杭州湾沉积物中硫酸盐-甲烷转换带内的碳循环 被引量：4

1

作者 贺行良 谭丽菊 +5 位作者 段晓勇 印萍 谢永清 杨磊 董超 王江涛 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期51-60,共10页

杭州湾海底沉积物中蕴藏着大量的浅层生物气,作为温室气体CH4的重要载体,研究其甲烷厌氧氧化(AOM)及相关碳循环过程,对正确评估浅层生物气的生态环境效应具有重要的科学意义。通过对YS6孔柱状沉积物孔隙水、顶空气等地球化学参数的测试... 杭州湾海底沉积物中蕴藏着大量的浅层生物气,作为温室气体CH4的重要载体,研究其甲烷厌氧氧化(AOM)及相关碳循环过程,对正确评估浅层生物气的生态环境效应具有重要的科学意义。通过对YS6孔柱状沉积物孔隙水、顶空气等地球化学参数的测试分析,基于质量平衡和碳同位素质量平衡原理,利用"箱式模型"定量研究了硫酸盐-甲烷转换带(SMTZ)内的碳循环过程。结果表明:SMTZ位于海底约6~8 mbsf沉积层,其内部碳循环过程除了包含有机质的硫酸盐还原(OSR)、AOM和碳酸盐沉淀(CP)反应外,还隐藏存在"AOM生成的溶解无机碳(DIC)"产甲烷反应(CR),反应速率分别为9.14、7.42、4.36、2.72 mmol·m^-2·a^-1,而有机质降解产甲烷反应(ME)未发生。各反应对SMTZ内孔隙水DIC的补充贡献率为OSR>AOM>ME,而对DIC的消耗贡献率CP>CR。深部含甲烷沉积层向上扩散而来的CH4并不是驱动SMTZ内部SO42-还原的唯一电子供体,CR和OSR反应亦是导致进入SMTZ内硫酸盐扩散通量大于甲烷的重要因素,且SMTZ下边缘沉积层出现明显的13CH4亏损亦与CR反应有关。本研究认为,定量评估海底沉积物中AOM作用的相对强弱时,SMTZ内可能存在的"隐藏的"产甲烷作用(如CR、ME等)不能忽视。 展开更多

关键词 甲烷厌氧氧化 硫酸盐-甲烷转换带内碳循环 “隐藏的”产甲烷作用 箱式模型 杭州湾

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南海北部陆坡沉积物中P-S-Fe的相互作用及其对划分硫酸盐-甲烷转换带的指示意义 被引量：3

2

作者 张劼 雷怀彦 +3 位作者 杨鸣 陈勇 孔媛 卢毅 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期285-293,共9页

对南海北部陆坡台西南海域973-4岩心沉积物中自生磷灰石磷(P_(CAF))和铁氧化物结合态磷(P_(Fe))及4种活性Fe组分进行了分步提取测定。结果显示:沉积物自生磷灰石磷(P_(CFA))含量为0.34%~3.24%,是该站沉积物P的主要成分,其含量自海底向... 对南海北部陆坡台西南海域973-4岩心沉积物中自生磷灰石磷(P_(CAF))和铁氧化物结合态磷(P_(Fe))及4种活性Fe组分进行了分步提取测定。结果显示:沉积物自生磷灰石磷(P_(CFA))含量为0.34%~3.24%,是该站沉积物P的主要成分,其含量自海底向下反复波动;铁氧化物结合磷(P_(Fe))含量为0%~1.38%,总体上出现多次升降。Fe_(py)含量为0.05%~0.72%,平均含量为0.27%,Fecarb含量为0.14%~0.64%,平均含量为0.33%,在硫酸盐-甲烷转换带(SMTZ)上部Fe_(py)和Fe_(carb)均出现上升现象,在SMTZ下部Fe_(py)迅速下降而Fe_(carb)含量缓慢上升。Fe_(ox)含量为0.32%~0.73%,平均含量为0.46%;Fe_(mag)含量为0.18%~0.34%,平均含量为0.25%。Fe_(ox)和Fe_(mag)含量变化趋势基本一致。结合沉积物总硫(TS)、酸可挥发性硫(AVS)及孔隙水中硫酸根(SO_4^(2-))等指标分析可得出:973-4柱中两种SO_4^(2-)还原模式产生的CO_3^(2-)均会抑制磷灰石晶体的凝聚成核作用;可以利用Fe_(py)和Fe_(carb)含量的反向变化及Fe_(ox)和Fe_(mag)的迅速升高对SMTZ上下部进行判定划分;P_(CAF)和P_(Fe)含量在SMI界面以下的往复波动的现象为研究水合物不稳定分解影响的环境范围及古SMI界面提供了新的思路。 展开更多

