摘 要

摘　要：神狐海域是南海北部深水油氣和天然氣水合物的重點(diǎn)研究區(qū)域。為評價(jià)該區(qū)冷泉活動(dòng)與天然氣水合物分布情況，利用神狐海域08CF7巖心沉積物，對其自生礦物組成及其碳同位素進(jìn)

摘　要：神狐海域是南海北部深水油氣和天然氣水合物的重點(diǎn)研究區(qū)域。為評價(jià)該區(qū)冷泉活動(dòng)與天然氣水合物分布情況，利用神狐海域08CF7巖心沉積物，對其自生礦物組成及其碳同位素進(jìn)行測定，并觀察自生礦物形貌特征，結(jié)合沉積物巖性特征及研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造背景，探討了沉積物中的自生礦物及其碳同位素組成對該區(qū)泥火山構(gòu)造背景下的甲烷滲漏活動(dòng)及其甲烷厭氧氧化的指示意義。研究表明：在08CF7巖心埋深l88cm以上和以下的沉積物中，自生礦物的組成、含量和碳同位素值均有明顯差異，l88cm以下的特殊沉積段可能反映了該區(qū)泥火山構(gòu)造背景，自生碳酸鹽礦物屬于冷泉成因，其形成指示了海底甲烷滲漏及甲烷厭氧氧化(AOM)過程。進(jìn)而提出了利用細(xì)粒組分的自生礦物及碳同位素組成識別AOM的方法，該方法有助于我國南海滲漏型天然氣水合物的探查工作。

關(guān)鍵詞：神狐海域　08CF7站位  自生礦物  天然氣水合物  AOM碳同位素  甲烷滲漏  泥火山

Characteristics of authigenic minerals in sediments of core 08CF7 in Shenhu area in northern South China Sea：Implications for methane seepage

Abstract：The Shenhu area in northern South China Sea(SCS)is a focus for the study of deepwater hydrocarbon resources and gas hydrate exploration．A core of shallow sediment from Site 08CF7 was used to test compositions and carbon isotope of authigenic rain erals and observe their morphologic characteristics．In combination with the lithologic characteristics of Core sediments and the regional tectonic setting of this study area，this paper discussed the implications of the authigenic minerals and their carbon isotopes for methane seepage and anaerobic oxidation in the mud volcano structural background．The compositions，content and carbon isotopes of authigenic minerals in the sediments above and below l88cm were obviously different．Sediments below l88cm might be formed under the volcano structural background，and thei r authigenic minerals are of cold seep genesis and can indicate methane seepage and anaerobic oxidation of methane(AOM)．A method is proposed to identify AOM according to the fine authigenic minerals and their carbon isotopes．It has great scientific value and application prospect in the exploration of seepage-type gas hydrates in South China Sea．

Keywords：Shenhu area，08CF7 station，authigenic mineral，gas hydrate，AOM，carbon isotope，methane seepage，mud volcano

甲烷厭氧氧化(AOM，anaerobic oxidation of methane)是海底淺表層最重要的生物地球化學(xué)過程，其在甲烷氧化古細(xì)菌和硫酸鹽還原細(xì)菌的共同作用下，消耗甲烷和硫酸鹽，產(chǎn)生HS^-和HCO3^-[1-2]。AOM通常會(huì)在沉積物及其孔隙水中留下明顯的直接證據(jù)，主要有：①沉積物孔隙水甲烷、硫酸鹽含量及åCO2濃度變化^[3-4]；②孔隙水中Cl^-、SO4^2-、HPO4^2-、Ca²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺、NH⁴⁺等離子濃度的異常及C、O、S、Ca等同位素的變化^[3，5-7]；③微生物及其分子標(biāo)志物等^[8-9]。除了直接證據(jù)外，AOM產(chǎn)生碳酸氫根離子(HCO3^-)，增加了環(huán)境堿度，有利于自生碳酸鹽沉淀，形成鎂方解石、白云石和文石等自生礦物^[10-11]。這些礦物因繼承了甲烷的碳同位素特征，一般具有極負(fù)的d¹³CPDB值^[12]。此外，HS可與孔隙水和沉積物中的鐵及其他元素的離子化合，沉淀與AOM相關(guān)的重晶石、石膏和黃鐵礦等硫酸鹽礦物^[13-14]。

