Nhận diện sự tồn tại của mặt mô phỏng đáy biển (BSR), những thách thức còn tồn tại trong công tác thăm dò Gas Hydrate

Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất Tập 58, Kỳ 3 (2017) 121-134 121 Nhận diện sự tồn tại của mặt mô phỏng đáy biển (BSR), những thách thức còn tồn tại trong công tác thăm dò Gas Hydrate Lê Ngọc Ánh 1,* 1 Khoa Dầu khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất THÔNG TIN BÀI BÁO TÓM TẮT Quá trình: Nhận bài 26/3/2016 Chấp nhận 02/5/2017 Đăng online 28/6/2017 Mặt phản xạ mô phỏng đáy biển (BSR) xuất hiện tương đối song song với đáy biển, đảo pha so với phản xạ đáy biển và thường cắt qua các phản xạ trầm tích. Có hai loại BSR chính, BSR liên quan đến gas hydrate và BSR liên quan đến quá trình diagenesis. (i) BSR liên quan đến gas hydrate được xem như là một dấu hiệu trực tiếp để nhận biết sự tồn tại của gas hydrate, được hình thành do sự tồn tại của khí tự do bên dưới đáy của đới gas hydrate ổn định, bị khống chế bởi điều kiện nhiệt độ và áp suất; (ii) BSR được hình thành do quá trình diagenesis, liên quan đến quá trình chuyển đổi opal A/opal CT. Thêm vào đó BSR có thể xuất hiện dạng kép, khi cùng lúc có hai BSR tương đối song song, BSRp và BSRs. Trong hầu hết trường hợp, BSRp thường liên quan đến gas hydrate ở trạng thái cân bằng ổn định, còn BSRs có thể là tàn dư của BSR để lại khi điều kiện nhiệt - áp thay đổi. Ngoài ra BSRs cũng có thể là BSR tạo ra do sự tồn tại hydrate của hỗn hợp metan và các thành phần nặng hơn. Sự xuất hiện BSR kép như là một dấu hiệu chỉ ra sự linh động của hydrate để thích nghi với sự thay đổi điều kiện nhiệt động dẫn đến giải phóng khí metan. Việc nghiên cứu tiềm năng gas hydrate dựa vào BSR cần hết sức cẩn thận, tránh nhầm lẫn giữa các loại BSR và cơ chế hình thành chúng, dẫn đến đánh giá sai triển vọng gas hydrate. Nghiên cứu về BSR tại thềm lục địa Cameroon phát hiện thấy mặt phản xạ mô phỏng đáy biển trải rộng và liên tục trên diện tích khoảng 350km2. Sự xuất hiện của BSR liên quan đến gas hydrate quan sát được cùng các vết lõm đáy biển (pockmark) và các cột khí (pipe). BSR có sự bất ổn (nâng lên) quan sát được tại các khe rãnh đáy biển có thể liên quan đến sự dịch chuyển của cột khí từ dưới lên làm gia tăng nhiệt độ cục bộ dẫn đến đới GHSZ mất ổn định và đáy của GHSZ dịch chuyển lên trên thiết lập trạng thái cân bằng mới. Tàn dư của BSR không quan sát thấy tại khu vực này. © 2017 Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Tất cả các quyền được bảo đảm. Từ khóa: gas hydrate, BSR liên quan đến gas hydrate, BSR liên quan đến diagenesis, BSR kép 1. Mở đầu Sự xuất hiện của các phản xạ địa chấn cắt qua các tập trầm tích thường liên quan đến quá trình địa chất xảy ra sau lắng đọng trầm tích. Chúng được biết đến như mặt mô phỏng đáy biển đáy biển (Bottom Simulating Reflector - BSR), được hình thành bởi các quá trình bị chi phối bởi độ sâu đáy biển, hay nói cách khác là phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất của trầm tích. Mặt mô phỏng đáy biển _____________________ *Tác giả liên hệ. E-mail: lengocanh@humg.edu.vn 122 Lê Ngọc Ánh /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(3), 121-134 thông thường được biết đến liên quan đến sự tồn tại của gas hydrate. Tuy nhiên một nguyên nhân khác ít được đề cập đến là do quá trình diagenesis của trầm tích giàu silic (Berndt và nnk, 2004). Mặt BSR liên quan đến quá trình diageneis tạo ra do sự gia tăng trở kháng (acoustic impedance) của trầm tích giàu silic tại các giai đoạn khác nhau của quá trình diagensis, từ trạng thái opal A sang opal CT và cuối cùng là quartz (Kastner, Keene và Gieskes, 1977). Ứng với mỗi trạng thái của quá trình chuyển hóa, trầm tích sẽ gia tăng mật độ dẫn đến gia tăng trở kháng. Vì vậy mà BSR liên quan đến quá trình diagenesis có cùng pha (polarity) với mặt phản xạ đáy biển. Trong khi đó, BSR liên quan đến gas hydrate tạo ra do sự giảm trở kháng giữa gas hydrate và khí tự do tích tụ bên dưới đới gas hydate ổn định (Singh và nnk, 1993; Pecher và nnk, 1996). Do đó, BSR này ngược pha với mặt phản xạ đáy biển. BSR liên quan đến gas hydate hình thành tại ranh giới giữa trầm tích chứa gas hydate phía trên và trầm tích chứa một lượng nhỏ vài phần trăm khí tự do bên dưới (Miller và nnk, 1991; Singh và nnk, 1993; MacKayet và nnk, 1994; Andreassen và nnk, 1995; Paull và nnk, 1996; Tinivella và nnk, 1998). Bởi vậy, BSR được xác định là đáy của đới gas hydate ổn định. Tuy nhiên, gas hydrate chỉ ổn định ở điều kiện nhiệt-áp nhất định theo biểu đồ cân bằng pha, độ sâu của BSR vì vậy mà cũng sẽ bị khống chế bởi điều kiện nhiệt độ và áp suất. Nếu có sự thay đổi nhiệt độ và áp suất đáy biển, BSR có thể sẽ thay đổi vị trí, dịch lên hoặc xuống tạo mặt BSR mới, tương ứng với sự dịch chuyển theo phương thẳng đứng của của đáy đới gas hydate ổn định (Delisle và nnk, 1998). Một số quan sát cho thấy sự tồn tại cùng lúc của hai mặt BSR (BSR ‘kép’). Như vậy khi BSR dịch chuyển sang trạng thái cân bằng mới thì tàn dư của BSR có thể vẫn còn tồn tại tại một số vị trí. Hiện nay vẫn còn nhiều câu hỏi về bản chất của sự dịch chuyển BSR. Một trong số đó là tàn dư của BSR (BSR ban đầu) có thể tồn tại bao lâu, hay mất bao lâu để mặt BSR mới có thể đạt trạng thái ổn định (cân bằng). Một số tác giả cho rằng điều này sẽ phụ thuộc vào yếu tố thời gian liên quan đến hiện tượng khuếch tán khí tạo thành dòng của khí tách ra từ gas hydate khi điều kiện cân bằng bị phá vỡ (Foucher và nnk, 2002; Bangs và nnk, 2005). Tuy nhiên đây vẫn còn là câu hỏi chưa có giải đáp thỏa đáng. Để giúp cho việc định hướng trong công tác tìm kiếm thăm dò gas hydate chính xác và hiệu quả, mục tiêu của bài báo chủ yếu thảo luận về 2 vấn đề chính: sự xuất hiện của không chỉ một BSR mà là hai mặt phản xạ BSR tương đối song song với nhau (sự tồn tại BSR ‘kép’) và BSR liên quan đến quá trình diagenesis hay gas hydate. Từ đó đưa ra những giả thuyết để giải thích về cơ chế hình thành các loại BSR và cách nhận biết chúng trên tài liệu địa chấn. Cuối cùng tác giả sẽ áp dụng lý thuyết để nghiên cứu trên một khu vực cụ thể là ngoài khơi Cameroon thuộc tây Phi. 2. BSR liên quan đến quá trình diagenesis hay gas hydate 2.1. Cách nhận diện BSR liên quan đến gas hydate trên tài liệu địa chấn BSR là mặt phản xạ khá đặc biệt thường tương đối song song với đáy biển. Ở bài báo này quy ước mặt phản xạ đáy biển là mặt phản xạ có pha phản xạ dương. Mặc dù BSR có thể được biết đến với pha phản xạ dương (positive polarity) liên quan đến quá trình diagenesis (Hein và nnk, 1978), nhưng hầu hết BSR được đề cập đến có pha phản xạ âm (negative polarity) liên quan đến gas hydate (Miller và nnk, 1991). Mặt BSR hình thành tại ranh giới giữa gas hydrate phía trên và khí tự do bên dưới. Gas hydate đóng vai trò như tấm chắn để giữ khí tự do bên dưới (Miller và nnk, 1991). Mặt BSR được tạo ra do sự giảm trở kháng âm khi truyền sóng từ gas hydate có mật độ lớn hơn đến đới khí tự do có mật độ thấp. Do chỉ cần một lượng nhỏ khí xuất hiện trong trầm tích sẽ làm giảm đáng kể vận tốc truyền sóng, vì vậy mặt BSR liên quan đến gas hydate thường là mặt phản xạ mạnh, tương đối rõ ràng, dễ nhận diện (Pecher và nnk, 1996; Singh và nnk, 1993). BSR là dấu hiệu chủ yếu để xác định sự tồn tại gas hydate được nhận biết chủ yếu trên tài liệu địa chấn như đã được Berndt và nnk (2014) tổng hợp cụ thể và có thể được minh họa theo tài liệu của Le và nnk (2015) như sau (Hình 1): (1) Nghịch đảo biên độ so với phản xạ đáy biển (2) Gần như song song với đáy biển (3) Thường cắt qua phản xạ của trầm tích (những trầm tích song song với sườn dốc sẽ khó nhận diện BSR cắt qua trầm tích vì góc cắt giữa BSR và trầm tích nhỏ) Lê Ngọc Ánh /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(3), 121-134 123 (4) Gia tăng độ sâu cùng với sự gia tăng mực nước biển (5) Tồn tại đới phản xạ trắng phía trên và đới phản xạ mạnh bên dưới BSR Ngoài ra, BSR còn được quan sát thấy liên quan đến một số hiện tượng như phụt khí tạo pockmarks do đới gas hydate đóng vai trò chắn tốt gây dị thường áp suất cao cho các thân cát chứa khí ngay bên dưới BSR (Le và nnk, 2015), xuất hiện kề cần với khu vực phát triển diapir (Serie và nnk, 2016). Một điểm đáng chú ý là hiện tượng phản xạ trầm tích có thể đảo pha khi cắt qua mặt BSR. Le và nnk (2015) có đưa ra một ví dụ về hiện tượng đảo pha của trầm tích khi cắt qua BSR (Hình 1). Hiện tượng này được minh giải do tồn tại tập khí nông với biên độ phản xạ mạnh. Hình 1: Mặt cắt địa chấn minh họa cho sự đảo pha của phản khi cắt qua BSR, từ biên pha phản xạ âm (bên dưới BSR) sang pha dương (trên BSR) (Le và nnk, 2015). Xem vị trí mặt cắt trên Hình 7. Hình 2: Mặt cắt địa chấn của bể trầm tích Voring thể hiện mặt phản xạ BSR1 liên quan đến quá trình diagenesis chuyển hóa opal A thành opal CT. Sự tồn tại của mặt BSR2 vẫn chưa được giải thích rõ ràng, có thể liên quan đến quá trình mất nước của khoáng vật smectite (Berndt và nnk, 2004). 124 Lê Ngọc Ánh /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(3), 121-134 Khi tập khí này tồn tại trong đới gas hydate ổn định sẽ cho phản xạ dương nhưng khi tồn tại bên dưới đới gas hydrate ổn định sẽ cho biên độ phản xạ âm. Sự đảo pha của sóng phản xạ khi cắt qua BSR có thể được giải thích do sự thay thế nước bằng hydrocarbon có thể dẫn đến sự đảo pha của phản xạ từ dương sang âm. Nếu như khí dịch chuyển vào một vỉa chứa mỏng, vỉa chứa sẽ bão hòa khí và chuyển thành vỉa chứa gas hydate nếu nó nằm trong đới gas hydate ổn định. Mức độ tập trung gas hydate càng cao trong trầm tích sẽ tạo trở kháng càng lớn (ρV) so với trầm tích xung quanh, tạo phản xạ có biên độ dương tại nóc của vỉa chứa gas hydrate. Bên cạnh đó, sự xuất hiện của vỉa khí sẽ làm giảm mật độ và kéo theo giảm trở kháng, dẫn đến đảo ngược pha tạo phản xạ âm. Việc đảo pha này cũng được xem như một dấu hiệu trực tiếp nhận biết sự tồn tại của hydrocarbon (Direct Hydrocabon Indicator - DHI) tương tự như điểm sáng (bright spot) hoặc điểm mờ (dim spot) (Upadhyay, 2004). 2.2. Cách nhận diện BSR liên quan đến diagenesis trên tài liệu địa chấn BSR liên quan đến diagenesis gây ra do quá trình chuyển đổi opalA/opalCT/quartz đã được quan sát thấy khá phổ biến ở bể trầm tích Voring ngoài khơi Na Uy, trên diện tích khoảng 40 000 km2. Theo Berndt và nnk (2004), mặt BSR liên quan đến diagenesis có những đặc điểm như sau: (1) Cùng biên độ với phản xạ đáy biển (phản xạ dương) (2) Gần như song song với đáy biển (3) Thường cắt qua phản xạ của trầm tích BSR gần như song song với đáy biển và vì vậy mà thường cắt qua các phản xạ trầm tích (BSR1 trên Hình 2). BSR liên quan đến diagenesis xuất hiện với phản xạ dương do sự tăng trở kháng âm, điều này cũng hợp với logic khi mật độ của trầm tích tăng cùng với quá trình chuyển đổi từ opal A sang opal CT (Hein và nnk, 1978). Nhiệt độ bắt gặp BSR khoảng 16 - 37,5oC chính là nhiệt độ xảy ra quá trình chyển đổi opal A sang opal CT (Grutzner & Mienert, 1999; Kuramoto và nnk, 1992). 