珠江口盆地东部陆坡末次冰期天然气水合物-冷泉活动的记录与时间     

《地学前缘》2017,(4):66-77

对珠江口盆地东部陆坡GMGS 08C孔的3层自生碳酸盐岩(结核状)和有孔虫(底栖和浮游)开展高分辨率氧碳同位素分析和AMS~(14) C测年,第1层自生碳酸盐岩δ~(13) C为-38.85‰,第2、3层的δ~(13) C介于-41.36‰~-56.74‰,平均值-51.64‰,均低于-40‰。δ~(18) O值介于2.94‰~4.18‰,平均值3.68‰,明显偏重。这表明其为天然气水合物分解的产物,形成于微生物对甲烷的缺氧氧化作用,甲烷主要源自生物成因;自生碳酸盐岩层位的底栖有孔虫Uvigerina peregrina和浮游有孔虫Globigerinoides ruber的δ~(13) C值几乎同时出现极负偏,最低值分别达到-12.17‰和-9.06‰,有孔虫δ~(18) O总体上正偏,最大正偏幅度达1.50‰,说明其负偏与后期源于甲烷厌氧氧化作用(Anaerobic Oxidation of Methane,简称AOM)的成岩作用有关。自生碳酸盐岩及其与有孔虫异常碳(偏负)氧(偏正)、粥状沉积是GMGS 08C孔水合物分解甲烷渗漏的重要指标,据此推断该孔在末次冰期(MIS2—MIS3)发生过至少2次天然气水合物分解释放-冷泉甲烷渗漏活动,分别距今36ka和31~26ka,主要发生在低海平面期,说明冷泉活动明显受海平面变化影响。  相似文献   

IODP 311航次底栖有孔虫碳稳定同位素对天然气水合物地质系统的指示     

李清  王家生  王晓芹  陈祈  陈洪仁 《地球科学进展》2008,23(11)

为了探索海洋天然气水合物背景下有孔虫特征的响应,对综合大洋钻探计划(IODP)311航次岩芯沉积物中底栖有孔虫Uvigerina peregrina和Bulimina mexicana进行了初步研究。通过对冷泉站位U1328和毗邻的非冷泉站位U1327沉积物中底栖有孔虫Uvigerina peregrina和Buliminamexicana的显微形貌特征和碳、氧稳定同位素测试等,证实有孔虫壳体未受到后期成岩作用的改造和自生碳酸盐岩的交代影响,有孔虫壳体的碳稳定同位素呈现明显的负偏。其中U1327站位中U.peregrinaδ13C为-0.67‰~-2.75‰(PDB),B.mexicanaδ13C为-0.51‰~-1.52‰(PDB);U1328站位中U.peregrinaδ13C为-0.72‰~-2.71‰(PDB),B.mexicanaδ13C为-0.58‰~-1.45‰(PDB)。底栖有孔虫壳体的碳稳定同位素负偏成因可能与水合物不稳定分解释放的甲烷厌氧氧化作用和食物源有关,因而可较好地指示海底天然气水合物系统地质背景。  相似文献   

海底天然气渗漏系统微生物作用及冷泉碳酸盐岩的特征   总被引：18，自引：3，他引：18  

冯东  陈多福  苏正  刘芊 《现代地质》2005,19(1):26-32

海底天然气渗漏系统是全球海洋环境中广泛分布的自然现象。部分渗漏天然气通过细菌作用转变为二氧化碳,同时海水硫酸盐被还原为硫化氢, 与孔隙水中的钙和铁结合而沉淀冷泉碳酸盐岩。冷泉碳酸盐岩的常见矿物有微晶方解石、文石、白云石和黄铁矿。冷泉碳酸盐岩常发育一些特殊的组构, 如黄铁矿环带结核、溶蚀面、平底晶洞、凝块和向下生长的叠层石组构等。碳酸盐岩特别负的δ13C值指示碳来源于生物成因的甲烷, 而18O富集可能与天然气水合物的分解有关。冷泉碳酸盐岩中黄铁矿的δ34S值低于海水的, 这指示硫来源于微生物还原的海水硫。冷泉碳酸盐岩中的生物标志化合物及其极负的δ13C值指示微生物的生命代谢活动。  相似文献   

