冻土区天然气水合物的探途元素—卤族元素I和Cl

唐瑞玲， 孙忠军， 张舜尧， 李庆霞, 杨志斌， 张富贵， 周亚龙

(中国地质科学院　地球物理地球化学勘查研究所，廊坊　065000)



冻土区天然气水合物的探途元素—卤族元素I和Cl

唐瑞玲， 孙忠军， 张舜尧， 李庆霞, 杨志斌， 张富贵， 周亚龙

(中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所，廊坊065000)

孔隙水Cl-含量异常计算海底天然气水合物的饱和度取得了重要的进展，但在陆域天然气水合物勘查中卤族元素的有效性需要探索。选择祁连山冻土区三露天天然气水合物矿藏进行了土壤I和Cl的地球化学勘查试验，研究了土壤I、Cl和I/Cl的水合物异常模式，探讨了影响因素，进一步讨论了土壤Cl元素的地球化学障和I元素异常形成机理。试验表明，①Cl元素负异常是水合物矿层Cl元素的贫化和煤层地球化学障的综合效应；②I元素环状模式是水合物矿藏边界微渗漏和高寒湖沼土壤富集I的能力较差的结果；③I和Cl是冻土区天然气水合物的探途元素。

卤族元素； 环状异常； 负异常； 天然气水合物； 冻土区

0　前言

卤族元素，特别是土壤碘，经过近40年的勘查实践，已经成为油气勘查的一种辅助指标[1-10]。油气田上方土壤碘主要呈晕状异常或环状异常[7, 11-13]。土壤碘的地质影响因素主要是油气田、断层和微裂隙，表生影响因素是土壤岩性、pH和有机质等[2, 11, 14-17]。近十几年，卤族元素应用于海域天然气水合物调查取得一些进展(如沉积物孔隙水Cl-降低以及较重的δ18O已经成功地用于海域水合物的调查之中[18-21]，近几年也有学者尝试研究海底沉积物孔隙水Br-和I-特征与水合物的关系[22])，而陆域冻土区天然气水合物卤族元素勘查国内、外未见报道，作者在祁连山三露天天然气水合物矿藏进行了试验，认为土壤I和Cl是冻土区天然气水合物的有效探途元素。

1　研究区地质特征

研究区位于祁连山木里煤田聚乎更矿区，矿区总体上是一个复式背斜构造。北向斜分布有三井田、二井田和一露天，南向斜由四井田、一井田、三露天和二露天组成，天然气水合物矿藏位于聚乎更矿区南向斜三露天井田内[23-24]。

三叠统地层广泛出露于矿区南北部和背斜轴部，岩性以黑色粉砂岩、泥岩及薄煤层为主。中侏罗统木里组下岩性段(J2m1)为辫状河冲积平原沉积，岩性为中-粗粒碎屑岩，偶夹薄层碳质泥岩或薄层煤，木里组上岩性段(J2m2)为湖泊-沼泽环境沉积相，岩性为深灰色粉砂岩、细砂岩及灰色细-中粒砂岩、粗粒砂岩夹两层主煤层；中侏罗统江仓组下岩性段(J2J1)为三角洲-湖泊环境的灰色细粒砂岩、中粒砂岩和深灰色泥岩、粉砂岩，含煤2-6层，江仓组上岩性段(J2J2)为厚层油页岩段，是一套浅湖-半深湖环境的细碎屑泥岩、粉砂岩；上侏罗统(J3)是半干旱和干旱气候下形成的一套红色碎屑岩。测区DK3水合物钻孔烃源岩镜质体反射率Ro值为0.78%～1.1%，处于热演化成熟并大量生成油气的阶段，最高热解峰峰温Tmax在44℃～470℃，说明烃源岩进入生油高峰，开始生成少量天然气[25]。

祁连山木里天然气水合物产于中侏罗统江仓组地层中，“裂隙型”以薄层状、片状、团块状赋存于粉砂岩、泥岩和油页岩的裂隙面上；“孔隙型”呈浸染状赋存于粉砂岩、中砂岩的孔隙中[26]。到目前为止，已经在水合物钻井中发现三层水合物，产出深度在133 m～396 m之间[27]，水合物层甲烷含量为54%～76%，乙烷含量为8%～15%，丙烷含量为4%～21%，并有少量的丁烷、戊烷等，CO2含量一般为1%～7%，高的可达15%～17%，水合物光谱曲线与墨西哥海底水合物样品相似，属于II型水合物[27]。