2.3. Phân biệt BSR tạo bởi gas hydate và BSR tạo bởi quá trình diagenesis Mặt phản xạ BSR từ lâu đã được xem như là dấu hiệu trực tiếp để xác định sự tồn tại của gas hydate. Tuy nhiên, BSR không chỉ được tạo ra do sự tồn tại của gas hydate mà còn có thể được tạo ra do quá trình diagenesis (Hình 2). Về cơ bản các mặt mô phỏng đáy biển này giống nhau trên băng địa chấn và rất dễ nhầm lẫn, khó phân biệt. Berndt và nnk (2014) đã nghiên cứu và rút ra những đặc điểm cơ bản để phân biệt sự tồn tại của BSR liên quan đến quá trình diagenesis và BSR liên quan đến gas hydate, giúp cho giảm thiểu rủi ro cho công tác khoan khi khoan qua gas hydates và túi khí cũng như hiểu rõ hơn về đặc điểm thạch học liên quan đến từng loại BSR. Những đặc điểm này đã được công nhận rộng rãi và xem như những tiêu chí để nhận biết loại BSR, có thể tóm tắt lại như trong Bảng 1. Tiêu chí đầu tiên dễ dàng nhận biết nhất là sự khác biệt về pha phản xạ, BSR liên quan đến gas hydate xuất hiện một cách rõ ràng với pha phản xạ âm do tồn tại của khí tự do bên dưới gas hydrate trong khi đó BSR liên quan đến diagenesis xuất hiện kém rõ ràng hơn với pha phản xạ dương do quá trình chuyển hóa opal A/opal CT. Độ sâu của BSR cũng được sử dụng để phân biệt 2 loại BSR. BSR liên quan đến gas hydrate thường gia tăng độ sâu bên dưới đáy biển cùng với sự gia tăng độ sâu nước biển (độ sâu bị khống chế bởi điều kiện ổn định của gas hydate). Bên cạnh đó, BSR liên quan đến diagenesis có độ sâu thường không đổi dưới đáy biển hay thậm chí giảm dần cùng với sự gia tăng độ sâu nước biển do quá trình chuyển đổi sớm của opal tại áp suất lớn hơn. Nhìn chung BSR liên quan đến quá trình diagenesis sẽ tồn tại ở độ sâu lớn hơn BSR liên quan đến gas hydate vì chúng xuất hiện ở nhiệt độ khoảng 35 - 50oC trong khi đó gas hydate không ổn định ở nhiệt độ lớn hơn 25oC. Nếu biết thành phần thạch học, thì đây cũng sẽ là tiêu chí dùng để phân biệt được BSR loại gì. BSR liên quan đến diagenesis chỉ xuất hiện tại các trầm tích giàu silic để có thể xảy ra quá trình chuyển đổi opal A/opal CT. Thêm vào đó, BSR liên quan đến gas hydrate không tồn tại trong trầm tích glacigenic debris flow hoặc rất mịn (Bunz và nnk, 2003). Biên độ phản xạ địa chấn của hai loại BSR cùng có sự thay đổi cường độ nhưng với những nguyên nhân khác nhau. BSR liên quan đến gas hydate có thể xuất hiện cùng với vùng phản xạ trắng phía trên BSR do sự đông cứng của khối gas Lê Ngọc Ánh /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(3), 121-134 125 hydrate (Chand & Minshull, 2004) và gia tăng biên độ phản xạ bên dưới BSR gây bởi khí tự do bị nhốt bên dưới BSR. Điều này tạo sự tương phản mạnh của trở kháng và tạo BSR có biên độ mạnh. Ngược lại nếu không có hoặc có không đáng kể lượng khí bị nhốt dưới BSR, mặt BSR sẽ có biên độ yếu (Le và nnk, 2015). BSR liên quan đến quá trình diagenesis cũng có sự thay đổi cường độ phản xạ như vậy, liên quan chủ yếu đến sự phân bố của silic trong trầm tích (Berndt và nnk, 2004). 3. BSR ‘kép’ Phản xạ kép BSRs (tồn tại hai mặt phản xạ BSR tương đối song song với nhau) liên quan đến gas hydate đã được phát hiện ở nhiều khu vực trên thế giới tiêu biểu như ngoài khơi Oregon (Bangs và nnk, 2005), Nankai slope (Foucher và nnk, 2002), thềm lục địa Na Uy (Andreassen và nnk, 2000); phía Tây biển Ross (Geletti and Busetti, 2011). Những nghiên cứu này đã chỉ ra sự tồn tại của hai mặt phản xạ BSR nằm ở các độ sâu khác nhau (Hình 3 và Bảng 2). Bảng 1: Dấu hiệu nhận biết BSR liên quan đến gas hydate và BSR liên quan đến quá trình diagenesis (theo Berndt và nnk, 2004) BSR liên quan đến gas hydate BSR liên quan đến quá trình diagenesis Độ sâu Tăng dần cùng với gia tăng mực nước biển Thường không thay đổi hoặc thậm chí giảm dần cùng với sự gia tăng mực nước biển. Thường nằm sâu hơn Nhiệt độ < 25oC ~ 35oC - 50oC Phản xạ Đảo pha, ngược với phản xạ đáy biển Cùng pha với phản xạ đáy biển Thạch học Không xuất hiện cùng với trầm tích hạt rất mịn Xuất hiện trong các trầm tích giàu silic để quá trình chuyển đổi từ opal A sang opal CT diễn ra. Hình 3. (a) Tuyến địa chấn dài 1,5km cắt qua đỉnh sườn dốc chứa gas hydate. BSRp song song và đảo pha với đáy biển, cắt qua các phản xạ. BSRs nằm dưới BSRp khoảng 20m - 40m và gần như song song với BSRp, có cùng pha với BSRp nhưng biên độ phản xạ yếu hơn và không liên tục. (b) Mô hình địa chấn CMP tại vị trí 243 trên tuyến địa chấn (a) được xây dựng để biểu diễn mô hình vận tốc và mật độ minh họa cho BSRp và BSRs (Bangs và nnk, 2005). 