南海北部海马冷泉区表层沉积物的AOM生物标志化合物特征及意义          下载免费PDF全文

吴一帆  管红香  许兰芳  茅晟懿  刘磊  苏正  刘丽华 《地球科学》2022,47(8):3005-3015

选取采自南海天然气水合物赋存区海马冷泉,管状蠕虫区（ROV06站位）和贻贝区（HM101站位）的2个表层沉积物柱状样品,提取其中的生物标志化合物,对其种类和稳定碳同位素进行了测定,用以探讨海底表层沉积物中的有机质来源、微生物种群分布及其对冷泉渗漏活动的响应特征. 两个站位的沉积物中均发现了大量与甲烷厌氧氧化古菌（ANME）有关的生物标志物,如2,6,11,15?四甲基十六烷（crocetane）、2,6,10,15,19?五甲基二十烷（PMI）等类异戊二烯烃,古醇（archaeol）、sn2?羟基古醇（sn2?OH?Ar）等,以及来源于硫酸盐还原菌（SRB）的异构/反异构脂肪酸iso?C₁₅和ai?C₁₅等. 这些生物标志物均具有极低的碳同位素特征（古菌生标δ13C值低至-126‰,硫酸盐还原菌生标δ13C值低至?89‰）,表明沉积物中发生了甲烷厌氧氧化作用（AOM）. ROV06和HM101站位沉积物中均检测到了crocetane,大多数sn2?羟基古醇/古醇大于1,同时ai?C₁₅/iso?C₁₅脂肪酸比值小于2,这说明两个站位沉积物中的甲烷厌氧氧化古菌主要以ANME?2/DSS为主,指示甲烷渗漏强度较强. ROV06站位的表层沉积物含有crocetane,但sn2?羟基古醇/古醇小于1,且ai?C_15/iso?C₁₅脂肪酸比值大于2.1,指示了ANME?1/DSS和ANME?2/DSS混合存在的种群特征,说明ROV06站位顶部甲烷渗漏强度有减小的趋势. 根据古菌种群ANME?2化合物对甲烷的碳同位素分馏（Δ:-50‰）及古菌生物标志物（PMI、古醇、sn2?羟基古醇）的平均δ13C值,计算得到甲烷δ13C值（-58‰~-53‰）,显示甲烷为热成因和生物成因混合气. 虽然ROV06和HM101站位的甲烷具有相近的δ13C值,但ROV06站位的SRB生物标志物比HM101站位要更加亏损13C（Δδ13C:18‰）,这可能与管状蠕虫的共生菌（硫氧化菌）吸收硫化物并释放出硫酸盐有关,因为其不断释放出的硫酸盐很可能极大地增强了甲烷厌氧氧化作用,使沉积物中含有更多13C亏损的无机碳.   相似文献   

南海北部冷泉碳酸盐岩和石化微生物细菌及地质意义   总被引：23，自引：1，他引：22  

陈多福  黄永样  冯东  苏正  陈光谦 《矿物岩石地球化学通报》2005,24(3):185-189

通过对2002年广州海洋地质调查局在南海北部海域拖网采集的碳酸盐岩样品进行岩石、矿物、微量元素和同位素特征的研究,证实在南海水合物远景区发育有冷泉碳酸盐岩。冷泉碳酸盐岩形态类似于烟囱,主要由方解石、伊利石、石英、黄铁矿和一种未知的矿物组成。保存了很可能是石化的甲烷氧化和硫酸盐还原细菌。碳酸盐岩矿物的δ^13CPDB为-51.24‰～-51．757‰。碳酸盐岩矿物的页岩标准化稀土元素配分模式具无Ce和Eu异常、微弱的轻稀土亏损和中稀土富集特征,表明形成于还原的缺氧环境,显示了冷泉碳酸盐岩的特征,指示在南海北部水合物远景分布区内冷泉活动的近海底可能发育有水合物。  相似文献   

