天然气水合物是一种重要的潜在能源,东沙海域地震和测井资料均显示该区具有丰富的天然气水合物资源潜力,广州海洋地质调查局于2013年在东沙海域实际钻探并取获了高纯度、多种产状类型的天然气水合物实际样品,但目前对东沙探区水合物成藏地质规律研究尚浅。本文收集和调研了东沙探区的地质资料、地震资料、测井资料、地球化学数据以及原位测试数据,并对地震资料和测井资料进行了解释,通过和国外典型含水合物区的对比分析,从温压稳定域、气体来源、流体输导体系以及储集层特征等宏观地质条件的视角对东沙探区天然气水合物成藏的地质条件进行了探究,并结合东沙探区天然气水合物的分布特征剖析了该区天然气水合物分布的主要控制因素并建立了成藏模式。通过研究得到以下认识:东沙探区具有优越的天然气水合物成藏条件,水合物气源以生物成因气为主,热成因气次之,晚中新世到第四纪沉积的巨厚海相泥岩为生物成因气的形成提供了有机质来源,深部三套烃源岩热演化程度高,生热成因气潜力大;断层、气烟囱是研究区天然气垂向运移的优势通道,运移至浅部的天然气可沿砂层、裂缝和滑塌面进一步运移至水合物稳定带内;东沙探区具备了形成天然气水合物的温度和压力条件,水合物稳定域厚度大约在110~320m,呈“南厚北薄”的特征;探区沉积物粒度整体偏细,天然气水合物多以分散状和脉状分布于细粒的泥岩和粉砂质泥岩中,饱和度较低,仅少数以高饱和度的瘤状或块状赋存于含砂岩层中。东沙探区的天然气水合物具有单层和双层的分布特征,综合分析认为温压条件和沉积物来源是稳定域顶部水合物层分布的主要控制因素;硫酸盐还原带深度、海底地形以及砂泥岩分布是稳定域底部水合物层分布的主要控制因素。