126 Lê Ngọc Ánh /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(3), 121-134 Độ sâu phát hiện dưới đáy biển (m) Phân bố Pha phản xạ so với đáy biển Ngoài khơi Oregon BSR chính (BSRp) 120 - 150 diện rộng đảo pha BSR phụ (BSRs) 140 - 190 diện rộng, song song với BSRp, phản xạ yếu hơn đảo pha Phía Đông rìa lục địa Nankai - Nhật Bản BSRp 40 - 200 diện rộng (phản xạ liên tục kéo dài đến 10km) đảo pha BSRs 90 - 300 diện rộng (phản xạ rõ và liên tục, kéo dài đến 8 - 10km) đảo pha Thềm lục địa Na Uy BSRp ~270 diện rộng đảo pha BSRs 310 song song với BSRp, cục bộ cùng pha Phía Tây Biển Ross, Antarctica BSRp 400 - 600 phía Đông địa hào Discovery đảo pha BSRs 550 - 750 song song dưới BSRp cùng pha Ngoài mặt phản xạ chính (BSRprimary - BSRp) nằm dưới bề mặt đáy biển, người ta còn phát hiện mặt phản xạ phụ (BSRsecond - BSRs) nằm sâu hơn bên dưới mặt BSR chính khoảng 20m - 100m. Mặt phản xạ BSRp thường xuất hiện trên diện rộng, biên độ phản xạ mạnh, có những đặc trưng cơ bản của BSR. Trong khi đó, BSRs thường nằm sâu hơn, biên độ phản xạ yếu hơn và cũng có những đặc điểm giống với mặt mô phỏng đáy biển. Bằng những phân tích chi tiết về đặc điểm của BSR, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng cả hai đều là mặt mô phỏng đáy biển (BSR). Tuy nhiên, mặt BSRp đánh dấu giới hạn dưới của đới gas hydate ổn định tại thời điểm hiện tại, trong khi đó BSRs được Bảng 2. Tổng hợp các phát hiện BSR kép tiêu biểu từ các công trình công bố Hình 4. Biểu đồ minh họa cho sự dịch chuyển của BSR (đáy của đới gas hydate ổn định). Đây là hệ quả của việc thu nhỏ vùng gas hydrate ổn định do sự giảm áp suất tại đáy biển gây ra do kiến tạo nâng lên hoặc mực nước biển giảm (hình trái) hoặc do đáy biển ấm lên (hình phải) (Foucher và nnk, 2002; Bangs và nnk, 2005). Lê Ngọc Ánh /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(3), 121-134 127 xác định như là tàn dư để lại của đáy đới gas hydate ổn định cổ. Những phân tích sâu hơn về điều kiện nhiệt độ, áp suất tại đáy biển ngày nay đều chỉ ra rằng BSRp được minh giải trên địa chấn trùng khớp với độ sâu dự báo của BSR tính toán được dựa báo biểu đồ cân bằng pha (Foucher và nnk, 2002; Bangs và nnk, 2005). Hầu hết các tác giả đều giải thích sự tồn tại của hai mặt BSR liên quan đến sự bất ổn định nhiệt độ đáy biển, gây ra bởi kiến tạo làm nâng cao địa hình đáy biển hoặc gia tăng mực nước biển. Theo Bangs và nnk (2005), BSRs có thể được hình thành trong thời kỳ băng hà gần đây nhất (cách đây 18 nghìn năm), khi đó đáy của đới gas hydate ổn định nằm sâu hơn. Sự gia tăng nhiệt độ đáy biển khoảng 1,75oC - 2,25oC tương ứng với mực nước biển nâng lên 120m có thể gây ra sự dịch chuyển của BSR lên phía trên. BSRs được bảo tồn trong thời gian ít nhất 5000 năm, là thời gian nhiệt độ đáy biển ổn định sau mất cân bằng (ấm lên). Sự xuất hiện của BSRs chỉ ra rằng các dòng khí CH4 dịch chuyển rất chậm (tốc độ có thể nhỏ hơn 1m/1000 năm tại khu vực tồn tại BSRs). BSRs tồn tại ở những nơi không có sự xuất hiện của đứt gãy có góc dốc lớn, đới nứt nẻ và có tốc độ vận chuyển chất lưu thấp. Nó biến mất tại những nơi tồn tại các đứt gãy và nứt nẻ theo phương thẳng đứng tạo kênh dẫn cho dòng chất lưu vận chuyển với tốc độ cao do đó BSRs bị phá hủy nhanh chóng. Khí tự do tạo ra do gas hydate mất ổn định và bị tan ra dịch chuyển lên trên rất chậm do đó nó vẫn tồn tại bên dưới đới gas hydrate ổn định (GHSZ) hoặc di thoát lên trên theo đường dẫn là các đứt gãy hoặc hệ thống nứt nẻ đi vào đới GHSZ và được tái tạo lại thành gas hydate. Tại những khu vực quan sát thấy BSRs, không có dấu hiệu của sự thoát khí vào đại dương hay khí quyển chứng tỏ tốc độ di chuyển của khí tại đây rất chậm. Giải thích cơ chế này của (Bangs và nnk, 2005; Foucher và nnk, 2002) có thể được minh họa bằng Hình 4. Gas hydate mất ổn định kéo theo sự dịch chuyển theo phương thẳng đứng của BSR, từ BSRs đến BSRp, có thể do sự gia tăng nhiệt độ đáy biển hoặc do các hiệu ứng tương tự như giảm áp suất đáy biển (sự giảm mực nước biển) hoặc một pha kiến tạo nâng lên đột ngột. Với nhiệt độ tăng 1-2oC, quá trình dịch chuyển BSR đã có thể xảy ra. Sawada and Handa. (1998) chỉ ra rằng nhiệt độ đáy biển tại Nankai slope đã tăng 3-4oC trong 18 000 năm qua, phù hợp với sự phát hiện BSR kép tại khu vực này. BSR kép cũng được phát hiện tại thềm lục địa Na Uy (Andreassen và nnk, 2000), phía Tây biển Ross (Geletti and Busetti, 2011). Tuy nhiên sự xuất hiện của BSRs có điểm khác biệt là lại có cùng pha với phản xạ đáy biển và xuất hiện không phổ biến bên dưới BSRp (Hình 5). Theo các tác giả này, việc xuất hiện BSRs có thể đưa đến các giả thuyết như: (1) đây là BSR cổ liên quan đến gas hydrate, là tàn dư để lại do sự thay đổi nhiệt độ và áp suất như đã trình bày ở trên, (2) BSRs này không liên quan đến gas hdyate mà lên quan đến quá trình diagenesis, (3) BSRs là đáy của gas hydate chứa hỗn hợp khí chứ không phải chỉ có metan. Sự tồn tại một lượng nhỏ các hợp phần HC nặng hơn khí metan có thể làm đáy của đới gas hydate ổn định Hình 5. Mặt cắt địa chấn cùng giếng khoan kỹ thuật minh họa sự xuất hiện của hai mặt phản xạ BSR: BSRs và BSRp (phải); và mô hình đia chất ứng với BSRs và BSRp (trái) (Andreassen và nnk, 2000). 