南海沉积物中烃类气体(酸解烃)特征及其成因与来源   总被引：6，自引：3，他引：3  

祝有海  吴必豪  罗续荣  张光学 《现代地质》2008,22(3):407-414

烃类气体是形成天然气和天然气水合物的物质基础,可通过顶空气、吸附烃和酸解烃等方法来探测。南海473个站位767件沉积物样品的酸解烃分析结果表明,甲烷含量为0.8~22153.6μl/kg,平均为335.8μl/kg,并可分成台西南—东沙、笔架南、琼东南—西沙海槽、中建南—中业北、万安—南薇西和南沙海槽等6大异常区,其中南沙海槽是异常最强烈的地区,台西南盆地次之。154件甲烷样品的碳同位素分析结果表明,其δ13C1值为-101.7‰~-24.4‰(PDB标准,下同),平均为-44.5‰,其中南沙海槽的δ13C1值明显偏低,为-101.7‰~-71.4‰,应是微生物气或是以微生物气为主的混合气,而南海其他地区的δ13C1值相对较高,为-51.0‰~-24.4‰,明显属于热解气。  相似文献   

南海北部甲烷渗漏系统环境变化的碳、氧同位素记录          下载免费PDF全文

杨克红  于晓果  初凤友  董彦辉 《地球科学》2016,41(7):1206-1215

冷泉碳酸盐岩记录了甲烷渗漏活动和流体组分随时间的变化过程,对示踪冷泉系统沉积环境变化具有非常重要的意义.对南海北部获取的冷泉碳酸盐岩进行了碳、氧同位素剖面研究,并对南海北部冷泉碳酸盐岩的碳、氧同位素变化范围进行了统计分析.研究结果及已发表的δ13C和δ18O剖面数据表明,南海北部冷泉碳酸盐岩剖面的δ13C和δ18O之间普遍存在相关性,相关系数R2最高可达0.933 1.经统计,南海北部冷泉碳酸盐岩样品δ13C和δ18O均具有较大的变化范围,其最大变化分别为34.50×10-3和5.89%(Vienna Pee Dee Belemnite,V-PDB).冷泉碳酸盐岩δ13C和δ18O的相关性特征可能指示了初始流体的变化、后期矿物形成/重结晶作用、渗漏系统较为复杂或者成岩作用等环境变化信息.对不同碳酸盐岩样品来说,δ13C的变化主要由海水的参与程度决定,而δ18O的变化可能与温度和Mg元素参与方解石沉淀的程度有关.   相似文献   

中国活动火山区甲烷的碳同位素研究   总被引：8，自引：2，他引：8  

上官志冠  赵慈平高玲 《岩石学报》2006,22(6):1458-1464

中国长白山天池、腾冲、五大连池等主要活动火山区逸出气体中甲烷的碳同位素组成测试结果显示，腾冲、长白山（不包括天池火山口内湖滨）火山区岩浆来源气体中甲烷的δ^13C值的变化范围与国际上地热区甲烷大致相同，平均值分别为-19．0‰，-32．6‰；五大连池火山区与天池火山口内湖滨强气体释放带逸出甲烷的δ^13C值较低，平均值分别为-45．8‰和-47．9‰，类似于东非裂谷带基伍（Kivu）湖的甲烷。研究认为，这些低δ^13C值甲烷可能直接来自上地幔；岩浆来源甲烷在火山喷发过程中的动力学分馏导致了其δ^13C值的降低，岩浆源区越深，其δ^13C值越低；岩浆源区深度（d）与甲烷δ^13C值有如下关系：d（km）=0．0107（δ^13C1）^2＋1.14。岩浆来源CO2和CH4之间的碳同位素分馏温度可指示气体最后源区的深度。  相似文献   

羌塘北缘开心岭—乌丽冻土区水溶烃组分及甲烷碳、氢同位素特征研究     

王进寿  卢振权  王富春  陈静  薛万文  张志清 《现代地质》2019,33(6):1306-1313

羌塘北缘开心岭—乌丽冻土区沿隐伏断层发育多处冷泉含水溶解烷烃,采用水溶烃组分和甲烷的稳定碳、氢同位素特征对其成因开展了分析研究。结果表明,开心岭—乌丽冻土区水溶烃组分中甲烷含量比例高达99.83%~99.96%,同时伴随有少量乙烷、丙烷,另含微量的乙烯和丙烯。开心岭一带水溶烃甲烷δ¹³C_PDB值介于-46.5‰~-55.1‰,δD_VSMOW值为-281.0‰~-342.0‰;乌丽一带水溶烃甲烷δ¹³C_PDB值介于-47.8‰~-58.9‰,δD_VSMOW值为-339.0‰~-346.0‰,指示水溶烃甲烷为有机成因,但气源较复杂,利用δ¹³C_CH4-δD_CH4、δ¹³C₁-C₁/(C₂+C₃)等成因图解判别,得出甲烷主要属微生物气,次之为热解成因气,混有少量原油伴生气。推断甲烷主要为有机质在微生物作用下分解的烃类气体或次生生物气,与晚二叠世那益雄组含煤烃源岩有关,气源条件暗示该地区冻土带200~500 m深度内有利于微生物成因气为主的甲烷天然气水合物形成。  相似文献   

