天然气水合物可以通过底质沉积物取样、钻探取样和深潜考察等方式直接识别，也可以通过拟海底反射层、速度和震幅异常结构、地球化学异常、多波速测深与海底电视摄像等方式间接识别。下面介绍一些间接标志。
地震标志
海洋天然气水合物存在的主要地震标志有拟海底反射层、振幅变形、速度倒置、速度-振幅异常结构。大规模的甲烷水合物聚集可以通过高电阻率声波速度、低体积密度等号数进行直接判读。近几年，分析和研究地震的速度结构成为该学科领域的前沿。不过通过这种方法探测天然气水合物还需要综合其他的方法进行判断。
 
 
地球化学标志
浅层沉积物和底层海水的甲烷浓度异常高、浅层沉积物孔隙水Cl－含量（或矿化度）和δ18O 异常高、出现富含重氧的菱铁矿等，均可作为天然气水合物的地球化学标志。
生物学标志
深海“黑暗食物链”在天然气水合物释放出区形成了特殊的生物群落。在大陆坡、深海区分布着天然气水合物，即可燃冰。一旦海底升温或减压，就会释出出大量的甲烷，可以在海水中形成甲烷柱，被科学家称为“冷泉”。在冷泉附近就可以形成特殊的生物群落——冷泉生物群。冷泉是海底可燃冰的产物之一，在冷泉附近往往发育着依赖这些流体生存的冷泉生物群，又称为“碳氢化合物生物群落”；这也是一种独特的黑暗生物群，最常见的有管状蠕虫、双壳类、腹足类和微生物菌等。寻找冷泉及其伴生的黑暗生物群也是确认可燃冰存在的有力证据。天然气水合物释放区的生物群也是类似于热液生物群的独立生态系统，其食物链低层生物也是一种管状蠕虫，依靠甲烷细菌提供能量。
  
海底地形地貌标志
在海洋环境中，水合物富集区甲烷等气体的渗逸可在海底形成特殊环境和特殊的微地形地貌。天然气水合物的地貌标志主要有泄气窗、甲烷气苗、泥火山、麻点状地形、碳酸盐壳、化学合成生物群等。在最近几年，德国基尔大学Geomar研究所通过海底观测，在美国俄勒冈州西部大陆边缘Cascadia 水合物海台就发现了许多不连续分布的水合物泄气窗，泄气窗中甲烷气苗一股一股地渗出，渗气速度为每分钟5公升。在该渗气流的周围有微生物、蛤和碳酸盐壳。
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