海洋沉積物中的自生礦物是原地沉淀產(chǎn)物，通過對其類型、形貌特征、化學(xué)成分以及同位素組成等的綜合分析，可確定礦物形成的流體來源、形成溫度、成巖環(huán)境及影響因素等，為沉積、成巖環(huán)境變化及其相關(guān)的構(gòu)造演化、資源響應(yīng)等提供重要的基礎(chǔ)資料^[15]。研究表明，在冷泉環(huán)境中，自生碳酸鹽礦物可以塊狀碳酸鹽結(jié)殼(結(jié)核)產(chǎn)出于沉積物中或海床，也可以細(xì)粒狀分散分布于整個(gè)沉積物中。結(jié)合巖性和碳酸鹽組成上的變化，可揭示自生礦物對AOM的響應(yīng)關(guān)系，為天然氣水合物(以下簡稱水合物)的探測和評價(jià)提供了新方法^[16]。因此，海洋沉積物中的碳酸鹽相是了解冷泉的分布和規(guī)模以及與水合物關(guān)系的一個(gè)窗口^[1]。

神狐海域是南海北部深水油氣和水合物的重點(diǎn)研究區(qū)域^[17]，已發(fā)現(xiàn)指示水合物存在的地球物理、地球化學(xué)等多種證據(jù)，主要包括與水合物有關(guān)的BSR(Bottom simulating reflectors) ^{[4-5，18]}，泥火山和泥底辟構(gòu)造^[14，19-22]，冷泉碳酸鹽沉積 ^{[10，23-25]}，水體甲烷含量高異常^[26]以及沉積物孔隙水地球化學(xué)異常 ^[4，27]等。近年來，研究人員從該海域淺表層沉積物中提取和識別出自生黃鐵礦、自然鋁、底棲有孔蟲、特征微生物種群等研究對象，探討其成因及其對甲烷滲漏的指示意義 ^{[9，14，28-29]}，但對散布在沉積物中，由肉眼和體視顯微鏡無法鑒別的細(xì)粒狀自生碳酸鹽礦物的研究還較少。

筆者分析了南海北部神狐海域08CF7巖心沉積物中自生礦物的組成、類型和碳同位素組成特征，并對其形貌進(jìn)行觀察，結(jié)合巖心沉積物的基本特征和年代框架，以及研究區(qū)的構(gòu)造背景等資料，認(rèn)為該站位可能處于泥火山發(fā)育構(gòu)造環(huán)境，揭示出巖心沉積物的自生礦物及其碳同位素組成可指示海底甲烷滲漏及由此發(fā)生的AOM過程，為神狐海域的冷泉活動(dòng)、水合物評價(jià)提供新資料。

1　地質(zhì)背景

08CF7站位位于南海北部神狐海區(qū)。該海區(qū)位于南海北部陸坡中段，界于兩沙海槽和東沙群島之間，構(gòu)造上處于珠江口盆地珠Ⅱ凹陷，自中新世以來進(jìn)入構(gòu)造沉降^[30]。新生代沉積厚度介于1000～7000m，有機(jī)質(zhì)含量為0.2％～l.9％^{[5，29]}。水深800～2000m，海底地形復(fù)雜且坡度變化較大。高分辨率地球物理調(diào)查表明，該海域廣泛發(fā)育斷裂一褶皺體系、泥火山、泥底辟等構(gòu)造，且海底以下150～350m廣泛分布BSR，具有較好的水合物形成和賦存的地質(zhì)條件 ^{[5，18，21]}，且于2007年在該海區(qū)成功鉆取到水合物實(shí)物樣品^[31]。

