南海西沙海槽的碳酸盐结壳及其对甲烷冷泉活动的指示意义

【摘要】：冷泉碳酸盐岩是指示南海北部可能发育天然气水合物的重要证据之一。对在西沙海槽采集到的冷泉碳酸盐结壳颗粒进行了形貌、稳定同位素等的研究,讨论和揭示了冷泉碳酸盐结壳的形成机理及其与甲烷冷泉活动的关系。结果表明,碳酸盐结壳具有多孔结构,冷泉矿物为文石和重晶石,文石呈针状,含量为39.5%—46.6%,重晶石呈矮柱状,含量为15.6%—21.2%,它们均是从流体中沉淀出来的。重晶石的δ34S值为23.47‰—26.32‰,表明硫同位素发生正漂移,属于与冷泉流体有关的成岩成因重晶石。文石的碳同位素轻度亏损,δ13C值为-13.30‰—-29.59‰,主要来源于热解成因气,但结合了少量正常海水的溶解碳,δ18O值为2.32‰—3.74‰,指示碳酸盐结壳形成时的温度为3.5—9.7℃。研究表明,碳酸盐结壳形成于流体活动缓慢的环境,是深部富含Ba2+的甲烷冷泉流体向上排放和喷溢,在近海底遇到向下渗漏的富含SO42-海水,发生缺氧甲烷氧化反应沉淀出文石,流体中剩余的重34S的SO42-与Ba2+形成重晶石,因此,碳酸盐结壳是西沙海槽存在甲烷冷泉活动的证据。研究结果为进一步开展该海域潜在天然气水合物的调查和研究提供了新证据。 【作者单位】： 中国科学院边缘海地质重点实验室 台湾成功大学地球科学系 中国科学院边缘海地质重点实验室 中国科学院边缘海地质重点实验室 中国科学院边缘海地质重点实验室 中国科学院边缘海地质重点实验室
【关键词】： 冷泉碳酸盐岩 文石 重晶石 稳定同位素 冷泉流体 西沙海槽
【基金】：国家自然科学基金项目(40676038、40406011) 中国科学院知识创新工程项目(KZCX3-SW-224)
【分类号】：P736.3
【正文快照】： 南海北部大陆边缘的地质构造受欧亚板块、太平洋板块和印度洋板块运动相互制约,形成了断裂地块并沉积了丰富的有机质,具有天然气水合物聚集和储藏的有利场所和充足物源。经过近年来的地球物理、地球化学等调查和研究,在南海北部发现了多处天然气水合物异常区、3处天然气水合

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