还原沉积环境，AOM作用导致了在这一层位发生了LREE/HREE、MREE/HREE的分馏；SH3钻孔沉积物在约180~215 mbsf的含水合物层位出现了浊流沉积的次氧化的沉积环境，同时其赋存的细粒沉积环境也导致了轻重稀土元素的分馏，与水合物饱和度存在一定的相关性。

利用广州海洋地质调查局在南海北部神狐钻探区采集的高分辨率地震数据，结合2007年第一次水合物钻探航次(GMGS01)获取的岩心资料，从宏观地震反射结构、微观岩心粒度特征两个方面对GMGS01区块内残留在峡谷群脊部的细粒浊积体进行特征识别和刻画。研究结果显示，似海底反射(bottom simulating reflectors，BSR)之上存在着2套特征不同的沉积单元，位于下部的沉积单元1表现为薄层杂乱透镜状的地震反射特征，对应于粒度C-M图版中与C=M基线近似平行的含水合物层段的样品，被解释为峡谷群脊部的细粒浊积体。选取穿过神狐海域峡谷群中第16条海底峡谷的8条测线为研究对象，能够揭示沉积单元1(细粒浊积体)自北向南的空间变化特征，从而进行分布范围的确定。神狐海域沉积过程分析表明，峡谷群脊部的细粒浊积体是北部小型水道侵蚀下伏沉积物并发生再搬运和再沉积的结果。利用区域性覆盖的二维地震资料，本次研究确定了小型水道的北部侵蚀边界。综合GMGS01区块细粒浊积体的地震反射特征、穿过神狐海域东部第16号海底峡谷自北向南的地震反射差异、研究区北部小型水道的侵蚀边界，本次研究利用两点确定一线和相似平行的方法，在整个神狐海域初步确定了峡谷群脊部细粒浊积体的分布范围。细粒浊积体沉积边界的识别，将为从深水沉积的角度探讨神狐海域水合物不均匀性分布提供依据，同时也能进一步揭示该区域峡谷群脊部水合物的成藏机制和富集规律。

利用地球物理方法,在钻探前对水合物赋存带进行识别和深度预测,可以为钻探井位的选取及井深的规划提供直接的数据支持。在我国南海北部二维地震数据的基础上,以速度为主要判别依据,以波阻抗反演为佐证,识别水合物赋存带的顶、底界,并以叠加速度谱为基础,预测神狐海域A测线预测井位的水合物赋存深度。在此数据的指导下,经钻探证实,该钻位在预测深度附近确实存在高饱和度的水合物矿藏。

含水合物地层的地球物理异常响应（包括似海底反射、纵波速度倒转、弹性参数异常等）是天然气水合物存在的直接证据之一，全波形反演作为一种高精度的速度建模及成像手段，也在含水合物地层的识别方面发挥了重要作用。国内外相关研究成果表明，针对含水合物地层的波形反演，涉及正演模拟方法、震源子波、初始模型、目标函数以及优化算法等多项关键技术。本文在大量文献调研的基础上，阐述了波形反演对刻画含水合物地层的技术优势，归纳总结了适用于含水合物地层的波形反演流程，为后续的研究工作提供了基础思路，同时提出多参数联合反演在未来具有广阔的应用前景。

南海北部陆坡神狐海域天然气水合物钻探结果显示，这一区域水合物储层具有纵横向分布不均质性、规模小且变化快的特点，使得精确评价水合物资源量面临诸多困难。根据井震数据分析了水合物分布特点，利用分频反演方法对该区水合物的空间分布进行预测。分频反演是利用测井和地震资料，采用支持向量机（SVM）的方法研究不同探测频率下的振幅响应（AVF），将AVF作为独立信息引入反演，建立起测井和地震波形间的非线性关系，充分利用地震中全频带信息，实现高分辨率的反演结果。采用该方法进行预测的结果与实际钻井情况非常吻合，验证这一技术适用于预测非均质性天然气水合物空间分布。基于预测结果并结合区域地质特征综合分析表明：水合物分布不均匀的主控因素除温压条件外，晚中新世之后的频繁构造运动使较深部的热解气沿着断层、气烟囱向上运移，形成厚块状“流体运移通道型”天然气水合物藏，而浅部沉积物中以扩散方式在渗透性良好的储层形成薄层状天然气水合物藏。