由圖l可知，08CF7站位位于巖漿侵入或基底隆起的附近，泥底辟、氣煙囪、泥火山等流體泄漏通道發(fā)育 ^{[14，19-22]}，因此08CF7巖心是研究與水合物相關(guān)的冷泉活動(dòng)及其AOM等的良好材料。

 

2　樣品來源與測試方法

08CF7巖心于2008年南海北部開放航次中采集，站位地理位置為115°13.086¢E、19°55.313¢N，水深1164m，巖心長662cm。以2cm為間隔分割取樣，共獲得331個(gè)樣品。根據(jù)巖心磁化率測試的結(jié)果^[34]，選擇20個(gè)代表性樣品(深度見表l)，并挑選出其中的白生礦物進(jìn)行測定和觀察。

表1

 

取5g左右原樣，經(jīng)超聲分散后用0.063mm的銅篩進(jìn)行篩分，將大于0.063mm的粗粒組分60℃烘干后在實(shí)體顯微鏡下進(jìn)行自生礦物的觀察和挑選。

一般情況下，海洋沉積物中自生礦物主要為方解石、文石、白云石、黃鐵礦、石膏和重晶石等，以微晶或細(xì)粒形式存在，難以形成集合塊狀體且在全巖中的含量較少。因此在全巖X射線粉晶衍射分析(XRD)圖譜上，自生碳酸鹽礦物的衍射峰常被生物碳酸鹽礦物的衍射峰所掩蓋。由于海洋環(huán)境中生物碳酸鹽礦物的主要生物類型是有孔蟲類，其直徑一般大于150mm，此外的生物類型為鈣質(zhì)超微化石，其粒徑一般約為幾個(gè)mm。因此，用500目(篩孔為20mm)的銅篩對樣品進(jìn)行篩分，則小于20mm細(xì)粒組分中碳酸鹽礦物主要是自生碳酸鹽礦物及鈣質(zhì)超微化石。

將小于20mm的細(xì)粒組分進(jìn)行X射線粉晶衍射、碳同位素分析及掃描電鏡觀察。采用多功能粉晶X射線衍射儀(X¢pert MPD Pro)對細(xì)粒度組分中的礦物組成及含量進(jìn)行測定(cu靶Ka射線，石墨單色器，測試電壓45kV，測試電流40mA，掃描角度3°～65°、2q，步進(jìn)掃描，步寬0.02°，礦物含量以樣品中石英作為內(nèi)標(biāo)計(jì)算，相對誤差優(yōu)于3％)。細(xì)粒組分的碳同位素分析采用磷酸法，測試儀器為MAT251，結(jié)果采用PDB標(biāo)準(zhǔn)，分析精度為±0.2‰。上述實(shí)驗(yàn)在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)搴完成。掃描觀察在中國科學(xué)院南海海洋研究所和中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所完成，測試儀器分別為S3400型顯微鏡(工作電壓l5～25kV，距離8～l2mm)和帶能譜分析儀(EDS)的Quanta 400型顯微鏡(工作電壓l5～20kV，距離5～12mm)。

3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1　巖性特征

08CF7巖心在琴叁和取樣過程中未遭到人為破壞，且未見明顯生物擾動(dòng)痕跡，因此能較好地指示其原位沉積特征。巖心觀察發(fā)現(xiàn)，沉積物白頂向下以216cm處為界，上部為灰黑色，下部為淺黑色，交界面呈相互穿透狀，整段巖心的沉積物類型均為黏土質(zhì)粉砂。筆者在前期的研究中已對巖心沉積物進(jìn)行粒度、磁化率和碳酸鹽含量測定和分析^[34-35]，將結(jié)果進(jìn)行綜合對比和分析，發(fā)現(xiàn)這3項(xiàng)指標(biāo)均呈現(xiàn)出相似的變化趨勢，可分為3段：①0～188cm段，各項(xiàng)指標(biāo)變化較大，以磁化率值高，沉積物粒度小及碳酸鹽含量高為特征；②188～240cm段，為各項(xiàng)指標(biāo)和沉積物巖性變化的過渡段；③240cm以下，各項(xiàng)指標(biāo)呈現(xiàn)均一性變化，相對以磁化率值低，沉積物較粗及碳酸鹽含量低為特征(圖2)。

