1）东太平洋冷泉探测

东太平洋加拿大近海CASCADIA海域似海底反射层ODP146发现了水合物储层，在冷泉区域，海底地震勘探发现了多处空白带，并存在BSR。工区如图5.60所示，海域水深约1 300 m，邻近ODP889站位附近有四处冷泉，直径80～400 m不等，分布在1 km×3 km范围内。活塞取样在目标点处曾发现了大量水合物样品。889站位电阻率测井显示电阻率位于1～2Ω·m区间。

为进一步获取冷泉区的水合物储层信息，开展了TEM方法探测，2004年和2005年分别开展了四条测线工作。所使用的海上装备就是上述多伦多大学开发的水平电偶极-偶极测量系统。

图5.61给出了四条测线电阻率计算结果，均显示在目标点存在高阻异常，比背景值大了4倍。小的均方误差显示低的均匀半空间误差，与冷泉外围一致，证明在目标点点位存在高阻异常体。

相比1～1.5Ω·m的背景值，冷泉下方存在显著的异常高阻层，电阻率高达5Ω·m。经一维反演得到四条测线的电阻率拟断面图，图5.62给出了测线4的拟断面图，大致可分为三层，近海底的上层良导层电阻率为0.9Ω·m，厚约25 m；中间层约75 m厚，电阻率约为1.7Ω·m；底层1Ω·m的均匀半空间。拟断面图显示在冷泉站位2～4和目标点区域的电阻率值明显高于周边测点。

图5.60　工区布置图（EM测点构成四条测线，图片源自Schwalenberg，2005）

图5.61　测线视电阻率计算结果（图片源自Schwalenberg，2005）

图5.62　测线4视电阻率拟断面图（图片源自Schwalenberg，2005）

2）新西兰东海岸水合物探测(www.daowen.com)

2007年，德国联邦地球科学和自然资源研究所的Schwalenberg等人在新西兰东海岸的奥普瓦湾海域开展了水合物调查工作，旨在对几个已知的水合物渗漏点进行地质调查。采用TEM方法对海底拖曳水平电偶极-偶极系统进行观测研究，揭示与渗漏点有关的天然气水合物源及甲烷。天然气水合物和气体都是高阻特征的，因而它们附近大片区域中电阻率会升高。甲烷通过天然气水合物的分解从海底释放出来，或者沿着断层和裂缝或与孔隙中水溶液一起通过天然气水合物稳定带（gas hydrate stability zone，GHSZ）运输。TEM方法技术目的是获取与渗漏相关的天然气和天然气水合物沉积物的分布特征。

图5.63为工区布置图。两条TEM测线分别穿越了南站位和Takahe（测线1）、北站位和南站位（测线2）的两条线。

图5.63　工区布置图（黑色圆点为TEM站位，若干测点形成了测线1和测线2，图片源自Schwalenberg，2010）

图5.64　实测阶跃响应（测线1，Rx2通道，双对数坐标，图片源自Schwalenberg，2010）

每个测点连续观测15 min，对每个站点的两个接收机导出数据进行叠加处理，图5.64给出了测线1部分测点的时域波形，双对数坐标下，3～7测点相比其他点的幅值明显增强，更早的到达时间显示可能存在的高阻异常。

图5.65a显示出了沿测线1的视电阻率测量结果。图中分别列出来自两个接收偶极的数据（蓝色曲线Rx1，红色曲线Rx2）和叠加（黑色曲线）。最明显的结果是在南站位处的气体渗漏处观察到异常。视电阻率高达10Ω·m，而其余部分显示正常值在1.1～1.5Ω·m。这表明在南站位处位置观察到的异常是由在海底以下的中间深度处的高阻（即天然水合物）引起的，其对在Rx2处收集的数据具有更大的影响。在Takahe渗漏点周围，与其外的剖面相比，来自Rx2的联合反演和单次反演的视电阻率都略有提高。

每个站点的垂直结构是通过Rx1和Rx2的数据联合反演到一维分层模型解释的。在图5.65b中，将各个模型拼接在一起以进行二维呈现。这些模型显示了一层靠近海底且非常导电的高度多孔沉积物。在南站位处下方，反演显示厚度在40～80 m（海底以下深度）的深度区间大于3Ω·m的高异常电阻率层。一些地方甚至高于10Ω·m。在Takahe处，电阻率在低于40 m的深度处同样也略微升高。在这里，异常电阻率的区域是不完整的，并不像南站位下面那样明显。海底的天然气渗漏与其中某处的电阻率升高之间存在明显的相关性，将其归因于天然气水合物储层的存在。南站位处电阻层下方的电阻率异常不明显，显示深部存在一定范围的高阻。

图5.65　测线1视电阻率计算结果及反演模型（图片源自Schwalenberg，2010）