采集了世界各地的水下天然气水合物样品并分析了其中烃类气体成分和甲烷碳同位素组成后认为,进入水晶格结构中的甲烷分子主要是微生物还原沉积有机质的CO2而产生的。典型的测试结果为:甲烷含量占烃类气体总量的99%以上;甲烷碳同位素组成(δ13C PDB)范围在-57‰~-73‰。仅在墨西哥湾和里海两处发现了主要由热成因甲烷形成的天然气水合物,烃类气体中甲烷含量为21%~97%,甲烷碳同位素值为-29‰~-57‰。少数地区天然气水合物中的甲烷为混合成因,以微生物成因的甲烷为主。在阿拉斯加和俄罗斯的陆上气体水合物中,甲烷含量亦大于烃类气体总量的99%,碳同位素组成则为-41‰~-49‰,这种甲烷也属混合成因,但似乎以热成因的甲烷为主。