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根据天然气水合物的产出条件，海洋环境水合物可以分为二类：扩散型水合物和渗漏型水合物。扩散型水合物分布广泛，在水合物稳定带内是水—水合物两相共存的热力学平衡体系，游离气仅发育于稳定带之下，在地震剖面上发育有指示水合物底界的强反射面(BSR)。该类水合物含量低，埋藏深。渗漏型水合物与断层等通道相伴生，水合物发育于渗漏系统整个水合物稳定带，是水—水合物—游离气三相共存的热力学非平衡体系。该类水合物含量高，埋藏浅，但一般不发育BSR。
海洋环境水合物的形成除了合适的温压条件外，还必须有充分的甲烷供给，甲烷浓度必须超过水合物形成所需的甲烷溶解度，当甲烷浓度超过三相平衡水合物溶解度时水合物稳定带内水合物、水和游离气三相共存，在水合物稳定带以下当甲烷浓度超过甲烷溶解度时出现游离气。利用三种甲烷溶解度剖面确定了海洋水合物系统的甲烷溶解度—深度相图，划分出游离气、溶解气、水-水合物、水-水合物-游离气四个甲烷不同相态分布区。对水合物脊ODP1249和1250钻位、布莱克脊ODP997钻位稳定带水合物含量和稳定带之下游离气含量进行了计算，计算的水合物稳定带厚度比以往计算方法获得的结果更接近于BSR确定的水合物产出深度。ODP1249浅部13.5-72.4m的水合物占沉积物孔隙体积的10-61％，ODP1250钻位35-106.5m的水合物约是孔隙体积的0.7-1.9％，水合物层之下游离气层厚约22m，游离气含量约占孔隙的4％。布莱克海台ODP997钻位的浅部146.9m处无水合物发育，202.4-433.3m之间水合物占孔隙体积的约5-7％，而在水合物层以下约80m的沉积层内含有游离气，游离甲烷含量占孔隙的28-0.2％。
海洋水合物系统游离气层处于水合物层之下，其实质是被水合物层毛细管封闭，孔隙气体压力随游离气层厚度增加而增大，当气体压力超过毛细管力时毛细管封闭失效，游离气体挤入上覆封闭层，在气体超压的驱动下向上渗漏，并推动稳定带内原有的孔隙水向上流动，而且流体运移速度逐渐增加，当水流阻抗高于含水沉积体的静岩压力时形成海底麻坑，模型显示麻坑深度主要决定于游离气层厚度和水合物层深度。形成布莱克脊卡罗莱纳隆起4米深的海底麻坑至少需要游离气含量在10％以上的游离气层22米。然而，对于浅埋藏水合物，麻坑深度可以近似为游离气层厚度的一半。