 

3．2　粗粒組分中自生礦物組成

體視顯微鏡觀察和鑒定表明08CF7巖心樣品中大于63mm粗粒組分中的礦物顆粒主要為石英、斜長石、鉀長石、角閃石以及黃鐵礦，偶見石膏顆粒。

08CF7巖心粗粒組分中均出現(xiàn)黃鐵礦，其顆粒主

要為管狀和草莓狀，長度介于0.5～2cm。在埋深超過188cm的樣品中，黃鐵礦數(shù)量少且顆粒細(xì)小，而在埋深低于l88cm的樣品中，尤其是在240cm以下的沉積物中，黃鐵礦顆粒的數(shù)量較多、粒徑較大。在08CF7巖心中，僅在348～350cm的樣品中鑒定出石膏顆粒，其呈明顯的燕尾雙晶，具有銳利的棱和邊。

3．3　細(xì)粒組分中自生礦物組成

20個(gè)代表性樣品細(xì)粒組分的X射線衍射(XRD)結(jié)果見圖3和表l。細(xì)粒組分的礦物組成主要為伊利石、綠泥石(高嶺石)等黏土礦物，其占細(xì)粒組分總量的33.3％～55.5％，平均含量為43.9％，黏土礦物總含量變化不大，但巖心上部樣品的黏土總含量略高，中間部分樣品則較少。細(xì)粒組分中的其他礦物主要有石英、長石、黃鐵礦以及方解石、文石、白云石等碳酸鹽類礦物。

 

石英、鉀長石、斜長石以及角閃石等與黏土礦物一樣，主要為陸源成因，其中石英和斜長石是常見礦物，在所有分析樣品中均有出現(xiàn)，而鉀長石和角閃石僅零星出現(xiàn)在沉積物中，它們均是南海沉積物中常見的陸源碎屑礦物。與粗粒組分中含有較多的顆粒狀黃鐵礦不同，在細(xì)粒組分中黃鐵礦僅在08CF7-15、08CF7-110、08CF7-120和08CF7-134樣品中出現(xiàn)，表明08CF7巖心沉積物中的黃鐵礦主要以粗顆粒形式存在。黃鐵礦屬典型還原性沉積環(huán)境中的產(chǎn)物 ^{[7，14，16]}，

08CF7站位位于水合物區(qū)，在巖心中出現(xiàn)顆粒較大的黃鐵礦顆粒，暗示其形成可能與甲烷滲漏有關(guān)。

方解石在所分析的樣品中均有出現(xiàn)，含量為4.2％～18.2％，平均含量為8.3％，表層至188cm的樣品中方解石含量較l88cm以下樣品的方解石含量高。文石和白云石僅出現(xiàn)在188cm以下的樣品中，分別為10.3％～l4.4％和l.4％～22.6％(圖4)，表明08CF7巖心以188cm為界，上部分和下部分在成巖環(huán)境等方面存在明顯差異。

 

3．4　自生礦物形貌特征

在掃描顯微鏡下，粗粒組分中挑選出的黃鐵礦為八面體，具有清晰的晶角和晶棱(圖5)。黃鐵礦的晶體聚合成草莓狀出現(xiàn)在沉積物中，球體直徑一般為l0mm。細(xì)粒組分和原樣中未觀察到白生黃鐵礦，這與XRD揭示的細(xì)粒組分中黃鐵礦含量較少的結(jié)果相一致，說明自生黃鐵礦主要聚合成較大顆粒產(chǎn)出在沉積物中。

 