关键词 硫酸盐-甲烷转换带 甲烷水合物 铁组分 磷形态 早期成岩作用

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硫酸盐-甲烷界面与甲烷通量及下伏天然气水合物赋存的关系 被引量：10

3

作者 方银霞 初凤友 《海洋学研究》 北大核心 2007年第1期1-9,共9页

硫酸盐-甲烷界面在富甲烷和含天然气水合物的海洋沉积区已经成为一个重要的生物地球化学识别边界。在硫酸盐-甲烷界面之上,沉积物中的硫酸盐因参与分解有机质和甲烷厌氧氧化反应而被消耗,而其界面之下沉积物中的甲烷则不断生成,含量逐... 硫酸盐-甲烷界面在富甲烷和含天然气水合物的海洋沉积区已经成为一个重要的生物地球化学识别边界。在硫酸盐-甲烷界面之上,沉积物中的硫酸盐因参与分解有机质和甲烷厌氧氧化反应而被消耗,而其界面之下沉积物中的甲烷则不断生成,含量逐渐增加。根据该界面附近硫酸盐浓度和甲烷浓度的变化特征,可以判断该区甲烷流体通量的大小,从而指示下伏天然气水合物的可能赋存状况。南海北部陆坡的柱状沉积物孔隙水数据的分析显示,硫酸盐-甲烷界面埋深比较浅,表明该海域的甲烷通量较高。这种高甲烷通量很可能是由下伏的天然气水合物所引起的,并暗示着该区下伏海底可能有天然气水合物沉积层赋存。 展开更多

关键词 天然气水合物 甲烷通量 硫酸盐-甲烷界面

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红树林湿地沉积物硫酸盐-甲烷界面分布特征及其影响因素研究 被引量：2

4

作者 曹超 姜德刚 +5 位作者 潘翔 陈庆辉 吴剑 刘珉璐 宋志晓 刘贞文 《应用海洋学学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期203-210,共8页

利用孔隙水化学和稳定同位素化学等方法分析珠江口红树林湿地沉积层孔隙水硫酸根(SO_4^(2-))、游离甲烷气体(CH_4)、总溶解无机碳(DIC)以及δ13CDIC的垂直剖面分布特征.结果显示,孔隙水SO_4^(2-)浓度自表至底呈线性梯度减小,至硫酸盐-... 利用孔隙水化学和稳定同位素化学等方法分析珠江口红树林湿地沉积层孔隙水硫酸根(SO_4^(2-))、游离甲烷气体(CH_4)、总溶解无机碳(DIC)以及δ13CDIC的垂直剖面分布特征.结果显示,孔隙水SO_4^(2-)浓度自表至底呈线性梯度减小,至硫酸盐-甲烷界面(SMI)附近,硫酸盐几乎全部消耗,而CH_4浓度急剧增大,KC1、KC3、KC4、K17和K10等5个站位SMI深度分别为20、50、70、80、50 cm,SMI深度由红树林湿地林间向光滩逐渐增大.同时,孔隙水DIC浓度在该深度明显升高,沉积物发生强烈的甲烷厌氧氧化(AOM)作用.在AOM过程中,由于12CH_4氧化速率较13CH_4快,故引起沉积物孔隙水δ13CDIC偏轻.沉积层中的有机质含量及其活性高低是制约沉积物SMI分布深浅的关键因素,高含量的活性有机质可加速孔隙水SO_4^(2-)再矿化过程的消耗,使得通过AOM作用的SO_4^(2-)消耗通量相应增大.在微生物作用下,部分活性有机质被大量消耗,致使进入沉积物SO_4^(2-)还原带的活性有机质数量相应减少,从而引起部分SO_4^(2-)转为与CH_4发生反应促进AOM作用. 展开更多