128 Lê Ngọc Ánh /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(3), 121-134 ở nhiệt độ lớn hơn dẫn đến xuất hiện thêm một BSRs nằm sâu hơn so với trường hợp chỉ có khí metan thuần khiết. Giả thuyết (3) được xem là hợp lý nhất để giải thích cho sự tồn tại của BSRs. Tài liệu giếng khoan kỹ thuật (xem vị trí trên Hình 5) cho thấy vận tốc truyền sóng bên dưới BSRs thấp (1,4km/s), do đó có thể tồn tại khí tự do bên dưới BSRs. Sự tồn tại của một vỉa khí mỏng ngay phía trên BSRs có thể là nguyên nhân dẫn đến Busetti, 2011; Andreassen và nnk, 2000). Sự tồn tại của khí tự do bên dưới BSRs khớp với giả thuyết (3) trong khi điều đó rất khó để giải thích cho 2 giả thuyết còn lại. BSRs không đảo pha so với đáy biển (Geletti and Thêm vào đó, biểu đồ cân bằng pha của gas hydrate thay đổi cùng với sự thay đổi thành phần khí (Sloan, 1990). Ứng với gradient địa nhiệt 50oC/km, nhiệt độ đáy biển là -1oC (độ sâu 960m), khí chứa 100% metan đi theo biểu đồ 1 (đường đứt), ứng với môi trường nước mặn cho ranh giới BSRp (Hình 6). Cũng theo hình này, khí có hàm lượng nặng hơn (96% metan, 3% etan, 1% propan) sẽ đi theo biểu đồ 2 ứng với môi trường nước ngọt cho ranh giới BSRs nằm sâu hơn. Do đó giả thuyết (3) được xem hợp lý nhất để giải thích cho sự tồn tại của BSRs, đánh dấu đáy của đới gas hydrate ổn định. Thành phần khí của đới gas hydrate này là hỗn hợp khí metan cùng một lượng nhỏ các thành phần nặng (Andreassen và nnk, 2000). 4. Phát hiện BSR liên quan đến gas hydrate ngoài khơi Cameroon Nghiên cứu minh giải tài liệu địa chấn trên diện tích khoảng 1500km2, ngoài khơi Cameroon (độ sâu nước biển 940m - 1750m) đã chỉ ra sự tồn tại của BSR trên diện rộng và liên tục (350km2), cách đáy biển từ 104m đến 250m BSR có các đặc trưng như cùng biên độ với phản xạ đáy biển, tương đối song song với đáy biển, cắt qua với các phản xạ trầm tích, gia tăng độ sâu cùng với sự gia tăng mực nước biển (Hình 1). Tại khu vực nghiên cứu không có sự xuất hiện của BSR kép, chỉ tồn tại duy nhất một BSR. Nhiều bằng chứng chứng minh cho hướng mình giải BSR liên quan đến gas hydate. Điều đầu tiên là BSR đảo pha so với phản xạ đáy biển, tiếp đến là sự xuất hiện rất nhiều cột khí (chimney) và vết lõm đáy biển (pockmark) (Hình 7). Thêm vào đó, BSR liên quan đến gas hydrate đã được phát hiện ở nhiều khu vực xung quanh và nhiều nơi ở Tây phi như thềm lục địa Niger (Hovland và nnk, 1997; Brooks và nnk, 2000), Nigeria (Sultan và nnk, 2010), Equatorial Guinea (Pilcher and Argent, 2007), lower Congo basin (Gay và nnk, 2007), lower Kwanza Basin (Serie và nnk, 2012), Namibia (Swart, 2009). Hầu hết các cột khí đều kết thúc tại bề mặt đáy biển và để lại các pockmark minh chứng cho hoạt Hình 6. Biểu đồ cân bằng pha cho metan hydate (vùng bôi mầu) và cho hydrate có thành phần khác nhau (đường 2-4) xây dựng theo Sloan (1990). Nhiệt độ đáy biển 50oC/km, nhiệt độ đáy biển là -1oC và gradient địa nhiệt là 50oC/km thu được từ giếng khoan kỹ thuật trên Hình 5 (Andreassen và nnk, 2000). Lê Ngọc Ánh /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(3), 121-134 129 động phụt khí đang xảy ra hoặc xảy ra gần đây. Các cột khí này có thể được tạo ra do dị thường áp xuất cao tại các thân cát dạng dòng chảy cổ bị chôn vùi dưới sâu (hàng km) hoặc bắt nguồn từ đới dị thường áp suất cao nằm nông hơn, ngay bên dưới GHSZ. Do đó, các cột khí phát hiện được có chiều dài từ vài trăm mét đến cả nghìn mét (Le và nnk, 2015). Khí được cho là được di chuyển từ dưới sâu, đi vào đới GHSZ và tạo gas hydrate. Tuy nhiên, cũng không thể loại trừ khả năng có sự tham gia của khí sinh học vào thành phần gas hydrate. Dị thường BSR phát hiện được tại các khe rãnh trên bề mặt đáy biển. Nó có độ sâu nhỏ hơn (nông hơn) so với BSR xung quanh (Hình 8b). BSR tồn tại ở khu vực khe rãnh về lý thuyết có độ sâu mực nước biển lớn sẽ phải nằm sâu hơn BSR bên ngoài khe rãnh. Tuy nhiên, BSR lại được phát hiện nằm nông hơn so với BSR ở các vị trí xung quanh từ 90m đến 110m. Trên đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa độ sâu nước biển và độ sâu BSR bên dưới mực nước biển (Hình 8a), hầu hết số liệu tập trung thể hiện mối quan hệ tuyến tính. Tuy nhiên, xuất hiện dị thường tại độ sâu BSR từ 1600ms đến 1900ms. Khi biểu diễn riêng số liệu của BSR tại vị trí khe rãnh (Hình 8d) thì thấy rõ ràng chính các giá trị BSR tại đây gây ra dị thường trên đường xu thế chung. Dị thường BSR tại khe rãnh có thể do sự xuất hiện của các cột khí và vết lõm đáy biển phát triển với mật độ lớn tại đây làm gia tăng nhiệt độ và ảnh hưởng đến sự ổn định của GHSZ. Minshull and Keddie (2010) cũng chỉ ra rằng mối quan hệ giữa độ sâu của BSR và độ sâu mực nước biển thường là mối quan hệ tuyến tính, dị thường xảy ra khi xuất hiện các cột khí hoặc dị thường về địa nhiệt. Dickens and Quinby-Hunt (1997) and Sloan (2003) chỉ ra rằng với sự thay đổi của 1% độ mặn và 100m độ sâu đáy biển sẽ chỉ làm thay đổi độ sâu của BSR ~1,5m và ~5m tương ứng. Nhưng với gradient địa nhiệt chỉ thay đổi 1oC cũng sẽ làm BSR dịch chuyển đến 15m. Giả thiết ở đây chỉ đánh giá về tác động của sự thay đổi nhiệt độ, thì sự nâng lên của BSR có thể là do nhiệt độ tại vị trí này cao hơn ~7oC so với nhiệt độ khu vực. Vai trò của nhiệt độ đối với độ sâu của BSR càng rõ ràng hơn khi Hornbach và nnk (2008) tính toán ảnh hưởng của hai quá trình bào mòn và trầm tích đối với sự ổn định của gas hydrate. Kết quả tính toán trùng khớp với nhận định của Dickens and Quinby-Hunt (1997). BSR có thể sẽ nằm sâu hơn nếu tốc độ trầm tích lớn hơn quá trình truyền nhiệt dẫn đến trầm tích ‘lạnh’ hơn bình thường và BSR sẽ có thể tồn tại sâu hơn. Ngược lại, BSR có thể tồn tại Hình 7. Ví trí khu vực nghiên cứu (trái); và bản đồ góc dốc của đáy biển kết hợp biểu diễn cùng với diện phân bố BSR trên khu vực nghiên cứu (phải). Pockmark