發(fā)布時間：2021-01-29 07:39

　　冷泉是一種富甲烷流體快速滲漏到海底,并產(chǎn)生一系列生物地球化學(xué)反應(yīng)的環(huán)境。在這類環(huán)境中發(fā)生的與碳相關(guān)的生物地球化學(xué)反應(yīng)主要為有機質(zhì)硫酸鹽還原、產(chǎn)甲烷作用、甲烷缺氧氧化、自生碳酸鹽巖沉淀。這些生物地球化學(xué)過程對于全球碳封存、營養(yǎng)元素循環(huán)、氣候變化和生命演變影響重大。本文通過采集南海神狐、東沙、瓊東南、北康盆地112個站位的沉積物孔隙水數(shù)據(jù),結(jié)合孔隙水地球化學(xué)分析、數(shù)值模擬,旨在探討南海各冷泉區(qū)域碳周轉(zhuǎn)速率分布及總體碳轉(zhuǎn)化狀況。同時,結(jié)合海洋四號沉積體的沉積物特征和孔隙水模擬結(jié)果,探討甲烷的滲漏模式。根據(jù)反距離權(quán)重空間插值,獲得神狐、東沙、瓊東南三個區(qū)域生物地球化學(xué)反應(yīng)速率的空間分布。神狐地區(qū)有機質(zhì)降解速率呈現(xiàn)明顯北西-南東走向,而甲烷缺氧氧化速率和自生碳酸鹽巖沉淀速率呈現(xiàn)微弱的北西-南東走向。這種分布趨勢主要受到神狐地區(qū)峽谷-脊交替的地形特征影響。東沙有機質(zhì)降解呈現(xiàn)明顯東高西低趨勢,東部高的有機質(zhì)降解速率主要受黑潮或臺灣陸源輸入影響。東沙東部高甲烷缺氧氧化速率主要受到主動大陸邊緣和更多甲烷來源途徑的影響。東沙地區(qū)自生碳酸鹽巖沉淀速率分布和甲烷缺氧氧化分布類似,也呈現(xiàn)東高西低的趨勢。瓊東南地... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所)廣東省

【文章頁數(shù)】：190 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

全球冷泉分布(Suess,2018).藍色正方形代表主動邊緣的冷泉，橙色正方形代

南海幾個典型冷泉區(qū)淺層沉積物中有機質(zhì)、甲烷和溶解無機碳循環(huán)估算及甲烷滲漏模式2匯聚板塊邊緣冷泉成因為板片水平擠壓造成沉積物脫水并導(dǎo)致流體噴逸。擠壓過程易形成斷層，而這些斷層卻成為了重要的流體運移通道(Suess,2018)。大洋板片和大洋板片之間的俯沖常常伴隨著蛇紋巖泥火山這一類特殊的流體滲漏類型。從沉積物中脫離的水分會和基巖發(fā)生水巖反應(yīng)，并釋放大量熱量。形成的蛇紋巖泥會伴隨著費托反應(yīng)產(chǎn)生的非生物成因甲烷一起滲漏到海底表面(Fryer,2012;PalandriandReed,2004)。圖1.2被動大陸邊緣的冷泉類型(Suess,2018)Figure1.2coldseeptypesonthepassivecontinentalmargin(Suess,2018)被動大陸邊緣的流體滲漏機理主要為沉積物加載、差異壓實、超壓和相變幾種類型（圖1.2）。極地冰川及正常海域水合物分解也會引起大范圍的甲烷滲漏。滲漏的甲烷是否加快了全球氣候變暖步伐目前還不得而知，但是其對氣候的影響在未來一段時間仍然是一項重大的科學(xué)問題(Wallmannetal.,2012;Wallmannetal.,2018)。1.1.2南海冷泉區(qū)及水合物區(qū)分布自從2004年在南海北部發(fā)現(xiàn)了冷泉碳酸鹽巖以來，目前在南海（包括北部陸坡和南部）總共發(fā)現(xiàn)超過40個冷泉點（圖1.3）(陳多福等.,2005;Fengetal.,2018a)。在這些冷泉環(huán)境中，普遍發(fā)現(xiàn)與冷泉相關(guān)的自生碳酸鹽巖、自生礦物和指示冷泉活動的特殊離子剖面、生物群落。除了利用抓斗、柱狀取樣器等傳統(tǒng)方法進行取樣之外，同時也布放了許多載人或無人潛器對海底流體滲漏進行