关键词 海洋化学 孔隙水 硫酸盐-甲烷界面 甲烷厌氧氧化 红树林湿地

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南海北部陆坡沉积物硫酸盐-甲烷反应界面深度的空间变化及其对甲烷水合物赋存状态差异性的指示意义 被引量：1

5

作者 孟宪伟 张俊 +1 位作者 夏鹏 王湘芹 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期190-194,共5页

海洋沉积物中的硫酸盐-甲烷反应界面(SMI)的深度变化能够指示下伏甲烷水合物的赋存状态。本文通过对南海北部陆坡天然气水合物潜在分布区沉积物间隙水化学和自生碳酸盐氧、碳同位素组成资料系统分析和对比,探讨了南海北部陆坡沉积物的SM... 海洋沉积物中的硫酸盐-甲烷反应界面(SMI)的深度变化能够指示下伏甲烷水合物的赋存状态。本文通过对南海北部陆坡天然气水合物潜在分布区沉积物间隙水化学和自生碳酸盐氧、碳同位素组成资料系统分析和对比,探讨了南海北部陆坡沉积物的SMI深度空间变化对下伏甲烷水合物的赋存状态的指示意义。结果表明,南海北部陆坡沉积物的SMI的深度呈现出从西南-东北变浅的趋势,这一趋势与自生碳酸盐的碳同位素组成揭示的甲烷释放量增大趋势有很好的对应关系,进而表明在南海北部陆坡从西南-东北甲烷水合物的埋藏深度变浅或者甲烷水合物的分解程度增大。 展开更多

关键词 南海北部陆坡 硫酸盐-甲烷反应界面(SMI) 甲烷释放通量 甲烷水合物赋存状态

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夏季东、黄海沉积物中甲烷的分布和沉积物-水界面通量 被引量：2

6

作者 叶旺旺 谷雪霁 +2 位作者 康绪明 刘素美 张桂玲 《海洋科学》 CAS 北大核心 2019年第7期77-86,共10页

沉积物释放是海洋环境中甲烷(CH4)的重要来源。通过2013年7月和8月两个航次,对东、黄海泥质区沉积物中CH4浓度的垂直分布和沉积物-水界面通量进行了研究。结果表明,除个别站位外,黄海沉积物(50cm以浅)中CH4的浓度变化范围在0.2~1.0μmo... 沉积物释放是海洋环境中甲烷(CH4)的重要来源。通过2013年7月和8月两个航次,对东、黄海泥质区沉积物中CH4浓度的垂直分布和沉积物-水界面通量进行了研究。结果表明,除个别站位外,黄海沉积物(50cm以浅)中CH4的浓度变化范围在0.2~1.0μmol/L之间,长江口及浙闽沿岸附近的沉积物中CH4浓度则要更高(1.0~2.0μmol/L),而东海东部海域沉积物中CH4浓度波动范围为0.2~3.0μmol/L。总体来说,东、黄海沉积物中CH4浓度偏低,这可能与观测到的高浓度硫酸盐(>20mmol/L)有关。通过整柱密室培养实验估算出东、黄海沉积物-水界面CH4释放速率在0.64~2.12μmol/(m^2·d)之间,东、黄海沉积物CH4释放总量为6.7×10^8mol/yr;但采用菲克定律估算的CH4扩散通量则要比现场培养的结果低2~5倍,表明不同的方法在估算沉积物-水界面CH4通量上还具有一定的不确定性。 展开更多

关键词 东海 沉积物 甲烷 硫酸盐 沉积物-水界面通量

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南海北部水合物区HD109站位沉积物及孔隙水特征对甲烷渗漏的响应:来自元素和钡同位素的记录 被引量：1

7

作者 朱碧 艾鑫宇 +1 位作者 葛璐 杨涛 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2607-2618,共12页