xuất hiện khá nhiều trên đáy biển, tại khu vực có BSR và gần kề đó. 130 Lê Ngọc Ánh /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(3), 121-134 nông hơn nếu nằm ở khu vực đang bị bào mòn mạnh. Trong trường hợp này nhiệt độ trầm tích sẽ cao hơn nhiệt độ ở xung quanh và BSR sẽ nằm ở độ sâu nhỏ hơn. BSR nằm nông hơn bình thường cũng đã được phát hiện chủ yếu ở những khu vực sạt lở như Nankai Trough (Martin và nnk, 2004), Storegga Slide (Berndt và nnk, 2005). Sự phụt khí tạo pockmark ở khu vực nghiên cứu có kích thước lớn (lên đến 0,4km×1,5km) cho thấy khu vực đang có sự bất ổn về nhiệt độ. Dòng nhiệt từ dưới sâu trực tiếp đi lên tạo các cột khí sẽ làm gia tăng nhiệt độ cục bộ và làm thay đổi độ sâu của BSR. BSR quan sát được tại khu vực khe rãnh (nơi có dòng nhiệt hoạt động) do đó sẽ nông hơn BSR xung quanh. BSR liên quan đến gas hydrate được phát hiện trên 1/3 diện tích nghiên cứu (~350km2), với độ sâu mực nước biển từ 940m đến 1750m, gia tăng độ sâu với sự gia tăng độ sâu nước biển. Sự xuất hiện của BSR trên diện rộng chứng tỏ một lượng lớn khí đã dịch chuyển và đới gas hydrate ổn định và chuyển thành hydrate. Phát hiện dị thường BSR (BSR bị nâng lên) tại khu vực khe rãnh có thể là do tăng nhiệt độ cục bộ gây ra bởi sự phụt khí. Tại những vị trí này, không có dấu hiệu của tàn dư BSR (BSRs), chứng tỏ khí tự do tạo ra do gas hydrate mất ổn định và bị tan ra dịch chuyển lên trên với tốc độ khá nhanh xóa hết dấu vết của BSRs. Đây là những minh giải bước đầu dựa vào tài liệu địa chấn. Cần thiết củng cố độ tin cậy bằng tài liệu giếng khoan khi khu vực được triển khai các giếng khoan tìm kiếm. 5. Thách thức còn tồn tại trong công tác thăm dò gas hydrate Phát hiện BSR liên quan đến gas hydrate tại khu vực nghiên cứu cùng với các dấu hiệu thoát khí đáy biển chứng minh cho sự tồn tại một hệ thống dầu khí hoạt động tại đây. BSR trải dài trên diện rộng và liên tục phản ảnh tiềm năng lớn về gas hydrate khu vực ngoài khơi Cameroon. Tuy nhiên, sự tồn tại của GHSZ hay BSR không phải lúc nào cũng tuân theo quy luật chung của biểu đồ Hình 8. (a) biểu diễn mối quan hệ giữa độ sâu nước biển và độ sâu BSR bên dưới mực nước biển; (b) mặt cắt địa chấn qua khe rãnh nơi phát hiện dị thường BSR; (c) bản đồ phân bố của BSR (đường bao màu đỏ) và BSR tại khe rãnh được sử dụng để biểu diễn mối quan hệ giữa độ sâu nước biển và độ sâu BSR bên dưới mực nước biển (d). Lê Ngọc Ánh /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(3), 121-134 131 cân bằng pha. Nó sẽ liên quan chặt chẽ đến yếu tố địa chất và cũng như chế độ địa nhiệt tại từng khu vực cụ thể. Do đó khi đánh giá tiềm năng gas hydrate, rất cần phải xác định chính xác (1) loại BSR và (2) sự phân bố của BSR theo diện và theo chiêu sâu, để xác định chính xác thể tích gas hydrate. Khi nguồn tài liệu chưa phong phú, nhất là ở giai đoạn tìm kiếm thăm dò, địa chấn vẫn là tài liệu chủ lực để đánh giá triển vọng về gas hydate. BSR liên quan đến gas hydrate được coi như dấu hiệu trực tiếp để nhận biết sự tồn tại của gas hydrate. Tuy nhiên việc nhận diện đúng và chính xác sự tồn tại của BSR đã khó, việc nhận biết là BSR đó liên quan đến gas hydate, diagenesis còn khó hơn. Một trong những dấu hiệu hiển nhiên để xác định BSR là thường cắt qua phản xạ trầm tích, tuy nhiên tại những nơi địa hình dốc, trầm tích tương đối song song với đáy biển, dấu hiệu này rất khó xác định. Cộng với sự xuất hiện của BSR kép làm việc minh giải càng trở lên phức tạp hơn bao giờ hết. BSR thường chính là đáy của đới gas hydrate ổn định, xác định bởi điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất định. Các quá trình địa chất như gia tăng nhiệt độ đáy biển, gia tăng mực nước biển hay sự nâng lên do kiến tạo sẽ làm thay đổi điều kiện nhiệt độ, áp suất (P-T) và làm thay đổi chiều dày của đới gas hydrate ổn định hay nói cách khác là độ sâu của BSR. Dẫn đến sự xuất hiện của 2 BSR tại cùng một vị trí, tương đối song song với nhau. Để xác định được BSR nào là đáy của đới gas hydrate tại thời điểm hiện tại, cần nghiên cứu cụ thể điều kiện nhiệt - áp, kiến tạo khu vực, so sánh với độ sâu BSR xác được trên cơ sở tính toán từ công thức thực nghiệm để có thể rút ra kết luận cho sự dịch chuyển của BSR và tàn dư để lại của nó. BSRs không phải lúc nào cũng là BSR tàn dư. Khi nó cùng pha với phản xạ đáy biển thì lúc đó sự xuất hiện của BSRs cũng là BSR hiện tại hay nói cách khác, cả BSRs và BSRp đều là BSR đang hoạt động. Khi đó BSRp ứng với đáy của đới metan hydrate ổn định thì BSRs nằm sâu hơn, ứng với đáy của đới hỗn hợp khí metan và các hợp phần nặng hơn. Ở đây tác giả đã tổng hợp và đưa ra những đặc điểm nhận dạng cho từng loại BSR và giải thích cơ chế hình thành cho chúng, cũng như đưa ra những nhận định cụ thể cho một trường hợp BSR phát hiện ngoài khơi Cameroon. Nhận diện BSR trên tài liệu địa chấn và xác định loại BSR liên quan đến gas hydrate còn có thể gặp nhiều khó khăn do địa chất đa dạng và phức tạp của từng khu vực. Tuy nhiên khi nghiên cứu một khu vực cụ thể, cần hợp rất nhiều tài liệu như: địa chấn, địa vật lý, địa hóa, địa chất khu vực,... Đặc biệt tại những khu vực BSR xuất hiện phức tạp, khó nhận biết hoặc BSR kép, việc minh giải BSR cần hết sức thận trọng để giảm thiểu rủi ro trong tìm kiếm thăm dò gas hydrate. 