研究区介于托来南山和大通山之间，海拔高度一般为4 000 m～4 300 m，是祁连山冻土区的中心地区，地貌以山地沼泽为主，发育高寒草地土壤。

2　样品采集与测试方法

2.1样品采集

研究区面积为150 km2，采样密度为2个点/km2，采样深度为0.6 m，共采集土壤样品300件。样品在野外凉干，截取-20目粒级的样品100 g，用纸样袋包装，送实验室分析。

2.2样品测试

运用X射线荧光光谱法(XRF)测定土壤Cl。称取200目的样品4 g，经105 ℃烘干，用低压聚乙烯镶边，并在35 t的压力下压制成样品直径为32 mm的圆片，用国家一级标准物质制作校准曲线。

3　结果与讨论

3.1卤族元素地球化学异常

3.1.1I的地球化学异常

用频率分布方法圈出了土壤I的三级异常，一级异常土壤I的累积频率为88%～95%，异常下限为0.26×10-6；二级异常累积频率为95%～98%，异常下限为2.7×10-6；三级异常累积频率大于98%，异常下限为3.2×10-6。测区主要圈出了三个土壤I的异常，其中I号异常为半环状异常，II、III号异常为顶部异常(图1)。

图1　祁连山木里地区土壤I地球化学异常图Fig.1　Iodine geochemical anomalies in the Muli area of the Qilian mountains

I号异常位于木里天然气水合物矿区(图1)，是研究区面积最大的异常，包括南北两翼的高值异常和中间的背景区，异常总面积15.4 km2，异常平均值为3.57×10-6，发育三级异常。北翼异常面积为3.54 km2，异常强度较大，为三级异常，南翼异常面积为6.03 km2，也发育三级异常，南北两翼包围的背景面积约5.83 km2，异常呈半环状位于水合物矿藏的南北两翼，这种异常模式在油气化探中也常见到，主要受到断裂构造和油气边界微裂隙的控制[28]。从图1可以明显看出，南翼的异常展布方向为NWW向，与区域逆断层展布方向相似，北翼异常呈现东西拉长的椭球状，位于区域逆断层F2的上盘，同时受到NNE向正断层的约束。可以这样认识，断裂构造F1和F2为I异常的形成提供了通道。进一步研究可以发现，干井DK4位于I号异常外部，干井DK5和DK6位于高值异常区，此次调查前所钻的天然气水合物井DK1-3、DK7和调查后的水合物井DK9、DK3-11、DK12-13、DK11-14位于环状异常包围的低值异常范围。所以土壤I的半环状异常对天然气水合物,具有很高的预测成功率。

II号异常位于露天采煤区的东部，异常受到NWW向区域逆断层的控制，主体位于逆断层的南部(图1)。该异常与土壤酸解烃甲烷、重烃和土壤热释光异常构成组合关系[17,29-32]，可以认为是深部烃类迁移形成的异常，初步预测该异常可能是油气引起的异常。

III号异常位于测区的西北角，异常受到两条区域断层的控制(图1)。该异常组合与II号异常相似，也是与土壤酸解烃甲烷、重烃和土壤热释光异常构成组合关系。II、III号异常呈现顶部异常，异常模式与已知天然气水合物异常模式不同，在该区许多天然气水合物钻孔已发现油气显示，我们认为II、III号异常可能与油气有关，也应该引起重视。

3.1.2Cl的地球化学异常

与I的异常模式不同，土壤Cl元素呈现负异常。三级负异常的圈定也是用频率分布方法，一级负异常累积频率为25%～15%，异常上限为90×10-6；二级异常累积频率为15%～5%，异常上限为84.72×10-6；三级异常累积频率小于5%，异常上限为77.97×10-6。测区主要圈出了四个土壤Cl的负异常。

I号负异常位于木里三露天天然气水合物矿区，发育三级异常(图2)。一级异常面积为14.2 km2，异常均值为78.5×10-6；二级异常面积为6.2 km2，异常均值为75.5×10-6；三级异常面积为3.1 km2，异常均值为64.4×10-6，该负异常浓积中心明显，异常展布方向虽然与区域断裂构造方向不明显，但是区域逆断层穿过负异常的中心，说明区域逆断层与负异常存在遮挡关系，这是一个与天然气水合物矿藏相联系的地球化学负异常，工作前的水合物钻井DK1-3和DK-7位于二级负异常之内，工作后的水合物钻井DK9、DK12-13、DK1-14位于一级和二级负异常内，只有DK13-11水合物井受NNE向断层西侧，位于异常之外。另外，作者还注意到水合物钻孔DK0-17、DK1-14、和DK13-11没有发现煤层。天然气水合物矿藏土壤Cl元素的负异常证明，天然气水合物矿藏上方除了顶部异常和环状异常外，还存在负异常模式。