甲烷渗漏活动及甲烷厌氧氧化作用(AOM)不仅导致特定自生矿物的形成,更会引起沉积物-孔隙水体系中元素和同位素组成的变化。本研究对南海北部水合物赋存区HD109站位开展了沉积物-孔隙水的Ba同位素及微量元素特征研究,综合分析了沉积物-... 甲烷渗漏活动及甲烷厌氧氧化作用(AOM)不仅导致特定自生矿物的形成,更会引起沉积物-孔隙水体系中元素和同位素组成的变化。本研究对南海北部水合物赋存区HD109站位开展了沉积物-孔隙水的Ba同位素及微量元素特征研究,综合分析了沉积物-孔隙水的氧化还原敏感元素(Mo、U)、Ba及Ba同位素特征对古今硫酸盐-甲烷转换带(SMTZ)及甲烷渗漏事件的指示。HD109站位孔隙水元素变化特征显示了清晰的地球化学分带,由上至下包括Fe-Mn还原带、硫酸盐还原带和硫酸盐-甲烷过渡带。沉积物Ba元素特征显示现今SMTZ上方有较为明显的钡峰(Ba/Al高值)发育,沉积物浅部Mo、U富集层位及相邻层位Ba/Al值特征综合指示了浅部古钡峰及古SMTZ的存在,代表沉积历史上甲烷渗漏通量较高事件。孔隙水δ^(138/134)Ba值普遍高于海洋颗粒钡及碎屑钡的δ^(138/134)Ba值,反映了沉积物中成岩重晶石溶解的贡献,其中,现代钡峰附近孔隙水具有明显的δ^(138/134)Ba峰值,显示孔隙水δ^(138/134)Ba对自生重晶石沉淀过程有较显著的响应。 展开更多

关键词 甲烷渗漏 Ba同位素 硫酸盐-甲烷转换带 南海北部

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南海北部琼东南海域HQ-48PC站位地球化学特征及对天然气水合物的指示意义 被引量：19

8

作者 吴庐山 杨胜雄 +5 位作者 梁金强 苏新 杨涛 张欣 程思海 陆红锋 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期534-544,共11页

南海北部陆坡琼东南海域是中国天然气水合物勘探最具潜力的区域之一。对该海域的HQ-48PC站位沉积物样品的顶空气甲烷含量、孔隙水阴、阳离子及微量元素含量等地球化学特征进行综合分析,结果显示:在硫酸盐-甲烷界面(SMI,Sulfate-Methane ... 南海北部陆坡琼东南海域是中国天然气水合物勘探最具潜力的区域之一。对该海域的HQ-48PC站位沉积物样品的顶空气甲烷含量、孔隙水阴、阳离子及微量元素含量等地球化学特征进行综合分析,结果显示:在硫酸盐-甲烷界面(SMI,Sulfate-Methane Interface)(推算深度约为6.05 mbsf)发生了强烈的甲烷厌氧氧化反应(AMO,Anaerobic Meth-ane Oxidation),主要表现为SO24-含量线性降低接近于0、CH4含量发生骤增、有机碳和黄铁矿含量达到最大值及形成一个"钡锋"等特征。在SMI之上,HCO3-浓度随深度的增加呈明显上升的趋势,Ca2+、Mg2+、Sr2+等离子浓度随深度的增加呈降低的趋势,Mg2+/Ca2+比值随深度的增加呈明显增加的趋势,自生碳酸盐矿物以方解石为主;在SMI之下,HCO3-浓度随深度的增加呈缓慢下降的趋势,Ca2+浓度变化不大,Mg2+、Sr2+浓度和Mg2+/Ca2+比值随深度的增加呈降低的趋势,自生碳酸盐矿物以白云石为主。沉积物孔隙水的PO34-和NH4+含量较高,它们随深度的增加呈明显升高的趋势,且这种变化趋势与SO42-含量的下降趋势大致呈镜像关系。这些地球化学异常特征与国际上已发现有天然气水合物地区的地球化学特征相类似,暗示该采样站位深部沉积物中可能赋存有天然气水合物藏。 展开更多

关键词 南海北部陆坡 琼东南海域 天然气水合物 地球化学 甲烷厌氧氧化反应 硫酸盐-甲烷界面

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南海东北部GMGS2-16站位自生矿物特征及对水合物藏演化的指示意义 被引量：4

9

作者 赵洁 王家生 +3 位作者 岑越 苏丕波 林杞 刘佳睿 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期144-155,共12页