6. Kết luận Mặt phản xạ mô phỏng đáy biển (BSR) thường được biết đến liên quan đến gas hydrate. Tuy nhiên BSR còn có thể được hình thành do quá trình diagenesis khi chuyển hóa opalA/opalCT. Đặc điểm địa chấn của 2 loại BSR này là giống nhau. Tuy nhiên BSR tạo bởi quá trình diagenesis liên quan chủ yếu đến đá trầm tích giàu silic và xuất hiện ở độ sâu lớn hơn. BSR còn có thể xuất hiện ở dạng BSR kép, rất phức tạp. Do đó khi nghiên cứu BSR để đánh giá tiềm năng gas hydrate cần hết sức chi tiết và tỉ mỉ, tránh nhầm lẫn dẫn đến đánh giá sai triển vọng. Nghiên cứu thực tế ngoài khơi Cameroon chỉ ra rằng BSR liên quan đến gas hydrate trải rộng và liên tục trên diện tích ~350km2. Sự xuất hiện của BSR trên diện rộng chứng tỏ tiềm năng lớn về gas hydrate tại đây. Dị thường BSR (BSR bị nâng lên) được phát hiện tại nhưng nơi xuất hiện các cột khí và pockmark. Đây cũng chính là nguyên nhân gây dị thường nhiệt độ do khí được dịch chuyển từ dưới lên làm tăng nền nhiệt cục bộ, và đáy của đới gas hydrate ổn định (BSR) phải dịch chuyển lên trên để thiết lập lại trạng thái cân bằng mới. Lời cảm ơn Tác giả xin được cảm ơn sự trao đổi, góp ý về chuyên môn của giáo sư Mads Huuse và những góp ý, chỉnh sửa của hai vị phản biện cho bài báo có chất lượng tốt hơn. Xin chân thành cảm ơn. Tài liệu tham khảo Andreassen, K., Hart, P.E., Grantz, A., 1995. Seismic studies of a bottom simulating refection related to gas hydrate beneath the continental margin of the Beaufort Sea. J. Geophys. Res 100, 12659-12673. 132 Lê Ngọc Ánh /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(3), 121-134 Andreassen, K., Mienert, J., Bryn, P. and Singh, S.C., 2000. A double gas‐hydrate related bottom simulating reflector at the Norwegian continental margin. Annals of the New York Academy of Sciences 912(1), pp.126-135. Bangs, N.L., Musgrave, R.J. and Tréhu, A.M., 2005. Upward shifts in the southern Hydrate Ridge gas hydrate stability zone following postglacial warming, offshore Oregon. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 110(B3). Berndt, C., 2005. Focused fluid flow in passive continental margins. Philos. Trans. R. Soc. A Math. Phys. Eng. Sci. 363, 2855. Berndt, C., Bünz, S., Clayton, T., Mienert, J., Saunders, M., 2004. Seismic character of bottom simulating reflectors: examples from the mid-Norwegian margin. Mar. Pet. Geol. 21, 723-733. Brooks, J.M., Bryant, W.R., Bernard, B.B., Cameron, N.R., 2000. The nature of gas hydrates on the Nigerian continental slope. Ann. N. Y. Acad. Science 912, 76-93. Bünz, S., Mienert, J., & Berndt, C., 2003. Geological controls on the Storegga gas-hydrate system of the mid-Norwegian continental margin. Earth and Planetary Science Letters 209(3-4), 291- 307. Chand, S., & Minshull, T. A., 2003. Seismic constraints on the effects of gas hydrate on sediment physical properties and fluid flow: a review. Geofluids 3, 275-289. Delisle, G., Beiersdorf, H., Neben, S., Steinmann, D., 1998. The geothermal field of the north Sulawesi accretionary wedge and a model on BSR migration in unstable depositional environments. In: Henriet, J.-P., Mienert, J. (Eds.), Gas Hydrates: Relevance to World Margin Stability and Climate Change. Geo. Soc. London Spec. Publ. 137, 267-274. Foucher, J.P., Nouzé, H. and Henry, P., 2002. Observation and tentative interpretation of a double BSR on the Nankai slope. Marine Geology 187(1), pp.161-175. Gay, A., Lopez, M., Berndt, C., Seranne, M., 2007. Geological controls on focused fluid flow associated with seafloor seeps in the Lower Congo Basin. Marine Geology 244, 68-92. Geletti, R. and Busetti, M., 2011. A double bottom simulating reflector in the western Ross Sea, Antarctica. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 116(B4). Grutzner, J., & Mienert, J., 1999. Physical property changes as a monitor of pelagic carbonate diagenesis; an empirically derived diagenetic model for Atlantic Ocean basins. American Association of Petroleum Geologists Bulletin 83(9), 1485-1501. Hein, J. R., D. W. Scholl, J. A. Barron, M. G. Jones, and J. Miller, 1978. Diagenesis of late Cenozoic diatomaceous deposits and formation of the bottom simulating reflector in southern Bering Sea, Sedimentology 25, 155-181. Hornbach, M.J., Saffer, D.M., Holbrook, W.S., Van Avendonk, H.J.A., Gorman, A.R., 2008. Three- dimensional seismic imaging of the Blake Ridge methane hydraterovince: evidence for large, concentrated zones of gas hydrate and morphologically driven advection. J. Geophys. Res. 113 (B7), 15. B07101. Hovland, M., Gallagher, J.W., Clennell, M.B., Lekvam, K., 1997. Gas hydrate and free gas volumes in marine sediments: example from the Niger Delta front. Mar. Pet. Geol. 14, 245- 255. Kastner, M., Keene, J. B., & Gieskes, J. M., 1977. Diagenesis of siliceous oozes-I. Chemical controls on the rate of opal-A to opal-CT transformation an experimental study. Geochimica et Cosmochimica Acta, 41, 1041- 1059. Kuramoto, S., Tamaki, K., Langseth, M.G., Nobes, D.C., Tokuyama, H., Pisciotto, K.A., Taira, A., 1992. Can Opal-A/Oap-CT BSR be an indicator of the thermal structure of the Yamamoto Basin, Japan Sea? In K. Tamaki, K. Suyehiro, J. F. Allan, M. McWilliams, & Shipboard Scientific Party (Eds.), Proceedings of the Ocean Drilling Program Scientific Results. College