图2　祁连山木里地区土壤Cl地球化学异常图Fig.2　Chlorine geochemical anomalies in the Muli area of the Qilian mountains

II号负异常位于露天煤矿区南部的二井田和三井田(图2)，一级异常面积大于6.5 km2，异常均值为73.4×10-6；二级异常面积为5.5 km2，异常均值为73.4×10-6；三级异常面积为3.4km2，异常均值为66.7×10-6，异常展布受到测区南部逆断层和煤田的控制，两个三级异常分别与一井田和五井田对应，DK5天然气水合物干井位于五井田的三级异常内，这是一个反映煤田的地球化学负异常。

III号负异常位于测区西南部的四井田，异常展布方向受到区域逆断层F2的控制，呈NWW向分布，异常发育两个浓集中心，南部异常位于四井田，北部异常位于露天采煤区西部(图2)。该一级异常面积可与I号异常相比，约10.3 km2，二级异常面积为5.5 km2，三级异常面积为4.2 km2，推测III号负异常也是与煤田有关的异常。

IV号异常位于测区西部的三井天，这是测区最小最弱的异常，异常展布方向受到断层的控制，很明显这也是一个与煤田有关的负异常(图2)。

总之，测区土壤Cl的负异常主要与天然气水合物矿藏和已知煤田有关，也受到区域逆断层的控制。

3.1.3I/Cl的地球化学异常

为了突出天然气水合物地球化学异常，制作了I/Cl地球化学异常图(图3)。从图3可以看出，木里水合物矿藏上方的异常得到改善，I/Cl的异常呈现闭合度较高的环状异常。其他异常，如I的II、III号异常面积明显减小，Cl元素与煤田有关的异常面积也减小了很多。总之，I/Cl可以有效提取土壤中天然气水合物的卤族元素信息。

图3　祁连山木里地区土壤I/Cl地球化学异常图Fig.3　I/Cl geochemical anomalies in the Muli area of the Qilian mountains

3.2有机碳、地球化学障与Cl和I异常的关系

3.2.1有机碳与Cl和I异常的关系

一些学者很早发现土壤有机碳吸附I，使得I在土壤中富集[10-11,15]。高寒沼泽土壤卤族元素的富集是否受到土壤有机碳的控制，前人没有研究。作者对测区每个土壤样品进行了有机碳测定，制作了土壤有机碳与Cl和I的散点图(图4)，参与统计的样品300件，相关系数临界值r0.05=0.113、r0.1=0.148，从图4可以看出，土壤有机碳与Cl、I没有相关关系，这是因为高寒沼泽地区由于气温较低，有机质含量偏低，有机酸不宜形成，土壤有机质对Cl和I的吸附作用较差的缘故。

3.2.2煤层地球化学障与Cl和I异常的关系

煤层中富集Cl和Br元素，并且以有机物的形式存在，但较少富集I元素[33]，木里煤田是青海省重要的煤炭产地，煤层主要产于中侏罗统木里组和江仓组[24]。从表1可以看出：①Cl元素的负异常与测区的已知煤田关系非常密切，不管是露天煤矿还是井田，除了雷尼克井田外，均出现Cl元素的负异常；②土壤I的正异常与煤田没有成因关系；③I/Cl异常在一些煤田上还存在弱异常，说明通过计算可以排除煤田的一些干扰，强化水合物异常。

图4　祁连山木里地区土壤有机碳与Cl、I散点图Fig.4　Organic carbon and Cl、I scatter plot in the Muli area of the Qilian mountains

表1　聚乎更盆地煤田与土壤Cl、I和I/Cl的关系

深入认识土壤Cl元素负异常与煤田的关系，可以得出煤层是Cl元素垂向迁移的地球化学障的结论，主要有以下理由：①海洋天然气水合物矿层Cl-呈现明显的负异常[18,20-21]，这是海底天然气水合物的重要标志之一，而且可以根据孔隙水Cl-含量异常模式计算布莱克海台天然气水合物的饱和度[18,21,34]；②煤层中富集Cl元素，而且多以有机态存在[29]，这是国、内外煤田地球化学家的共识；③木里煤田上方明显存在Cl元素的地球化学负异常；④陆域天然气水合物矿藏上方由于煤层的地球化学障和水合物矿层负异常的双重作用，使得土壤中的Cl呈现负异常。

