海底麻坑作為流體滲漏活動(dòng)留下的遺跡,廣泛發(fā)育于全球大陸邊緣。本文通過(guò)對(duì)采集于南海西沙西南海底麻坑區(qū)的沉積物和孔隙水進(jìn)行地球化學(xué)分析,并結(jié)合數(shù)值模擬的手段,旨在探討和計(jì)算該麻坑區(qū)主要的生物地球化學(xué)反應(yīng)及其速率,揭示麻坑目前的活動(dòng)狀況,并推測(cè)麻坑形成的演化歷史及可能的成因機(jī)制。西沙隆起西南部海底麻坑區(qū)3個(gè)重力活塞柱樣中沉積物孔隙水(ΔDIC+ΔCa2++ΔMg2+)/ΔSO42-比值表明,C9和C19柱樣的硫酸根主要被有機(jī)質(zhì)硫酸鹽還原(OSR)消耗,C14柱樣的硫酸根濃度主要受OSR和甲烷缺氧氧化(AOM)作用的共同影響。估算的C14中較低的硫同位素分餾系數(shù)也顯示可能有AOM作用的發(fā)生。三個(gè)柱樣沉積物中存在自生碳酸鹽巖的沉淀,且C14以高鎂方解石為主。C9和C19孔隙水δ13CDIC主要來(lái)自有機(jī)質(zhì)δ13C和海底水δ13CDIC的兩端元混合,而C14在0.66m以下孔隙水δ13CDIC可能主要由底水δ13CDIC、有機(jī)質(zhì)δ13C、甲烷δ13C和下伏SMI以下向上運(yùn)移HCO3-的δ13C四端元混合。根據(jù)C19沉積物孔隙水組分濃度剖面推斷該麻坑可能已經(jīng)停止活動(dòng)處于休眠期,而C14站位沉積物中甲烷仍在發(fā)生微弱的滲漏,麻坑可能處于活動(dòng)的衰落期。通過(guò)對(duì)西沙西南部海底麻坑區(qū)C9和C14柱樣孔隙水Cl-、Na+和K+濃度以及δ18O值分析測(cè)試,我們發(fā)現(xiàn)了指示水合物發(fā)育的關(guān)鍵證據(jù):沉積物孔隙水Cl-濃度降低,并伴隨有δ18O值的升高。同時(shí)排除了Cl-濃度和δ18O值異常是由粘土礦物脫水造成的。另外,孔隙水硫酸根δ18O值也指示了沉積物中可能有水合物的賦存。依Cl-濃度和δ18O值異常值估算的天然氣水合物飽和度分別為6-10%和7-15%,進(jìn)一步揭示西沙西南海域可能也是南海良好水合物勘探開(kāi)發(fā)前景的海域。利用反應(yīng)-運(yùn)移模型對(duì)分別采集于麻坑外(C9)和麻坑內(nèi)(C14)的兩根柱樣的孔隙水地球化學(xué)剖面進(jìn)行模擬,估計(jì)麻坑內(nèi)流體停止活動(dòng)的時(shí)間。模擬結(jié)果顯示麻坑至少是在39 kyr前形成,且流體活動(dòng)的中止可能與相對(duì)高海平面時(shí)期水合物的穩(wěn)定或者水合物藏的消耗殆盡有關(guān),與全球大陸邊緣的海底麻坑目前多已不活動(dòng)的結(jié)果相一致,該方法也可以應(yīng)用于推測(cè)其他海底麻坑區(qū)流體滲漏演化歷史和流體停止活動(dòng)的大致時(shí)間。另外,由于全新世以來(lái)受西南季風(fēng)以及越南岸外上升流的影響,初級(jí)生產(chǎn)力增加,導(dǎo)致表層沉積物顆粒有機(jī)碳(POC)含量和活性明顯增加。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(廣州地球化學(xué)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：P618.13;P736
【部分圖文】：

全球海底冷泉分布圖(Suess,2014)

圖 1-2 (a)和(b)為挪威 Nyegga 海域和剛果扇北部發(fā)育麻坑中淺表層沉積物發(fā)育的水合物(Hovland and Svensen, 2006; Sahling et al., 2008)；(c)為麻坑中冷泉生物和自生碳酸鹽巖分布模式圖以及 ROV拍攝到麻坑內(nèi)管狀蠕蟲、自生碳酸鹽巖以及貽貝(Gay et al., 2006b; Sahlinget al., 2008)；(d)卡斯卡迪亞大陸邊緣活動(dòng)麻坑的海底聲納圖(Salmi et al., 2011)

1-3 全球 57 個(gè)現(xiàn)代麻坑區(qū)麻坑大小分布圖。圖中線段代表某一個(gè)麻坑區(qū)麻坑大小的變圍，線上的點(diǎn)表示平均值。單個(gè)點(diǎn)表示單個(gè)麻坑的大小或某一麻坑區(qū)麻坑大小的平均(麻坑大小變化范圍未知) (據(jù) Pilcher and Argent (2007)修改)不僅麻坑的規(guī)模差別很大，其平面形態(tài)也不盡相同，典型的麻坑呈圓形
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 程路,劉志國(guó);相干光在嵌有隨機(jī)粉粒和麻坑的表面上的主反射場(chǎng)[J];物理學(xué)報(bào);1983年05期

2 拜陽(yáng);宋海斌;關(guān)永賢;陳江欣;劉伯然;;利用反射地震和多波束資料研究南海西北部麻坑的結(jié)構(gòu)特征與成因[J];地球物理學(xué)報(bào);2014年07期

3 羅敏;吳廬山;陳多福;;海底麻坑研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J];海洋地質(zhì)前沿;2012年05期

4 李磊;裴都;都鵬燕;阮意;鄭兵;王茂楠;;海底麻坑的構(gòu)型、特征、演化及成因——以西非木尼河盆地陸坡為例[J];海相油氣地質(zhì);2013年04期

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1 羅敏;南海西沙西南海底麻坑區(qū)生物地球化學(xué)過(guò)程、麻坑活動(dòng)性以及麻坑形成時(shí)間研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(廣州地球化學(xué)研究所);2015年

本文編號(hào)：2863730