硫酸盐-甲烷转换带(SMTZ)是海洋富甲烷沉积环境中重要的生物地球化学分带,其内发生的甲烷厌氧氧化反应(AOM)通常能影响多种自生矿物(碳酸盐类、黄铁矿、重晶石和石膏等)的形成过程。本文选取南海东北部天然气水合物赋存区GMGS2-16站位... 硫酸盐-甲烷转换带(SMTZ)是海洋富甲烷沉积环境中重要的生物地球化学分带,其内发生的甲烷厌氧氧化反应(AOM)通常能影响多种自生矿物(碳酸盐类、黄铁矿、重晶石和石膏等)的形成过程。本文选取南海东北部天然气水合物赋存区GMGS2-16站位的58个沉积物样品,对其中发育的自生矿物进行了类型、含量、分布、显微形貌和稳定同位素研究。GMGS2-16站位岩心沉积物中主要发育碳酸盐类、黄铁矿和石膏3类自生矿物,亦发现单质硫颗粒的存在。自生矿物含量分布变化较大,存在多个富集层位。自生碳酸盐类均为块状,具极负的δ^(13 )C值(-37.3‰^-51.7‰VPDB)和较重的δ^(18 )O值(3.13‰~4.95‰VPDB),指示其为甲烷碳源,即AOM成因。自生黄铁矿主要呈不规则块状、棒状-管状和生物充填状,δ^(34 )S值变化范围为-41.7‰~27.1‰VCDT,其中δ^(34)S值异常正偏很可能与大量甲烷流体上涌至SMTZ内加强AOM反应有关。多层AOM成因的自生碳酸盐类与δ^(34)S值异常的自生黄铁矿产出层位基本吻合,共同指示了研究站位曾发生过多期次甲烷渗漏事件,可能与研究站位天然气水合物藏失稳存在一定联系。自生石膏主要呈棱柱状和透镜状,偶见黄铁矿-石膏共生体,初步推测自生石膏可能与水合物形成过程中的排离子效应和(或)沉积环境氧化还原条件改变导致的黄铁矿氧化有关。因此,海洋沉积物中碳酸盐类-黄铁矿-石膏自生矿物组合对探讨古海洋甲烷渗漏事件和天然气水合物藏的演化具有重要指示意义。 展开更多

关键词 硫酸盐-甲烷转换带 甲烷厌氧氧化反应 自生矿物 甲烷渗漏事件 南海东北部

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墨西哥湾北部富甲烷岩心SMI上的甲烷氧化作用

10

作者 Chen Y Lorenson T D 龚建明 《海洋地质动态》 2005年第9期25-27,共3页

关键词 墨西哥湾 富甲烷岩心 海洋沉积物 硫酸盐-甲烷界面 SMI

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南海北部白云凹陷08CF7岩心沉积物的磁化率特征及其意义 被引量：11

11

作者 陈忠 陈翰 +3 位作者 颜文 颜彬 向荣 刘建国 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期515-520,共6页

海洋沉积物的磁性异常与甲烷渗漏活动及其产物密切相关。为揭示南海北部天然气水合物区沉积物磁化率的变化特征及其意义,对白云凹陷08CF7岩心331个沉积物样品的磁化率进行测定和分析。08CF7岩心沉积物磁化率变化范围为5.54×10-6~26... 海洋沉积物的磁性异常与甲烷渗漏活动及其产物密切相关。为揭示南海北部天然气水合物区沉积物磁化率的变化特征及其意义,对白云凹陷08CF7岩心331个沉积物样品的磁化率进行测定和分析。08CF7岩心沉积物磁化率变化范围为5.54×10-6~26.56×10-6SI,平均值为11.41×10-6SI。磁化率随深度变化可分为0~188 cm、188~240 cm及240cm以下等3段,分别与硫酸盐富集带、硫酸盐-甲烷转换界面（SMT）的上部过渡带及SMT相对应。研究表明,海底天然气渗漏是08CF7岩心沉积物磁化率异常变化的可能原因,其机理是：在强烈的还原环境中,甲烷厌氧氧化反应的产物HS-与沉积物中的Fe3＋发生反应,形成顺磁性的黄铁矿。沉积物磁化率变化能快速了解SMT状况及其深度,提供了一种识别南海北部天然气水合物的间接方法。 展开更多