3.2.3土壤I 环状异常的形成机理

祁连山木里天然气水合物矿藏上方，土壤酸解烃、顶空气、惰性气体、热释光和金属元素为顶部异常模式[29-33]，紫外吸收光谱和荧光光谱呈环状异常模式，土壤I元素是半环状异常，现探讨I元素异常的形成机理。

在油气藏上方土壤I的环状异常模式比较常见，这是因为油气藏边界微裂隙发育，I的有机化合物很容易、且稳定地迁移到近地表，形成环状异常[34]，如果土壤有机质发育，土壤I往往与有机质结合，在表层土壤中富集形成顶部异常，秦爱华等[10]很好地说明了这个问题，松辽盆地土壤I与有机碳关系密切，已知油气田上方浅层土壤(0 cm～20 cm)发育地球化学巨省，异常面积约21 000 km2；深层土壤(大于1.5 m)则是典型的地球化学巨环，为14 035 km2[10]。祁连山木里虽然属于高寒沼泽区，但由于土壤有机碳含量较低，有机质很难与I形成有机化合物，因而浅层土壤保留了I的微渗漏环状。由此可见，I元素地球化学模式的形成是微渗漏和表层土壤物理化学性质共同作用的结果。

4　结论

1)祁连山木里天然气水合物矿藏卤族元素勘查试验表明，卤族元素I和Cl是陆域冻土区天然气水合物的探途元素。

2)水合物矿藏上方土壤中卤族元素呈现两种模式，①I元素呈现环状模式;②Cl元素为负异常模式。

3)Cl元素异常受到煤层地球化学障的影响，I异常几乎不受其影响。

4)Cl元素负异常的形成机理是水合物矿层Cl元素的贫化和煤层地球化学障的综合效应,I元素地球化学模式是微渗漏和高寒湖沼土壤物理化学性质共同作用的结果。

[1]KUDEL’SKY A V.Prediction of oil and gas properties on a basis of iodine content of subsurface waters[J].GeologiyaNeftic Gaza,1977,(4):45-49.

[2]GALLAGHER A V.Iodine:A pathfinder for petroleum deposits,in Unconventional Methods in Exploration III[M].Southern Methodist University,Dallas,TX,1984.

[3]ALLEXAN S J,FAUSNAUGH C AND TEDESCO S.The use of iodine in geochemical exploration for hydrocarbons[J].Association of Petroleum Geochemical Exploration Bulletin,1986,2(1):71-79.

[4]SINGH R R,SAXENA J G,SAHOTA S K,et al On the use of iodine as an indicator of petroleum in Indian basins[M].Ist India Oil and Natural Gas Comm.Petroleum Geochemistry and Explo-ration in the Afro-Asian region International Conference Proceedings,1987.

[5]GORDON T L AND IKRAMUDDIN M.The use of iodine and selected trace metals in petroleum and gas exploration[J].Geologic Society of America Abstracts with programs,1988,20(7):228-228.

[6]TEDESCO S,GOUDGE C.Application of iodine surface geochemistry in the enverJulesberg Basin[J].Association of Petroleum Geochemical Explorationists Bulletin,1989,5(1):49-72.

[7]XUEJING X.Local and regional surface geochemical exploration for oil and gas[J].Journal of Geochemical Exploration,1992,42:25-42.

[8]孙忠军.安达-绥化地区碘与油气[J].物探与化探，1992,19:78-80.

SUN Z J.relationship of iodine to oil and gas in Anda-Suihua area[J].Geophysical and Geochemical Exploration,1992,19:78-80.(In Chinese)

[9]SUN Z J,XIE X J.Nationwide oil and gas geochemical exploration program in China[J].Journal of Geochemical Exploration,2014,139:201-206.

[10]秦爱华,崔玉军,周亚龙,等.松辽盆地中部土壤碘的战略性油气勘查[J].现代地质,2015,29(1):14-19.

QIN A H, Cui Y J, et al.Soil Iodine for strategic oil and gas prospecting in the central partof Songliao basin[J].Geoscience,2015,29(1):14-19.(In Chinese)

[11]TEDESCO S A. Surface geochemistry in Petroleum Exploration[M]. Chapman & Hall, New York, 1995.

