天然气水合物作为一种新型清洁能源引起全球广泛关注,在海底沉积物和陆上永久冻土带中均有广泛分布。在青海省祁连山冻土区实施的科学钻探试验井中,直接钻获白色冰状天然气水合物实物样品,这是首次在中国陆域,同时也是世界首例在中低纬度冻土带中勘查到天然气水合物。热释光测量基于放射性勘查理论,认为:沉积物的天然热释光中储存有自沉积以来的累积辐射剂量,放射性异常区域的形成与烃类运移有关,通过沉积物的热释光测量,可以有效地发现这种烃类异常区。烃类的富集是天然气水合物形成前提和物质基础,继而找到与之对应的天然气水合物藏。为探索表层及井下深部放射性异常与冻土层下天然气水合物藏的关系,分别采集表层沉积物54件,井下岩心样品311件,进行热释光测量及指标分析。首先根据综合地层资料,对研究区沉积特征进行了分析、讨论,初步识别了井下地层。结合钻井资料,对钻探井热释光的三维空间分布状况,分别作了综合分析。利用测井资料为参考依据,分析了水合物层位的热释光特征,提出了研究区的热释光响应模式。分析发现,钻获天然气水合物的两口钻井,表层沉积物热释光指示为低值异常;放射性异常从深部到地表具有延续性,放射性异常随地层变新而减弱;烃类产生的热释光信号在水合物藏层位异常;烃类造成的天然辐射场,加之沉积物中岩性和组分的不均一性,综合形成了样品的天然热释光异常。天然气水合物主要出露在岩层的裂隙和孔隙中,受裂隙的控制比较明显,深部烃类气体在不同级次断裂的疏导和上覆冻土层特征等所确定的天然气水合物稳定带的共同耦合作用下,更易于在裂隙中形成天然气水合物。进一步分析发现,井下热释光异常可能对应地层中的断层带,热释光很可能为地质勘探提供了又一种可行方法。综合分析认为,利用沉积物及岩心热释光信息探寻冻土区地下水合物藏的方法是可行的。