第1章引言3觀測及對其進行原位采樣分析(Fengetal.,2015;Liangetal.,2017b)。目前，在南海發(fā)現(xiàn)了泥火山、麻坑等與甲烷滲漏相關(guān)的特殊地貌（圖1.4）(Sunetal.,2012;Sunetal.,2013)。其中，南海臺西南盆地、珠江口盆地和中建南盆地發(fā)現(xiàn)大量以正地形和環(huán)狀地貌為特征的泥火山(Chiuetal.,2006;Sunetal.,2012;Sunetal.,2013)。這些泥火山的直徑為幾百米到幾公里，而高度一般為幾十米到幾百米。這些泥火山發(fā)育多受構(gòu)造、水合物發(fā)育、油氣藏等控制。(Chiuetal.,2006;Yanetal.,2017)。除此之外，南海也發(fā)現(xiàn)大量呈負地形的麻坑。這些麻坑形狀為圓形、橢圓、星月狀等不規(guī)則形狀(Sunetal.,2012)，目前推測可能為流體滲漏、強烈底流、沉積物滑塌相互作用而成(Sunetal.,2012;Chenetal.,2015)。圖1.3南海冷泉分布(Fengetal.,2018a)Figure1.3coldseepdistributioninSouthChinaSea(Fengetal.,2018a)截至目前，在南海地區(qū)發(fā)現(xiàn)最多冷泉證據(jù)是與冷泉相關(guān)的自生碳酸鹽巖(陳多福等.,2005;Hanetal.,2008;Hanetal.,2014;Liangetal.,2017b)。作為記錄冷泉的幾種載體之一，冷泉碳酸巖以其廣泛穩(wěn)定的特征成為目前研究冷泉最重要的載體。2004年在東沙海域發(fā)現(xiàn)了迄今為止世界上最大的冷泉碳酸鹽巖沉積體“九龍甲烷礁”。該沉積體占地400多平方公里，碳酸鹽巖呈現(xiàn)塊狀，

【參考文獻】：
期刊論文
[1]南海北部東沙海區(qū)海洋氧同位素3期以來沉積有機碳記錄及其古氣候/環(huán)境信息[J]. 劉暢,廖偉森,胡建芳,付少英,向榮,李永祥.  地球化學(xué). 2019(05)
[2]北康盆地第四紀塊體搬運沉積地震反射特征及成因機制[J]. 何玉林,匡增桂,徐夢婕.  地質(zhì)科技情報. 2018(04)
[3]中國南海北部神狐海域高飽和度天然氣水合物成藏特征及機制[J]. 張偉,梁金強,陸敬安,尉建功,蘇丕波,方允鑫,郭依群,楊勝雄,張光學(xué).  石油勘探與開發(fā). 2017(05)
[4]南沙海域北康盆地油氣勘探潛力[J]. 張厚和,劉鵬,廖宗寶,赫栓柱,朱筱敏.  中國石油勘探. 2017(03)
[5]南海北部和海南島附近海域表層沉積物中有機質(zhì)的分布和降解狀態(tài)的差異[J]. 曹夢莉,馬倩倩,吳瑩,張經(jīng).  海洋與湖沼. 2017(02)
[6]南海北部神狐海域高飽和度天然氣水合物分布特征[J]. 郭依群,楊勝雄,梁金強,陸敬安,林霖,匡增桂.  地學(xué)前緣. 2017(04)
[7]瓊東南盆地深水區(qū)陵水17-2大氣田成藏機理[J]. 張功成,曾清波,蘇龍,楊海長,陳瑩,楊東升,紀沫,呂成福,孫鈺皓.  石油學(xué)報. 2016(S1)
[8]南海北部神狐海域天然氣水合物鉆探區(qū)第四紀以來的沉積演化特征[J]. 蘇明,沙志彬,喬少華,楊睿,吳能友,叢曉榮,劉杰.  地球物理學(xué)報. 2015(08)
[9]末次冰期以來南海北部下陸坡區(qū)沉積有機質(zhì)地球化學(xué)特征及其意義[J]. 常曉紅,楊楚鵬,劉芳,廖澤文.  地球化學(xué). 2014(05)
[10]西沙海域南部天然氣水合物發(fā)育特征及成藏模式[J]. 楊濤濤,呂福亮,王彬,楊志力,魯銀濤,孫國忠.  海相油氣地質(zhì). 2014(03)



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