[12] LEAVER J S, THOMASSON M R. Case studies relating soil-iodine geochemistry to subsequent drilling results, in Surface exploration case histories: Applications of geochemistry, magnetics, and remote sensing[M]. D Schumacher and LeSchack L A. eds., AAPG Studies in Geology No. 48 and SEG Geophysical References Series. 2002.

[13]孙忠军. 中国油气化探成功案例[J]. 地质通报，2009, 28(11): 1562-1571.

SUN Z J. Case histories of hydrocarbon survey success in China[J]. Geological Bulletin of China, 2009, 28(11):1562-1571.(In Chinese)

[14]SHACKLETTE H T, BOERGNEGEN J G. Element Concentration in Soils and Other surface Materials of the Conterminous United States[M].Washington:U.S.Geology Survey Professional Publication ,1984.

[15]KOCH J T, KAY B D. Transportability of iodine in some organic materials from the Precambrian Shield of Ontario[J]. Canadian Journal of Soil Science, 1987, 67: 353-366.

[16] KABATA-PENDIAS A, PENDIAS H. Trace Elements in Soils and Plants[M]. 2nd ed., CRC Press, Boca Raton, FL, 1992.

[17] SUN Z J, YANG Z B, MEI H, et al. Geochemical characteristics of the shallow soil above the Muli gas hydrate reservoir in the permafrost region of the Qilian Mountains, China[J]. Journal of Geochemical Exploration, 2014,139:201-206.

[18] HESSE R, FRAPE S K, EGEBERG P K et al. Stable isotope studies (Cl, O and H)of interstitial waters from Site 997, Blake Ridge gas hydrate field, West Atlantic. In: Paull C K, Matsumoto R, Wallace P J et al, eds. Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific results[C], 164: College Station, Texas, Ocean Drilling Program, 2000:129-138.

[19] KOPF A, DEYHLE A, ZULEGER E. Evidence for deep fluid circulation and gas hydrate dissociation using boron and boron isotopes of pore fluids in forearc sediments from Costa Rica (ODP Leg170)[J]. Marine Geology, 2000,167:1-28.

[20] LORENSON T D, COLLETT T S. Gas content and composition of gas hydrate from sediments of the southern North American continental margin. Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific results[C], 164: College Station, Texas, Ocean Drilling Program, 2000:37-46.

[21]MATSUMOTO R, UCHIDA T, WASEDA A , et al. Occurrence, structure and composition of natural gas hydrate recovered from the Blake Ridge, Northwest Atlantic, in: Paull C K, Matsumoto R, Wallace P J, et al, eds. Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific results[C],164: College Station, Texas, Ocean Drilling Program, 2000:13-28.

[22] 金庆焕,张光学,杨木壮,等.天然气水合物资源概论[M].北京:科学出版社,2006.

JIN Q H, ZHANG G X, YANG M Z, et al. Conspectus on the gas hydrates resources[M]. Beijing:Science Press,2006.(In Chinese)

[23]付俊辉,周立发. 南祁连盆地石炭-侏罗纪地层区划及石油地质特征[J]. 西北地质科学,199,19(2):47-54.

FU J H, ZHOU L F. Carboniferous-jurassic stratigraphic provinces of the southern Qilian basin and their petro-geological features[J]. Northwest Geoscience,1998,19(2):47-54. (In Chinese)

[24] 文怀军, 鲁静,尚潞军, 等. 青海聚乎更矿区侏罗纪含煤岩系层序地层研究[J]. 中国煤田地质, 2006, 18(5):19-21.

WEN H J,LU J, SHANG L J, et al. A sequence sratigraphic discussion of the jurassic coal measures in the Juhugeng coalmine area in Qinghai province[J].Coal Geology of China, 2006, 18(5):19-21.(In Chinese)

[25] 龚文强, 张永生, 宋天锐, 等. 南祁连盆地木里凹陷侏罗系烃源岩沉积环境与生烃潜力[J] . 中国地质, 2014, 41, (1): 215-221.

GONG W Q, ZANGY S, SONG T R, et al. The evaluation of the hydrocarbon generation potential of source rocks in Muli depression of southern Qilian basin[J]. Geology in China, 2014, 41, (1): 215-221.(In Chinese)

[26] 王平康,祝有海,卢振权,等.祁连山冻土区天然气水合物岩性和分布特征[J]. 地质通报, 2011, 30(12): 1839 -1850.