自生碳酸鹽礦物主要呈細(xì)粒狀發(fā)育在沉積物中，在掃描電子顯微鏡下，原樣中的文石呈針狀生長在沉積物中(圖6-a)，沒有發(fā)現(xiàn)沿孔隙生長的簇狀文石，而在細(xì)粒組分中，文石呈碎屑狀出現(xiàn)(圖6-b)。白云石呈微晶狀發(fā)育在黏土團(tuán)塊中(圖6-c)，周圍有l0mm的滲漏微孔。在原樣中沒有觀察到方解石顆粒，但在細(xì)粒組分中可觀察到方解石呈棱形體零星地散布在細(xì)粒組分中(圖6-d)，顆粒一般為2～15mm。這些觀察表明，沉積物中發(fā)育自生碳酸鹽礦物，但其顆粒細(xì)小且分散在沉積物中，未發(fā)育成塊狀碳酸鹽巖。

 

3．5　自生碳酸鹽碳同位素特征

自生碳酸鹽礦物繼承了碳源的碳同位素組成，d¹³C值能確定碳酸鹽礦物的成因類型，并能反映出不同碳源的混合量。20個(gè)樣品細(xì)粒組分中碳酸鹽礦物的碳同位素組成見表1和圖4。188cm以上細(xì)粒組分的d¹³C值為0.31‰～l.15‰，隨沉積深度的增加，d¹³C值在188cm處由正值轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)值，且直到巖心底部均表現(xiàn)為負(fù)的碳同位素組成，d¹³C值變化范圍為-42.63‰～-2.34‰，但未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。

4　討論

4．1　沉積環(huán)境

對沉積物結(jié)構(gòu)構(gòu)造、粒度、磁化率、碳酸鹽含量(圖2)以及細(xì)粒組分中自生碳酸鹽礦物的含量及碳同位素(圖4)的研究表明，08CF7巖心可分為3段：上段(0～188cm)、過渡段(188～240cm)；下段(240cm以下)。上下段沉積物的各個(gè)沉積特征均存在明顯差異，且成巖環(huán)境也截然不同。Wang等^[35]朝建立了巖心上段地層的年代框架，認(rèn)為巖心224cm以上代表正常沉積地層，但224cm以下則出現(xiàn)沉積物地層框架混亂的情況。綜合分析認(rèn)為，巖心下段的沉積物整體物質(zhì)組分比較單一，各項(xiàng)反映沉積特征的指標(biāo)呈均一性變化，說明該部分沉積可能不是海洋深水環(huán)境的正常沉積，而是某一特殊事件造成的沉積段，其成因可能與08CF7巖心所處的特殊沉積環(huán)境和沉積過程有關(guān)。

08CF7站位位于巖漿侵入或基底隆起的附近，周邊廣泛發(fā)育有垂向斷裂體系和泥底辟、泥火山等特殊構(gòu)造現(xiàn)象^[14，19-22]。泥火山是由地殼深部密度較小的高塑性巨厚欠壓實(shí)泥頁巖，在密度倒置的區(qū)域動(dòng)力學(xué)體系下產(chǎn)生差異重力作用而導(dǎo)致流動(dòng)上侵和上拱擠入上覆地層，使得上覆巖層彎曲隆起或刺穿上覆地層和斷裂薄弱帶而形成的一種地質(zhì)構(gòu)造^[36]。泥火山的發(fā)育為水合物運(yùn)移提供了極好的條件，深層天然氣可沿底辟構(gòu)造所形成的通道運(yùn)移至近海底附近沉淀為水合物，而其發(fā)育過程中的各種伴生構(gòu)造則為水合物的成藏富集提供了場所，但泥火山活動(dòng)也會(huì)對已成藏的水合物形成一定的影響，促使其分解并運(yùn)移至適宜儲層再富集^[14]。因此，08CF7巖心可能代表了神狐海域水合物地質(zhì)系統(tǒng)下泥火山／泥底辟發(fā)育海域的淺表層沉積物，而巖心下段的特殊沉積段可能與該區(qū)泥火山活動(dòng)有關(guān)。

