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冷泉流体沉积碳酸盐岩的地质地球化学特征 总被引：39，自引：3，他引：36
冷泉流体是指来自海底沉积界面之下的低温流体以喷涌和渗漏方式注入盆地, 并产生系列的物理和化学及生物作用, 这种作用及产物称为冷泉?它是继洋中脊以盆下源中高温流体的热泉被发现和研究之后的又一个新的盆地流体沉积领域?日前研究较多的是以水? 碳氢化合物 (天然气和石油) ? 硫化氢? 细粒沉积物为主要成分, 温度与海水相近的流体, 广泛发育于活动和被动大陆边缘斜坡海底?冷泉流体沉积体系发育高密度的化学自养生物群, 以碳酸盐岩和天然气水合物为主, 有少量的硫化物和硫酸盐等?冷泉碳酸盐岩的产状有丘? 结核? 硬底? 烟囱? 胶结物和小脉等, 以化学自养生物碎屑和多期次的自生碳酸盐胶结物组成的生物丘最为常见, 它在物质来源? 形成环境? 形成作用等方面与传统来源于海水碳的碳酸盐岩建隆不同, 用术语 C h e r m o h e r m 表示, 以区别于传统海水碳酸盐岩建隆术语b i o h e r m s ? l i t h o h e r m s ? p s e u d o b i o h e r m s 和 b i o s t r o m e s ?地层中石化的化学自养生物丘常是含有大量底栖生物化石的碳酸盐岩建隆产于深水相沉积地层中, 在沉积环境和相分析上出现纵向和横向的不连续, 甚至出现反常现象?矿物以镁方解石? 白云石和文石为主, 与传统的碳酸盐岩相似, 在地球化学组成上最大的区别是冷泉流体沉积碳酸盐岩的碳来源于冷泉体系中的细菌生物成因碳, 具有特别负的碳同位素值?冷泉在海底主要沿构造带和高渗透地层呈线性群, 或围绕泥火山或盐底劈顶部呈圆形或不规则状冷泉群分布,或以海底地形低凹处和峡谷转向处呈孤立冷泉形式产出?冷泉流体以沉积建造流体为主?上覆快速堆积? 成岩压实和胶结作用? 构造挤压和变形作用? 深部的后生作用和成岩作用? 海底沉积物中的天然气水合物分解作用是建造流体向上运移进入海底成为冷泉的驱动力?冷泉碳酸盐岩的沉积作用主要有胶结作用? 充填作用和生物化学沉积作用?冷泉流体中的碳主要是以甲烷为主的碳氢化合物形式存在, 经微生物作用转变为 C O2 ,最终形成冷泉碳酸盐岩? 相似文献
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南海东沙西南海域冷泉碳酸盐岩特征及其意义 总被引：9，自引：2，他引：7
海底冷泉流体或自生碳酸盐沉积可为碳氢化合物(主要指常规油气或天然气水合物)、冷泉生物群落的调查和研究提供有利线索。对东沙群岛海区、神狐海区和ODP184-1146钻孔碳酸盐沉积的特征进行了对比和研究,结果表明这些海区碳酸盐岩的岩性特征、碳氧同位素组成等存在明显差异。东沙群岛海区和神狐海区的碳酸盐岩的化学成分如TFe、A l2O3、TiO2、K2O、Na2O、MnO、P2O5等不同,表明它们可能分别受到了粘土矿物和铁锰氧化物影响。在神狐海区至少发生了一次冷泉流体活动,形成了早晚两期冷泉碳酸盐岩,而在东沙群岛海区发生了至少3次冷泉流体活动,形成了多期冷泉碳酸盐岩,反映了这两个海区碳酸盐沉积的甲烷成因不同,且形成环境也受不同的因素控制。研究揭示,在东沙群岛南部海区可能发育热成因甲烷汇聚的天然气水合物,其海底可能存在冷泉生物群落,这为东沙西南海域天然气水合物和冷泉生物群落的进一步寻找和研究提供了新思路。 相似文献
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海洋极端环境微生物活动与油气资源关系 总被引：1，自引：0，他引：1
为了弄清海洋极端环境下微生物参与油气资源形成和演化的潜在机制, 进行了现代海洋热泉和冷泉等环境中微生物类型分析和生物量估算, 探讨了极端微生物活动和油气资源的潜在关系.认为海洋极端环境下微生物类型主要为细菌和古细菌, 热泉微生物群落主要为异养发酵菌、硫酸盐还原菌、产甲烷菌等; 冷泉微生物群落主要为ANME-2族的厌氧甲烷氧化古细菌、硫酸盐还原细菌和ANME-1族厌氧甲烷氧化古菌.这些极端微生物利用CH4和H2S等气体进行能量固定, 有较高的生物丰度和较低的分异度, 具有垂向和水平分带性, 并能营生一套独特的宏体生物.极端微生物活动直接和间接地参与了油气资源的形成和改造, 示踪海底油气资源的变迁.对于探索地球早期海洋微生物活动与油气资源形成, 寻找地史时期或华南地史早期烃源岩具有重要理论和实践指导意义. 相似文献
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现代海洋地质地球化学研究表明，海底活动热泉和某些海底矿床的形成可能与洋脊地区发生的海水─玄武岩反应有关。本文在２５０─５００℃、１００ＭＰａ下实验研究了海水─玄武岩反应中矿物蚀变和金属淋滤问题，并讨论了海底矿化的可能机理。实验结果揭示，经与海水反应后玄武岩受到强烈的蚀变和淋滤，且蚀变矿物组合和重金属淋滤量受实验温度和水岩比值的控制。在４５０℃和ｗ／ｒ≤５时，海水─玄武岩反应生成的溶液在Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ含量和酸碱度上均与现代海底矿化热泉相似，反应形成的矿物组合亦与热泉蚀变矿物相当。实验结果支持现代海底热泉矿化是由一定条件下海水与玄武岩反应形成的看法。 相似文献