WANG P K, ZHU Y H, LU Z Q, et al. Gas hydrate in the Qilian mountain permafrost and its distribution characteristics[J]. Geological Bulletin of China, 2011, 30(12):1839-1850.(In Chinese)

[27] ZHU Y H, ZHANGY Q, WEN H J, et al. Gas Hydrate in the Qilian mountain permafrost, Qinghai, northwest China[J]. ActaGeologicalSinica (English Edition), 2010,84(1):1-10.

[28] SIKKA, DB, SHIVES,RBK. Radiometric surveys of the Redwater oil field, Aberta: Early surface exploration case histories suggest mechanisms for the development of hydrocarbon-related geochemical anomalies, in: Surface exploration Case histories: Applications of geochemistry, magnetics, and remote sensing [M].D. Schumacher and LA.LeSchack, eds., AAPG Studies in Geology No.48 and SEG Geophysical References Series, No 11, 2002.

[29]杨志斌,周亚龙,孙忠军,等.祁连山木里地区天然气水合物地球化学勘查[J].物探与化探,2013,37(6):988-992.

YANG Z B, ZHOU Y L, SUN Z J, et al. Geochemical exploration of natural gas hydrate in Muli permafrost area in the Qilian mountain[J].Geophysical and Geochemical Exploration,2013,37(6):988-992.(In Chinese)

[30]孙忠军,杨志斌,秦爱华,等.中纬度带天然气水合物地球化学勘查技术[J]. 吉林大学学报:地球科学版, 2014,44(4): 1063-1070.

SUN Z J, YANG Z B, QIN A H, et al. Geochemical exploration technology of natural gas hydrate in middle-latitudes permafrost zone[J].Journal of Jilin University:Earth Science Edition, 2014,44(4): 1063-1070.(In Chinese)

[31]SUN Z J, XU M C, YANG Z B, et al. Geochemical characteristics of the soil above Muli gas hydrate reservoir. Proceeding of the Tenth(2013)ISOPE Ocean and Gas Hydrates Symposium[C]. Szczecin ,Poland, 2013,92-98.

[32]SUN Z J, HAN Z Y , FANG H, et al. Natural Thermoluminescence Prospecting of Gas Hydrate in the Qilian Mountainspermafrost, Qinghai.Proceedings of the Twenty-fourth (2014) International Ocean and Polar Engineering Conference[C].Busan, Korea, June 15-20, 2014,34-39.

[33] QUEROL X,FERNANDEZ T J L,LOPER S A,et al.Trace elements in lean coal,Brazil [J].Fuel 1992,71(10):1093-1096.

[34]PAULL C K, MATSUMOTO R. Leg164 overview，Proceedings of the Ocean Drilling Program[M]. USA:Scientific results,1995.

Halogen elements I and Cl:the exploratory elements of gas hydrate in permafrost area

TANG Rui-ling, SUN Zhong-jun, ZHANG Shun-yao, LI Qin-xia,YANG Zhi-bin, ZHANG Fu-gui, ZHOU Ya-long

(Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, Chinese Academy of Geological Sciences, Langfang065000, China)

An important progress has been made on the calculation of gas hydrate saturation in marine sediments by anomaly of Cl- content in the pore water in recent years. However, the validity of this method on land gas hydrate exploration still needs to be researched. This paper selects the Sanlutian gas hydrate mining in the permafrost region of Qilian mountain to research the soil I and Cl geochemical exploration, studies the anomaly patterns of I, Cl and I/ Cl, then explored the influence. The soil Cl geochemical barrier and the formation mechanism of I anomaly are further discussed in the previous studies. Experiment shows the Cl negative anomaly is a synthetic effect caused by the dilution of Cl in gas hydrate formation and coal geochemical barrier; The I annular anomaly pattern is caused by the micro leakage of gas hydrate boundary and the low I capacity of limnetic soil in high-cold area; I and Cl are the pathfinder element of gas hydrate in the permafrost region.

halogen elements; ring anomaly; negative anomaly; natural gas hydrate; permafrost area

2015-04-22改回日期：2015-09-22

中国地质调查局项目(GZHL20110327,GZH2014003002);中国地质调查局地质矿产调查评价项目(12120114004101)

唐瑞玲(1985-)，女，工程师，现从事地球化学分析测试方法技术研究工作， E-mail：tangruiling@igge.cn。

1001-1749(2016)04-0553-07

P 631.4

A

10.3969/j.issn.1001-1749.2016.04.18