4．2　自生礦物成因類型

自生礦物是海洋沉積物的重要組分，主要包括方解石、白云石、文石等碳酸鹽礦物以及黃鐵礦、重晶石、石膏、針鐵礦、水錳礦等。冷泉環(huán)境中常見的是方解石、白云石、文石、黃鐵礦，少見重晶石、石膏，它們的形成與滲漏甲烷的AOM有關(guān)，被認(rèn)為是指示冷泉活動(dòng)記錄和可能存在水合物的重要標(biāo)志物。

冷泉自生碳酸鹽礦物的碳同位素組成變化范圍較大，d¹³C為+24‰～-76‰，但主要以負(fù)的碳同位素組成為特征^[12]。08CF7巖心中20個(gè)代表性樣品細(xì)粒組分中自生碳酸鹽的d¹³C為-42.63‰～l.15‰，其中埋深l88cm以下的巖心沉積物中，除了204～206cm樣品自生碳酸鹽礦物的d¹³C值為-2.34‰外，其余樣品的d¹³C值均小于-12‰，明顯較鄰近海區(qū)表層沉積物中的鈣質(zhì)超微化石、浮游有孔蟲(C．ruber)和底棲有孔蟲(C．wuellerstorfi)的d¹³C值低^[37]，也低于已報(bào)道的南海正常深海環(huán)境沉積物中碳酸鹽的d¹³C值，如南海北部陸坡XS-01巖心沉積物d¹³C值為0.82‰～1.32‰^[38]。顯然除了鈣質(zhì)超微化石較正的碳同位素貢獻(xiàn)外，細(xì)粒組分中還有碳同位素較負(fù)的物質(zhì)存在。XRD結(jié)果表明(表1，圖3)，188cm以下細(xì)粒組分中含有文石、白云石以及方解石等白生礦物，因此推測細(xì)粒組分較負(fù)的d¹³C c可能來自自生碳酸鹽礦物的碳同位素組成貢獻(xiàn)，即細(xì)粒組分中自生礦物¹³C虧損的碳可能主要來源甲烷碳。

如上所述，細(xì)粒組分礦物相和礦物組成以188cm為界發(fā)生明顯變化，自生礦物形貌特征也與冷泉區(qū)的冷泉自生礦物相似。前人對08CF7巖心沉積物的磁化率進(jìn)行測定分析，發(fā)現(xiàn)在188cm處沉積物的磁化率發(fā)生了明顯變化，認(rèn)為磁化率的變化與成巖環(huán)境密切相關(guān)，海底甲烷滲漏是造成其磁化率異常變化的主要原因^[34]。而Wang等根據(jù)08CF7巖心各個(gè)層位的底棲有孔蟲的碳同位素組成示蹤了2次地質(zhì)歷史時(shí)期的甲烷滲漏事件^[35]。結(jié)合該站位附近海域發(fā)現(xiàn)水合物以及冷泉自生礦物的證據(jù)，筆者認(rèn)為188cm以下細(xì)粒組分中自生碳酸鹽礦物主要屬于冷泉成因的自生礦物。