南海北部深海甲烷冷泉自生碳酸盐岩显微结构特征与流体活动关系初探   总被引：7，自引：4，他引：3  

苏新  陈芳  陆红锋  黄永样 《现代地质》2008,22(3):376-381

对2002年"海洋四号"在南海北部深水冷泉活动区水深约3000m海底获得的1块自生碳酸盐岩展开了岩石学、地球化学和显微结构的分析研究。结果表明,该HD-83站位岩石样品为有多孔不规则块体,属于与扩散流有关的冷泉自生碳酸盐岩。其自生碳酸盐矿物成分为镁方解石或文石,含量达全岩的17%。全岩碳同位素值δ13C为-61.403‰,氧同位素值δ18O为3.5606‰,属于甲烷冷泉喷口成因自生碳酸盐岩,甲烷来源以微生物成因为主。该岩石显微结构有泡孔状、充填通道、不规则裂隙、虫孔边缘加厚4种主要类型。通过对比,推知这些显微结构可能与甲烷分解排气释放或流体逃逸通道有关。本研究注意到在岩石的裂隙或孔道中菌丝体普遍存在,可能属于菌席的组成份子,依靠通道内流体进行化能合成。  相似文献   

Molecular and stable carbon isotopic compositions of hopanoids in seep carbonates from the South China Sea continental slope     

《Journal of Asian Earth Sciences》2014

The lipid biomarkers of hopanoids in cold seep carbonates from the South China Sea continental slope were investigated by gas chromatography–mass spectrometer (GC–MS) and gas chromatography-isotope ratio-mass spectrometer (GC-ir-MS). The distribution of hopanes/hopenes shows a preference for the ‘biological’ 17β(H), 21β(H)-over the ‘geological’ 17α(H), 21β(H)-configuration. This interpretation is in agreement with the strong odd–even preference of long-chain n-alkanes in those samples, suggesting that the ββ hopanes may be the early diagenetic products of biohopanoids and the αβ, βα configurations of hopanes were mainly derived from allochthonous sources contributing to the organic matter of the carbonates. In terms of hopanoid acids, the C₃₀ to C₃₃ 17β(H), 21β(H)-hopanoid acids were detected with C₃₂ 17β(H), 21β(H)-hopanoid acid being the most abundant. However, there is a significant difference in stable carbon isotopic compostions of the C₃₂ 17β(H), 21β(H)-hopanoic acid among samples (−30.7‰ to −69.8‰). The δ¹³C values match well with the carbon isotopic compositions of SRB-derived iso-/anteiso-C_15:0 fatty acids in the samples, which strongly depend on the carbon utilization types by microbe. The most abundant compound of hopanols detected in the samples, C₃₀-17β(H), 21β(H)-hopanol, may be a good indicator of diagenetic product of type I methanotrophs. The molecular and carbon isotopic compositions of hopanoids demonstrate clearly that there is a combination contribution of both SRB and type I or type X methanotrophs to the source organism in the seep carbonates from the South China Sea continental slope.  相似文献   

意大利亚平宁地区第三纪中新世“Calcaria Lucina”冷泉碳酸盐岩中结晶扇的沉积岩石学及地球化学特征     

黄华谷  邸鹏飞  陈莹莹  冯东  陈多福 《现代地质》2010,24(3)

结晶扇是冷泉碳酸盐岩的一种标志性沉积构造,主要由文石或重晶石等矿物呈放射状聚集形成。意大利亚平宁地区的第三纪中新统广泛发育冷泉碳酸盐岩,其中"Calcari a Lucina"冷泉碳酸盐岩中发育有典型的结晶扇。结晶扇主要由放射状文石聚集形成,含少量的方解石,具有明显的生长纹层。文石纹层的δ13CPDB为-37.9‰~-53.5‰,δ18OPDB为+2.4‰~+6.0‰,相邻文石纹层之间的δ13CPDB和δ18OPDB值差别明显,可能是与碳和氧的来源及流体渗漏速度有关。全岩稀土元素总量很低,w(REE)为0.23×10-6,页岩标准化模式具有明显的Ce负异常,显示结晶扇形成于氧化环境。  相似文献   

