新能源一直是矿业开发的热点和难点，可燃冰的利用就是新能源的一个重点方向。可燃冰作为世界公认的清洁高效的能源，吸引了各国政府的关注和资金投入。

可燃冰，学名天然气水合物，是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类似冰状的结晶物质。

2017年5月10日中国在南海神狐海域水深1266m海底以下203-277m成功实现开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物可控开采。经过近20年的努力，取得了天然气水合物勘查开发理论、技术、工程、装备的自主创新，实现了历史性突破。而从1934年可燃冰的意外发现到中国南海的试开采成功，可燃冰经历了80多年研究和探索。

全球可燃冰主要分布在西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟、冲绳海槽、日本南海海槽、四国海槽、南海海槽、苏拉威西海、韩国郁龙盆地、新西兰北岛，大西洋海域的布莱克海台、墨西哥湾、加勒比海、南美东海岸外陆缘、非洲西西海岸海域，东太平洋海域的中美海槽、北加利福尼亚-俄勒冈滨外、秘鲁海槽，印度洋的阿曼海湾，北极的巴伦支海和波弗特海，南极的罗斯海和威德尔海以及黑海和里海等。美国、俄罗斯、加拿大、荷兰、日本、印度等国对可燃冰勘探的目标和范围含盖了几乎所有的海洋陆缘重要潜在区域和高纬度极地永久冻土带及南极大陆陆缘地区，相继将制定的详细发展路线图纳入国家能源中长期发展规划，依靠地震勘探已探明北极地区有大量正在形成的可燃冰。

冻土可燃冰储量丰富:遍布地球三极

目前已经发现，极区存在着丰富的可燃冰!通过学者们对北极、南极地区的可燃冰的甲烷资源量进行估算，在北极地区，麦索亚哈气田资源量达0.062万亿立方米，阿拉斯加北坡为0.71至4.47万亿立方米，马更些-波弗特海为1.0至10万亿立方米，普拉德霍湾Eileen地区为1.0至1.2万亿立方米，北极群岛地区则多达19至620万亿立方米;在南极地区，南设得兰陆缘的资源量为2.6万亿立方米,南极近海资源量则多达9.7至16.3万亿立方米;在地球第三极，面积仅二百多万平方公里，也已发现可燃冰的存在。

多年冻土区地下冰图片

西藏高原的多年冻土与“水火山”的传说。

据西藏唐古拉山地区当地人说，在发育冻胀丘的地方有时会发生自燃爆炸现象，其声如雷，喷出几米高的水柱，炸起的石块抛向四方，同时冒出大量气体。数十分钟后平息，并留下一个大陷穴，便被称之为“水火山”。至今，虽然尚未有人用影像记录到其爆发的过程，但在广袤的青藏高原冻土区一个个天然的大陷穴却是真真切切存在的。长期以来，这种现象被视为西藏未解之谜之一，民间流传着多个版本的神话传说，给藏区这片土地蒙上了一层厚厚的神秘面纱。

青海冻土带钻获"可燃冰"

无独有偶，自2014年以来，在位于极地冻土区的俄罗斯西伯利亚北部亚马尔半岛陆续发现了几十个直径达数十米的“天坑”，引起了俄罗斯地质学家的高度关注。经过近几年的调查研究，俄罗斯地质学家认为这种“天坑”是由于异常温暖的气候条件在地表形成的热量，与地质断层作用造成大量可燃冰分解释放出的天然气相遇后，在地下引起爆炸所致。随后地质学家们发出警告称，西伯利亚北部还会发生剧烈的甲烷爆炸，并可能形成新的巨坑，将直接危及北部城镇和天然气管道安全，同时已将卫星监测发现的一些由冰和土壤构成的、隆起的冰丘圈定为潜在爆炸区。可见，不管是在我国青藏高原冻土区发现的“水火山”，还是西伯利亚极地冻土区发现的“天坑”，在喷发的规模、形态方面都有着极大的相似性。那么，它们的成因是否相似?就让我国的地质学家们带您一探究竟。

多年冻土的垂直剖面示意图

中国地质调查局油气资源调查中心有着一支常年在青藏高原冻土区寻找“可燃冰”的调查研究队伍，自2008年在祁连山地区钻探获得可燃冰样品以来，在进行可燃冰资源调查的同时，对其稳定性及所引起的地质环境效应问题也日益关注，祁连山地区逐渐成为研究“水火山”成因的一个绝佳地方。2013年，他们进行可燃冰钻探时，在浅部地层钻遇高压浅层天然气，出现强烈气喷现象，点燃后火焰高达3米~4米，持续72小时焰高无减小趋势，估算气体流量达4800立方米/日。随后，经过深入研究，他们发现浅层天然气主要源于可燃冰的分解，经断裂系统向上溢散后被渗透率极低的含冰冻土层封盖或圈闭于浅部地层之中。数值模拟结果显示，随着气候持续变暖，地表温度升高，冻土层退化变薄，浅层天然气作为可燃冰矿藏的衍生物将会普遍存在于浅部地层中，并且越聚集压力越大，在松软地层处便会上拱形成形如冻胀丘的“丘”形地貌。当含冰冻土层进一步消融无法对其封盖或圈闭时，即达到一个临界点时，这些具有高压的浅层天然气便以气爆的形式破土而出，同时携带大量地层水一起喷出，所形成的地表陷穴大小和形态则主要跟浅层气藏的规模和浅部地层岩性有关，由此演绎出了“水火山”形成的整个地质过程。

可见，可燃冰是陆地冻土区“水火山”和“天坑”形成的主要诱因。我们在一步步揭开这些自然界神秘面纱的同时，似乎自然界也在给我们一种警示，赋存于冻土区的可燃冰除作为一种丰富的能源资源外，随着全球气候变暖，还是一个麻烦的制造者，将通过间接形式，以“水火山”或“天坑”等对冻土区基础设施建设、生态环境保护和牧民生活生产造成直接破坏性影响。地质调查是探索地球奥秘、解决资源环境问题和地球科学问题的活动，当我们逐步查明事情真相的时候，不仅要做到知其然、知其所以然，还要做到如何预防灾害的发生和降低灾害的破坏程度，这才是地质调查的大义所在。面对茫茫雪域高原，可燃冰调查研究工作仍任重道远。

美国、日本、加拿大、俄罗斯走在可燃冰开发的前列，印度、韩国分别于2006、2007年获得了可燃冰实物样品，澳大利亚、法国、德国、挪威、阿根廷等国家和部分国际组织也开展了有关天然气水合物资源量调查、环境安全和开采技术储备等工作。

可燃冰开采的瓶颈:

勘探开发相关技术有待完善;开采成本偏高;可燃冰商业化开发，从开采技术出发更重要的是如何保证井底稳定、CH4 气体不泄漏、不引发温室效应、不破坏生态环境等一系列的环境问题;可燃冰开采将使其储层原始应力平衡破坏，应力释放和应力重新分布成为必然，从而引发地质灾害;中国陆地可燃冰分布在具有“水塔 ”之称、生态环境十分脆弱的青藏高原冻土带，且是世界生态环境的敏感地区之一 。陆地可燃冰开采可能导致冻土层的破坏，引起山崩、地震、水土流失等地质灾害。可燃冰的环境生物效应，开采相对稳定的海底可燃冰时，释放的流体沿泥火山、构造面或沉积物裂隙向上运移和排放，形成海底冷泉，海底冷泉及其所支持的生态系统将被打破;物质之间的化学反应所引起的泄漏流体、自生矿物的特征和形成以及周围海水环境也将发生改变。