4．3　自生礦物形成機(jī)理及其意義

南海北部神狐海區(qū)具備水合物成藏的良好地質(zhì)條件^[18-19]，而08CF7巖心代表了泥火山發(fā)育背景下的淺表層沉積物。因此，08CF7巖心l88cm以下的自生碳酸鹽礦物的形成機(jī)理可能是：在溫度、壓力等邊界條件改變時(shí)，天然氣藏或水合物的平衡條件被打破，深部成藏和水合物釋放的甲烷使沉積物孔隙流體的壓力增大，致使沉積層上供或刺穿，隨之在海底形成與之相關(guān)的泥火山／泥底辟等海底地貌及地質(zhì)現(xiàn)象，底辟中的泥和流體攜帶著水、甲烷和其他液態(tài)烴沿底辟構(gòu)造所形成的通道向上運(yùn)移。在近海底時(shí)，與沉積物孔隙水中的SO4^2-發(fā)生甲烷厭氧氧化(AOM)，增加環(huán)境的堿度，沉淀出方解石、文石、白云石等冷泉自生礦物。在AOM作用產(chǎn)生HCO3^-的過程中，甲烷中的輕碳同位素進(jìn)入到HCO3^-中，這樣形成的碳酸鹽就會(huì)具有輕¹³C值的特征。同時(shí)AOM產(chǎn)物HS與沉積物中的Fe³⁺(如赤鐵礦、針鐵礦)發(fā)生反應(yīng)，促進(jìn)自生黃鐵礦形成。研究表明，溫度較高的流體有利于文石形成，而不利于形成鎂方解石或白云石^[39]；此外，在封閉通道環(huán)境中，碳酸鹽含量受到限制，有利于白云石交代沉淀形成^[40]。硫酸鹽離子對方解石沉淀的抑制作用比對文石的要強(qiáng)，當(dāng)海底封閉環(huán)境中硫酸鹽含量被消耗變低時(shí)，方解石比文石更優(yōu)先或易于形成^[41]，這可能是08CF7巖心l88cm以下層位中白云石和方解石經(jīng)常出現(xiàn)，而文石出現(xiàn)較少的原因。因此，08CF7巖心埋深188cm以下的自生碳酸鹽礦物的形成較好地指示了沉積物中泥火山構(gòu)造背景下的甲烷滲漏及AOM過程，它們是神狐海域淺表層AOM的礦物標(biāo)志物。

對海洋沉積中AOM的識別及其意義一直是油氣、水合物研究和勘探中需要解決的難題。由于沉積物中與AOM響應(yīng)的自生礦物呈微晶或顆粒細(xì)小，在體視顯微鏡下難于鑒定和挑選。此外，自生礦物占沉積物總量的比重也非常小，其信息常被大量的有孔蟲等生物碳酸鹽礦物的信號所掩蓋。因此筆者通過篩選細(xì)粒組分，并對其進(jìn)行分析和研究，提出了確定沉積物中AOM的一種新方法，對南海天然氣滲漏研究及水合物的探查具有一定指導(dǎo)意義。

5　結(jié)論

1)南海北部神狐海區(qū)水合物鉆探區(qū)東北部08CF7巖心沉積物粗粒組分(大于63mm)的礦物顆粒主要為石英、斜長石、鉀長石以及黃鐵礦：石膏、長石、角閃石等，而方解石、文石、白云石等是細(xì)粒組分(小于20mm)的主要礦物。在粗粒組分中，埋深188cm以下的樣品中黃鐵礦含量高于埋深l88cm以上的樣品，而石膏僅在埋深188cm以下的樣品中發(fā)現(xiàn)。在細(xì)粒組分中，文石和白云石僅出現(xiàn)在188cm以下的樣品中，表明巖心在188cm處成巖環(huán)境發(fā)生r明顯變化。結(jié)合巖心沉積物的基本特征及對刷邊構(gòu)造和沉積環(huán)境的綜合分析，認(rèn)為該巖心代表了該區(qū)水合物地質(zhì)系統(tǒng)下泥火山／泥底辟發(fā)育海域的淺表層沉積物，而巖心下段的特殊沉積段可能與該區(qū)泥火山活動(dòng)有關(guān)。

2)巖心下段沉積物細(xì)粒組分中的方解石、白云石、文石以及黃鐵礦的形成與海底甲烷滲漏活動(dòng)密切相關(guān)，其較好地指示了該巖心下段泥火山構(gòu)造背景下的甲烷滲漏及AOM過程，是神狐海域AOM的礦物標(biāo)志物，在我國南海滲漏型水合物的探查中具有較重要的科學(xué)價(jià)值。

 

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本文作者：陳翰  陳忠  顏文  王淑紅  向榮  劉建國

作者單位：中國科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

  中國科學(xué)院大學(xué)