不同成因类型煤型气地球化学特征及其判识意义     

鲍园  韦重韬  王超勇 《地球科学》2013,38(5):1037-1046

通过数理统计前人公开发表的国内外21个盆地或地区的324组煤型气地化数据, 分析不同成因类型煤型气地层分布和稳定碳、氢同位素组成及空间分布特征, 提出多个煤型气成因类型判识图版, 并以实例论证这些图版的可行性.研究结果表明: 与煤层相关的生物成因气不同于常规生物气, 最显著区别在于前者δ13C(CH₄)上限值低, 即生物成因气δ13C(CH₄)＜-60‰, 热成因气δ13C(CH₄)＞-40‰, 混合成因气δ13C(CH₄)介于二者之间.随着有机质演化程度增强, 从生物成因气至热成因气, δ13C(CH₄)、δ13C(CO₂-CH₄)、δ13C(C₂H₆-CH₄)及CH₄/(C₂H₆+C₃H₈)具有变重趋势且相关性明显, δ13C(CH₄)与δ13C(CO₂-CH₄)、δ13C(CH₄)与δ13C(C₂H₆-CH₄)及δ13C(CH₄)与CH₄/(C₂H₆+C₃H₈)是划分煤型气成因类型最可靠的图版.   相似文献   

二连盆地阿南凹陷下白垩统腾格尔组湖相云质岩成因   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

魏巍  朱筱敏  朱世发  孙书洋  何明薇  杨德相  吴建平  王名巍 《地球科学》2017,42(2):258-272

二连盆地阿南凹陷下白垩统腾格尔组发育一套湖相的富含致密油云质岩段,包括云质泥岩、云质沉凝灰岩和云质砂岩,但这类云质岩中的白云石岩石学特征及成因尚不明确.通过岩心、薄片、扫描电镜及碳氧同位素分析,将云质岩中的白云石分为两类:(1) 分布在纹层状和星点状云质泥岩或云质沉凝灰岩的非平直晶面、半自形微粉晶白云石;(2) 分布在块状云质沉凝灰岩或云质砂岩的非平直-平直晶面、自形粉细晶白云石.两类白云石的成因机制不同:(1) 半自形微粉晶白云石具偏高的δ13C_PDB值(平均为5.4‰),主要受产甲烷菌的代谢活动影响,其δ18O_PDB值负偏移量较小(平均为-13.0‰),计算形成温度约50~75 ℃,推测为成岩早期成因白云石,Mg2+离子主要来源于富火山灰的凝灰物质大量水解.(2) 自形粉细晶白云石晶体较大、晶形好,其δ13C_PDB值偏低(0.2‰~0.7‰),受产甲烷菌的代谢活动和深层有机质热催化共同影响,其δ18O_PDB值较低(平均为-19.4‰),计算形成温度约119 ℃,推测为成岩晚期埋藏成因白云石,Mg2+离子可能与粘土矿物水解及深部流体上涌有关.   相似文献   

Geochemistry of О, Н, C,S, and Sr isotopes in the water and sediments of the Aral basin     

B. G. Pokrovsky  P. O. Zaviyalov  M. I. Bujakaite  A. S. Izhitskiy  O. L. Petrov  A. K. Kurbaniyazov  V. M. Shimanovich 《Geochemistry International》2017,55(11):1033-1045