关键词 磁化率 黄铁矿 硫酸盐-甲烷转换界面 南海北部

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海洋沉积物SMTZ带黄铁矿莓球粒径增大现象的甲烷事件意义

12

作者 王家生 宋强 +4 位作者 林杞 许力源 陈粲 王舟 耿坤龙 《地球科学》 北大核心 2025年第3期908-917,共10页

海洋沉积物或海相地层中莓球状黄铁矿的莓球粒径大小和偏差被广泛应用于推测水体的氧化还原沉积环境.然而,在现代海洋天然气水合物赋存海区沉积物中硫酸盐-甲烷转换带(SMTZ)内,甲烷厌氧氧化作用(AOM)成因的黄铁矿莓球粒径出现异常增大现... 海洋沉积物或海相地层中莓球状黄铁矿的莓球粒径大小和偏差被广泛应用于推测水体的氧化还原沉积环境.然而,在现代海洋天然气水合物赋存海区沉积物中硫酸盐-甲烷转换带(SMTZ)内,甲烷厌氧氧化作用(AOM)成因的黄铁矿莓球粒径出现异常增大现象.当天然气水合物失稳引起异常多数量甲烷释放时,SMTZ位置可能跃升至沉积柱浅表层、海底甚至海水中,可能引起水体的缺氧、酸化和分层等变化;与此同时,增强的AOM仍会促进沉积物中黄铁矿的莓球粒径异常增大,因此有必要重新评估前人依据黄铁矿莓球粒径推测水体氧化还原环境的判别标准.莓球粒径>20μm或莓球内核粒径平均>12μm、标准偏差>3μm的莓球状黄铁矿可能是海洋“甲烷事件”发生时的产物. 展开更多

关键词 黄铁矿莓球粒径 硫酸盐-甲烷转换带 甲烷事件 甲烷厌氧氧化作用 海水氧化还原环境 沉积学 矿物学

原文传递

南海北部神狐海域沉积物中孔隙水硫酸盐梯度变化特征及其对天然气水合物的指示意义 被引量：20

13

作者 吴庐山 杨胜雄 +4 位作者 梁金强 苏新 付少英 沙志彬 杨涛 《中国科学：地球科学》 CSCD 北大核心 2013年第3期339-350,共12页

南海北部陆坡神狐海域是中国天然气水合物勘探最具潜力的区域之一.对该海域53个站位的孔隙水硫酸盐梯度、硫酸盐-甲烷界面(Sulfate-Methane Interface,SMI)和硫酸盐通量等进行计算和综合分析,结果显示孔隙水SO42-浓度梯度范围为0.33～4.... 南海北部陆坡神狐海域是中国天然气水合物勘探最具潜力的区域之一.对该海域53个站位的孔隙水硫酸盐梯度、硫酸盐-甲烷界面(Sulfate-Methane Interface,SMI)和硫酸盐通量等进行计算和综合分析,结果显示孔隙水SO42-浓度梯度范围为0.33～4.43mmol L-1m-1,SMI深度范围为7.7～87.9mbsf.计算得出硫酸盐通量范围为2.0～26.9mmol m-2a-1,平均为11.7mmol m-2a-1.53个站位的SMI深度与甲烷通量相关系数为-0.80,表明SMI深度受甲烷通量影响,甲烷通量控制了甲烷厌氧氧化反应(Anaerobic Methane Oxidation,AMO)的速率以及SMI的深度和硫酸盐通量.似海底反射(Bottom Simulating Reflector,BSR)基本上分布于SMI埋深小于50m bsf或硫酸盐通量大于3.5mmol m-2a-1的区域,钻探获得水合物实物样品的SH2B,SH3B和SH7B三个钻孔的BSR埋深和SMI埋深的比值分别为8.36,8.60和9.94.结合地球化学和地球物理方法进行综合分析,认为白云凹陷和南部隆起是神狐海域天然气水合物发育的有利区. 展开更多

关键词 神狐海域 硫酸盐梯度 硫酸盐-甲烷界面(SMI) 硫酸盐通量 BSR 天然气水合物

原文传递

南沙海槽潜在天然气水合物的地质环境及其指标特征 被引量：7

14

作者 陈忠 颜文 +3 位作者 黄奇瑜 杨华平 陆钧 陈木宏 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期299-308,共10页