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2015年3月,我国用自主研制的“海马”号4500 m级非载人遥控潜水器,首次发现了海底巨型活动性“冷泉”——“海马冷泉”。为揭示冷泉区地表沉积物中地质微生物的发育和演化特征,本研究选择海马冷泉区3个站位表层沉积物样品(活动冷泉区ROV1、ROV2和背景区QDN22),对其中的地质微生物标志物进行对比研究,探讨海底表层沉积物甲烷缺氧氧化作用(AOM)的发育状况。研究表明,冷泉区表层沉积物中存在强烈地与甲烷相关的微生物活动,主要表现在:(1)相对增高的总有机碳(TOC)含量和明显偏负的?~(13)C_(org)值;(2)发育大量与AOM有关的生物标志物,如带1?3个环戊烷结构的类异戊二烯类甘油二烷基甘油四醚脂(iso-GDGTs)、一些特殊的类异戊二烯烷烃(如2,6,11,15-四甲基十六烷(Crocetane)、2,6,10,15,19-五甲基二十烷(PMI)和2,6,10,15,19,23-六甲基二十四烷(Squalane))以及C_(15:0)和C_(17:0)异构/反异构脂肪酸等,表明海底存在一定的甲烷渗漏;(3)冷泉区ROV2站位的生物标志物含量和碳同位素组成表明,此站位表层沉积物AOM作用更强,指示其下部可能存在更大甲烷通量。 相似文献
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热泉作用是拉张板块构造背景中形成的、从地球深部上升到地表成海底的热流体。_一般认为,热泉的形成可能是由于突然的岩浆热流的触发使地热储处于短暂的强超压状态,从而造成水力破碎。这种水力裂隙发展到地表就可能导致热泉喷发。对下扬子区孤峰组的研究表明,海底热泉喷发作用与海底火山喷发作用有着密切的关系。 相似文献
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海底冷泉在旁扫声纳图像上的识别 总被引：2，自引：0，他引：2
海底冷泉是指来自海底沉积地层(或更深)的气体以喷涌或渗漏的方式注入海洋中的一种海洋地质现象,它普遍发育于主动大陆边缘和被动大陆边缘。海底冷泉研究在天然气水合物、全球气候变化、极端生物群落等研究方面都具有重要意义。利用实测的海上资料,通过分析水体声学剖面上的冷泉气柱、旁扫声纳图像上的亮斑异常以及柱状沉积物样品中天然气水合物等的对应关系,指出旁扫声纳图像上出现的亮斑异常是海底冷泉喷逸的指示。海底冷泉逸出的大量气泡遮蔽海底,从而形成一个强波阻抗界面,这个强波阻抗界面在旁扫声纳图像上形成亮斑异常。通过亮斑异常,可以判定海底冷泉的存在。旁扫声纳可以成为海底冷泉探测的有力方法。 相似文献
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《矿物岩石地球化学通报》2019,(6)
地球表层甲烷的迁移转化与气候变化、全球碳硫循环、海底生态环境等密切相关。现代海底冷泉是典型的富甲烷环境,冷泉系统中与甲烷厌氧氧化耦合的微生物硫酸盐还原作用(AOM-MSR)是甲烷最主要的消耗方式。该过程导致了孔隙水地球化学特征的变化,并最终以元素含量和同位素异常的形式记录在相应的自生矿物(黄铁矿、碳酸盐、重晶石)等载体中。因此,冷泉系统中硫的生物地球化学过程及其沉积记录的研究为探究甲烷在地球表层环境演化中的角色奠定了基础。本文围绕冷泉系统中硫的生物地球化学过程,综述了其在确定甲烷渗漏通量和识别古冷泉活动(富甲烷环境)等研究中的进展,重点阐述了在这些研究方向中应用"高维"稳定同位素(~(32)S/~(33)S/~(34)S/~(16)O/~(18)O)所取得的突破性成果。目前已经建立了识别地质历史时期富甲烷环境的方法体系,但其在地史研究中的应用尚在起步阶段。同时,未来应开展富甲烷环境中碳硫循环与环境效应具体关联及其沉积记录的深入研究,以期深化对甲烷在调节地球环境和气候变化中的作用等重大科学研究中的认识。 相似文献
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随着现代海底热液生物群研究工作的深入,开展地质历史时期的古热液生物群研究的必要性也日益凸现。近年来古热液生物群研究已取得一定的进展,结合前人的工作,总结了所发现的古热液生物群的时空分布、产出地质背景、化石壳体保存特征、化石组合特征等内容。简述了开展古热液生物群研究工作的一般方法有:描述法、比较法与地球化学方法。最后,从现代热液生物群研究意义的角度出发,讨论了古热液生物群研究在生物起源、热液活动和板块构造、环境治理以及生物成矿等方面的重要意义,并提出当前古热液生物群研究存在的问题及今后的工作重点。 相似文献
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南海北部冷泉区沉积物中微生物丰度与甲烷浓度变化关系的初步研究 总被引：9，自引：0，他引：9