The paper presents original authors' data on the O, H, C, S, and Sr isotopic composition of water and sediments from the basins into which the Aral Sea split after its catastrophic shoaling: Chernyshev Bay (CB), the basin of the Great Aral in the north, Lake Tshchebas (LT), and Minor Sea (MS). The data indicate that the δ¹⁸О, δD, δ¹³C, and δ³⁴S of the water correlate with the mineralization (S) of the basins (as of 2014): for CB, S = 135.6‰, δ¹⁸О = 4.8 ± 0.1‰, δD = 5 ± 2‰, δ¹³C (dissolved inorganic carbon, DIC) = 3.5 ± 0.1‰, δ³⁴S = 14.5‰; for LT, S = 83.8‰, δ¹⁸О = 2.0 ± 0.1‰, δD =–13.5 ± 1.5‰, δ¹³C = 2.0 ± 0.1‰, δ³⁴S = 14.2‰; and for MS, S = 9.2‰, δ¹⁸О =–2.0 ± 0.1‰, δD =–29 ± 1‰, δ¹³C =–0.5 ± 0.5‰, δ³⁴S = 13.1‰. The oxygen and hydrogen isotopic composition of the groundwaters are similar to those in MS and principally different from the artesian waters fed by atmospheric precipitation. The mineralization, δ¹³С, and δ³⁴S of the groundwaters broadly vary, reflecting interaction with the host rocks. The average δ¹³С values of the shell and detrital carbonates sampled at the modern dried off zones of the basins are similar: 0.8 ± 0.8‰ for CB, 0.8 ± 1.4‰ for LT, and –0.4 ± 0.3‰ for MS. The oxygen isotopic composition of the carbonates varies much more broadly, and the average values are as follows: 34.2 ± 0.2‰ for CB, 32.0 ± 2.2‰ for LT, and 28.2 ± 0.9‰ for MS. These values correlate with the δ¹⁸O of the water of the corresponding basins. The carbonate cement of the Late Eocene sandstone of the Chengan Formation, which makes up the wave-cut terrace at CB, has anomalously low δ¹³С up to –38.5‰, suggesting origin near a submarine methane seep. The δ³⁴S of the mirabilite and gypsum (11.0 to 16.6‰) from the bottom sediments and young dried off zone also decrease from CB to MS in response to increasing content of sulfates brought by the Syr-Darya River (δ³⁴S = 9.1 to 9.9‰) and weakening sulfate reduction. The ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio in the water and carbonates of the Aral basins do not differ, within the analytical error, and is 0.70914 ± 0.00003 on average. This value indicate that the dominant Sr source of the Aral Sea is Mesozoic–Cenozoic carbonate rocks. The Rb–Sr systems of the silicate component of the bottom silt (which is likely dominated by eolian sediments) of MS and LT plot on the Т = 160 ± 5 Ma, I₀ = 0.7091 ± 0.0001, pseudochron. The Rb–Sr systems of CB are less ordered, and the silt is likely a mixture of eolian and alluvial sediments.  相似文献   

四川天宝山矿床闪锌矿Rb-Sr年代学、稳定同位素及地质意义          下载免费PDF全文

王健  张均  张晓军  刘文浩  仲文斌  杨清  刘重芃 《地球科学》2019,44(9):3026-3041

四川天宝山铅锌矿床是赋存于震旦系灯影组白云岩中的大型铅锌矿床,一直以来缺乏精确的成矿年龄数据,致使其成矿构造环境存在争议.获取了闪锌矿Rb-Sr年龄,联合H-O、C-O同位素数据,以确定其成矿年代、成矿物质来源及成矿构造环境.闪锌矿Rb-Sr年龄为348.5±7.2 Ma(MSWD=1.10),表明矿床形成于早石炭世.热液矿物δD_H2O、δ18O值分别为-19.3‰~-58.1‰、-1.4‰~0.6‰,沿海水与地层有机质反应线分布,并有向雨水线漂移的趋势,说明成矿流体中水是海水与地层有机质反应并加入雨水的混合体.热液方解石δ13C、δ18O值明显分为两群,分别为-1.7‰~-1.6‰、12.9‰~15.2‰和-6.5‰~-4.9‰、19.3‰~20.2‰,暗示成矿流体中C、O可能来源于赋矿围岩溶解作用和有机质脱羧基作用.闪锌矿(87Sr/86Sr)_i值为0.710 42 ±0.000 13,高于赋矿围岩Sr同位素值而明显低于基底Sr同位素值,指示成矿物质主要来源于赋矿围岩与基底.结果表明川滇黔地区存在两期铅锌成矿作用,分别形成于晚泥盆世-早石炭世与古特提斯洋张开有关的伸展构造环境和晚三叠世-早侏罗世与古特提斯洋闭合有关的收缩构造环境.   相似文献