南沙海槽的构造和沉积受控于南海的构造运动和加里曼丹西北大陆边缘的演化,具有适于天然气水合物形成的物源基础、温压条件、输导系统和储藏场所。似海底反射层（BSR）出现在水深650～2 800 m、海底下65～350 m深的晚中新世沉积物中,与... 南沙海槽的构造和沉积受控于南海的构造运动和加里曼丹西北大陆边缘的演化,具有适于天然气水合物形成的物源基础、温压条件、输导系统和储藏场所。似海底反射层（BSR）出现在水深650～2 800 m、海底下65～350 m深的晚中新世沉积物中,与褶皱、逆冲推覆构造及穹窿构造有关;沉积物中的甲烷含量和孔隙水的SO24-含量表现出异常变化特征,硫酸盐-甲烷界面（SMI）深度仅为8～11 m;表层沉积的自生石膏和黄铁矿的成岩环境与甲烷流体排溢引起的厌氧甲烷氧化（AOM）有关,这些地球物理和地球化学指标均指示南沙海槽发育天然气水合物。研究表明,南沙海槽沉积物的甲烷以二氧化碳还原型微生物成因为主,少量为混合气,海槽东南部可能是最有潜力的天然气水合物远景区。 展开更多

关键词 天然气水合物 似海底反射层 硫酸盐-甲烷界面 自生矿物 南沙海槽

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冷泉环境自生矿物多硫同位素特征及应用 被引量：1

15

作者 张覃谊 邬黛黛 刘丽华 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期62-75,共14页

正常海相沉积物中普遍存在有机质硫酸盐还原作用(OSR),但在冷泉区,硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化作用(SR-AOM)则占据主导地位。如何区分这两种硫酸盐还原途径,对研究极端环境下的生物地球化学过程具有重要意义。为进一步概括、了解冷泉区与SR... 正常海相沉积物中普遍存在有机质硫酸盐还原作用(OSR),但在冷泉区,硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化作用(SR-AOM)则占据主导地位。如何区分这两种硫酸盐还原途径,对研究极端环境下的生物地球化学过程具有重要意义。为进一步概括、了解冷泉区与SR-AOM相关的自生矿物的多硫同位素特征及其建模应用,在广泛调研国内外与SR-AOM相关的多硫同位素研究成果的基础上,综述了SR-AOM成因的黄铁矿和冷泉重晶石的多硫同位素特征。在此基础上,分别针对黄铁矿和冷泉重晶石概括已被广泛应用的稳定状态盒模型和1-D反应转移模型。SR-AOM成因的黄铁矿相比OSR成因的黄铁矿具有更高的δ34S值和Δ33S值。同时,SR-AOM成因的黄铁矿的δ34S值和Δ33S值呈负相关性,不同于OSR的正相关性。此外,冷泉重晶石的负Δ33S-δ´34S相关性与受OSR控制的孔隙水硫酸盐的正相关性亦明显不同。在冷泉环境中,与SR-AOM相关的自生矿物多硫同位素特征能有效示踪该极端条件下硫同位素的演化,且有利于区分SR-AOM和OSR,这为研究极端环境下的生物地球化学过程和示踪潜在的天然气水合物矿藏提供了有效依据。 展开更多

关键词 冷泉 硫酸盐甲烷转换带 硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化作用 黄铁矿 重晶石

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南海北部沉积物中单质硫颗粒的发现及意义 被引量：9

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作者 林杞 王家生 +4 位作者 付少英 陆红锋 卜庆涛 林荣骁 孙飞 《中国科学：地球科学》 CSCD 北大核心 2015年第11期1747-1756,共10页

