国内还没有发现实物天然气水合物样品,那么目前的水合物勘探需要更完备的理论指导,勘探方法的有效、可靠性也需要验证。本文的研究目的是通过研究ODP航次中发现天然气水合物的站位的地质、地球物理和地球化学特征,提炼出水合物形成以及成藏的最佳地质条件,分析总结出其地球物理和地球化学特征,来指导国内的水合物勘探。文中研究了ODP(大洋钻探项目)一些发现天然气水合物的航次的地质、地球物理和地球化学情况,比如164航次、204航次、308航次等,借此提出更合理、完善的水合物赋存模型,从而从更全面、详细的因素来约束我国天然气水合物的勘探。同时利用申请回来的ODP各航次样品进行酸解烃和甲烷同位素分析,来对比两种方法的优劣并检验这个模型的正确性。首先研究了各航次的地质背景,得出这个模型的最佳地质条件组合:水深1000米左右的海域,最好有因大量气体转移而形成的塌陷或者滑坡,或因大量甲烷生物活动形成的海底烟囱,该地区沉积有新生代晚更新世沉积的富含微化石、有孔虫以及硅藻的岩层,如岩层中存在浊积岩,则很可能在附近存有水合物;根据对BSR和浊积岩在ODP中的应用以及它们的优缺点分析,首次提出了BSR和浊积岩共同作为指标的天然气水合物赋存模型;对这个模型的性质分析指出:浊积岩位于BSR上方,地震反射声速比BSR低,比环境岩层高;浊积岩密度、热传导率、未排水剪切强度、磁化系数和电阻率都比背景岩层高,孔隙率则减少近10%;水合物存在于浊积岩内或附近(特别是浊积岩间层内),甲烷在浊积岩内的往上渗透,浊积岩的层理结构为乙烷以及重烃提供了横向运移的通道;各种元素含量在浊积岩内的突变表明浊积岩内含有大量陆源碎屑;最后通过将该模型应用于164航次,对这个模型进行了验证,证实了这个模型的正确性和意义;酸解烃方法测得的异常比顶空气法测得的异常明显,其它烃类测试结果说明甲烷在浊积岩中的渗透性比乙烷和其它烃类强,浊积岩成为重烃横向运移的自然通道;根据对164航次同位素的分析得出,布莱克区域的烃类有可能也是混合成因的。