Station, TX: Ocean Drilling Program, pp. 1145-1156. Le A.N., Huuse M., Redfern J., Gawthorpe R.L. and Irving D., 2015. Seismic characterization of a Bottom Simulating Reflection (BSR) and Lê Ngọc Ánh /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(3), 121-134 133 plumbing system of the Cameroon margin, offshore West Africa. Marine and Petroleum Geology 68, 629-647. MacKay, M.E., Jarrard, R.D., Westbrook, G.K., Hyndman, R.D., 1994. Origin of bottom- simulating refectors: geophysical evidence from the Cascadia accretionaryprism. Geology 22, 459-462. Martin, V., Henry, P., Nouze, H., Noble, M., Ashi, J., Pascal, G., 2004. Erosion and sedimentation as processes controlling the BSR-derived heat flow on the Eastern ankai margin. Earth Planet. Sci. Lett. 222 (1), 131e144. Miller, J. J., M. W. Lee, and R. von Huene (1991), An analysis of a seismic reflection from the base of the gas hydrate zone, offshore Peru, AAPG Bull., 75, 910- 924. Miller, J.J., Lee, M.W., von Heune, R., 1991. An analysis of a seismic refection from the base of a gas hydrate zone, off-shore Peru. Am. Assoc. Pet. Geol. Bull 75, 910-924. Minshull, T.A., Keddie, A., 2010. Measuring the geotherm with gas hydrate bottom simulating reflectors: a novel approach using three- dimensional seismic data from the eastern Black Sea. Terra Nova 22, 131e136. Paull, C.K., Matsumoto, R., Wallace, P.J. and 25 others, 1996. Proc. ODP Init. Rep. 164, 623 pp. Pecher, I. A., Minshull, T. A., Singh, S. C., & von Huene, R., 1996. Velocity structure of a bottom simulating reflector offshore Peru. Earth and Planetary Science Letters 139, 459-469. Pilcher, R., Argent, J., 2007. Mega-pockmarks and linear pockmark trains on the West African continental margin. Marine Geology 244, 15- 32. Sawada, K., Handa, N., 1998. Variabilityof the path of the Kuroshio ocean current over the past 25 000 years. Nature 392, 592-594. Serie C., Huuse, M., Schødt, N.H., Brooks, J.M. and Williams, A., 2016. Subsurface fluid flow in the deep‐water Kwanza Basin, offshore Angola. Basin Research 29 (2), 149-179. Serie, C., Huuse, M., Schødt, N.H., 2012. Gas hydrate pingoes: deep seafloor evidence of focused fluid flow on continental margins. Geology 5. Singh, S. C., Minshull, T. A., & Spence, G. D., 1993. Velocity structure of a gas hydrate reflector. Science 260(5105), 204-207. Sloan, E. D., 1990, Clathrate Hydrates of Natural Gases, 1st ed., Marcel Dekker, New York, 641 pp Sultan, N., Marsset, B., Ker, S., Marsset, T., Voisset, M., Vernant, A.-M., Bayon, G., Cauquil, E., Adamy, J., Colliat, J., 2010. Hydrate dissolution as a potential mechanism for pockmark formation in the Niger delta. J. Geophys. Res. Solid Earth (1978-2012) 115. Swart, R., 2009. Hydrate Occurrences in the Namibe Basin, Offshore Namibia. In: Geological Society London Special Publications vol. 319 (1), pp. 73-80. Tinivella, U., Lodolo, E., Camerlenghi, A., Boehm, G., 1998. Seismic tomographystudyof a bottom simulating refector of the South Shetland Islands (Antarctica). In: Henriet, J.-P., Mienert, J. (Eds.), Gas Hydrates: Relevance to World Margin Stabilityand Climate Change. Geo. Soc. London Spec. Publ. 137, 141-151. 134 Lê Ngọc Ánh /Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(3), 121-134 ABSTRACT Analysising the existence of bottom simulating reflector (BSRs), the challenging in gas hydrate exploration Anh Ngoc Le1 1 Oil and Gas Falculty, University of Mining and Geology, Vietnam Bottom Simulating Reflections (BSRs) are characterized as sub-parallel to the seafloor, reversed apparent polarity and cross-cut sedimentary strata. BSR is classified into 2 types, gas hydate-related BSR and diagenesis-related BSR: (i) Gas hydrate related BSR are distinctive, commonly used to recognize the occurrence of gas hydrate, caused by free gas at the base of the pressure- and temperature-dependent gas hydrate stability zone; (ii) diagenesis-related BSR is possibly caused by the diagenetic transition from opal A to opal CT. In addition, the double BSRs have been documented. They are sub-parallel to each other, BSRp above and BSRs below. The BSRp was shown to have all characteristic properties of an active methane hydrate BSR, BSRs could be a hydrate BSR formed from a mixture of gases or that it could be a residual BSR when P-T condition changes. These double BSRs may offer clues to the dynamics of hydrates by potentially revealing the response of gas hydrates to changing P-T conditions, and the potential for release of methane. Investigating gas hydrate potential needs to done with care to avoid confusion between BSR types and the mechanism that forms them, leading to over or under estimating gas hydrate potential. A case study of the BSR in the Cameroon continental slope reveals a widespread of the BSR of c. 350km2. The BSR is associated with number of pockmarks and pipes. The dynamic nature of BSR is supposed to be mainly driven by the role of temperate caused by the fluid movement into shallower, resulting in increasing local temperature as well as pipes and pockmarks observed. The base of hydrate stability shifts upward to establish the new hydrate stability condition. Key words: gas hydrate, gas hydrate related BSR, gas hydrate related diagenesis, double BSR.