1.天然气水合物物理化学性质
天然气水合物通常呈白色，外形如冰雪状。结晶体以紧凑的格子构架排列，与冰的结构相似。在这种冰状结晶体中，碳氢气体充填在水分子结晶格架的空穴中，两者在低温和一定压力下，通过范德华作用力稳定地相互结合在一起。在自然界中，甲烷是最常见的客气体分子（Sloan，1990）。天然气水合物中通常含大量甲烷或其他碳氢气体分子，极易燃烧，也有人称之为“可燃冰”，而且在燃烧以后几乎不产生任何残渣或废弃物。但天然气水合物也并非全部呈白色，可以有多种其他色彩。如从墨西哥湾海底获取的天然气水合物呈黄色、橙色、红色等，从大西洋海底布莱克-巴哈马高原取得的天然气水合物呈灰色或蓝色。
天然气水合物具有多孔性（图14-4），硬度和剪切模量小于冰，密度与冰大致相等，热传导率和电阻率远小于冰；天然气水合物的物理性质见表14-2和表14-3。
图14-4 含天然气水合物的钻孔岩心
表14-3 甲烷天然气水合物和冰的性质
2.天然气水合物环境和地质特征
天然气水合物属于沉积矿产，主要发育于新生界，以上新统为主。沉积层构造可分为块状、脉状、透镜状-层状、斑状和角砾状（图14-5）。
天然气水合物形成时，其液流渗透到沉积物颗粒间隙和裂隙中可形成块状和脉状构造，前者表现为沉积物被天然气水合物均匀胶结，后者是天然气水合物呈网状、细脉状充填于沉积物或沉积岩的裂隙中。从围岩分离出来的含有气体的水溶液，沿沉积层层面发生迁移，其迁移前锋产生挥发作用，可形成透镜状-层状构造，在形态上表现为天然气水合物呈薄层或透镜体出现于沉积物或沉积岩基质中，相互之间大致平行排列并交替出现。
图14-5 沉积物中的天然气水合物（白色）