单质硫作为海洋沉积环境中硫循环的中间产物,对于研究硫的物质循环和同位素分馏过程均有重要的意义.本研究在对南海北部九龙甲烷礁海域沉积物中自生矿物进行显微形貌观察时,首次通过扫描电子显微镜和激光拉曼光谱等发现并确认了单质硫... 单质硫作为海洋沉积环境中硫循环的中间产物,对于研究硫的物质循环和同位素分馏过程均有重要的意义.本研究在对南海北部九龙甲烷礁海域沉积物中自生矿物进行显微形貌观察时,首次通过扫描电子显微镜和激光拉曼光谱等发现并确认了单质硫颗粒的存在.根据单质硫的显微形貌、分布、黄铁矿的含量和硫同位素组成等,获得如下认识:(1)单质硫颗粒的分布不仅与黄铁矿及其氧化物共存,而且与粘土矿物等共存,主要分布于矿物集合体的表层;(2)尽管单质硫颗粒在形貌上略有差异,但单质硫颗粒主要出现在硫酸盐-甲烷转换带内(SMTZ)及其附近深度的沉积物中;(3)单质硫颗粒的成因很可能是部分H2S被氧化的结果,其形成过程与SMTZ的变迁存在密切关系.甲烷等烃类气体的异常供给加剧了SMTZ内的甲烷厌氧氧化反应(AOM)所伴随的异化硫酸盐还原反应(DSR)的强度,大量H2S的生成促进了铁硫化物等自生矿物的沉淀,进一步提高了硫的循环效率,为单质硫颗粒的形成提供了有利的条件.南海北部九龙甲烷礁海域沉积物中单质硫颗粒的发现及其形成过程可能与该海域沉积物中甲烷渗漏通量的变化和SMTZ的变迁关系密切,也可能与该海域天然气水合物藏的演化存在一定关系. 展开更多

关键词 单质硫 硫酸盐-甲烷转换带 浅表层沉积物 南海北部

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莫克兰冷泉区沉积物原核微生物群落组成及其环境响应

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作者 李其然 宿蕾 +6 位作者 杨天邦 张振 于淼 邓希光 马忠霖 姚会强 李江涛 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2021-2037,共17页

【目的】冷泉系统广泛存在于大陆边缘地区,其典型特征是在海底渗漏出大量富含以甲烷为主的碳氢化合物和硫化氢等成分的低温流体。冷泉也因其独特的地球化学条件孕育着独特的原核微生物群落结构,然而,原核微生物组成与冷泉环境之间的响... 【目的】冷泉系统广泛存在于大陆边缘地区,其典型特征是在海底渗漏出大量富含以甲烷为主的碳氢化合物和硫化氢等成分的低温流体。冷泉也因其独特的地球化学条件孕育着独特的原核微生物群落结构,然而,原核微生物组成与冷泉环境之间的响应关系却并不清楚。【方法】本文以莫克兰大陆边缘活跃冷泉区沉积物柱状样为研究对象,沿深度剖面分析了沉积物中的CH4以及孔隙水SO42–、H2S浓度等关键地球化学参数,并基于16S rRNA基因高通量测序对冷泉沉积物原核微生物的群落结构及其空间变化进行了系统分析。【结果】根据其硫酸盐-甲烷浓度剖面特征,从上向下,将沉积物垂向剖面划分为硫酸盐还原区(SZ)、硫酸盐-甲烷转换区(SMTZ)和产甲烷区(MZ)。通过原核微生物α多样性与基因定量研究发现,随着深度增加微生物多样性与丰度呈逐渐降低的趋势。16SrRNA基因高通量测序结果表明,SZ中以硫氧化细菌γ-变形菌纲、α-变形菌纲和埃普西隆杆菌门为主,且以硫酸盐为电子受体的与有机质降解相关的原核微生物JS1、绿弯菌门、洛基古菌纲、深古菌纲及底栖古菌纲的相对含量也较高;SMTZ存在较高含量的ANME-1a、ANME-1b与SEEP-SRB1,它们耦合介导着硫酸盐还原和甲烷厌氧氧化(SR-AOM)过程。此外,深古菌纲及绿弯菌门的普遍存在说明,除甲烷外,沉积物中还可能存在其他烃类化合物。【结论】通过对莫克兰大陆边缘冷泉渗漏区沉积物中原核微生物群落结构的研究,发现细菌和古菌群落组成与冷泉系统独特的地球化学环境具有密切的联系。 展开更多

关键词 莫克兰冷泉区 冷泉沉积物 硫酸盐-甲烷转换区 甲烷厌氧氧化古菌 硫酸盐还原菌 有机质降解

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