对2006年“海洋四号”在南海北部陆坡和深水冷泉活动区获得的两个重力活塞岩心中微生物丰度变化和甲烷浓度变化的关系进行了初步研究。荧光显微镜观察和直接计数结果表明,研究区冷泉微生物细胞形态有多种类型,但常见和占优势的是杆状、球状和链状。微生物丰度随不同站位和深度变化于106-105细胞个体/g之间。甲烷浓度高异常站位的微生物丰度大于甲烷浓度低的站位。在同一岩心中,微生物的丰度变化也和甲烷浓度变化相吻合,甲烷浓度高,微生物丰度大,反之亦然。该结果表明了冷泉微生物对沉积物中甲烷浓度的增加或减少十分敏感。 相似文献
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深海热液喷口生物群落研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
近年来深海热液喷口生物群落的研究取得了大量的成果。通过调查发现,除温度外,环境化学参数、地理位置、喷口类型、热液活动周期、生物可利用率等因素都对深海热液喷口生物群落分布产生影响。随着实验室热液微生物的分离、培养成功,一些新的属种及其特殊的生理特征被发现。分子生物学技术的发展,使得对于深海热液生物基因测序、基因功能的研究和表达,功能基因对微生物生理功能的调控作用,动物与微生物之间的共生关系,生物对极端环境的适应机制等问题的研究都能够进行。对于目前不能进行实验室分离培养的微生物,通过基因组分析,也能够了解其群落结构。不同的深海热液喷口,其病毒的类型、分布、丰度以及病毒对热液生态系统的影响是不同的。通过这些研究,科学家探讨了热液喷口环境中生物群落的能量合成与代谢途径的相关理论,并提出了生命有可能起源于热液喷口环境的假说。 相似文献
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Abstract. The Onsen site is an active submarine hydrothermal system hosted by the Desmos caldera in the Eastern Manus Basin, Papua New Guinea. The hydrothermal fluid is very acidic (pH=1.5) and abundant native sulfur is deposited around the vent. The δ34 S values of native sulfur range from -6.5 to -9.3 %o. δ34 S values of H2 S and SO4 in the hydrothermal fluid are -4.3 to -9.9 %o and +18.6 to +20.0 %o, respectively. These δ34 S values are significantly lower than those of the other hydrothermal systems so far reported. These low δ34 S values and the acidic nature of the vent fluids suggest that volcanic SO2 gas plays an important role on the sulfur isotope systematic of the Onsen hydrothermal system. Relationship among the δ34 S values of S-bearing species can be successively explained by the model based on the disproportionation reaction starting from the volcanic SO2 gas. The predicted δ34 S values of SO2 agree with the measured whole rock δ34 S values. δD and δ18 O values of clay minerals separated from the altered rock samples also suggest the contribution of the magmatic fluid to the hydrothermal system. Present stable isotopic study strongly suggests that the Onsen hydrothermal site in the Desmos caldera is a magmatic submarine hydrothermal system. 相似文献
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2015年3月"海马"号遥控无人潜水器(ROV)在南海北部陆坡西部海域首次发现活动冷泉,并命名为"海马"冷泉,此后中国地质调查局广州海洋地质调查局先后组织了3个航次,对"海马"冷泉开展进一步勘查和研究。本次研究在综合分析4个航次调查数据的基础上,初步阐述"海马"冷泉的分布范围、地形地貌、生物群落、自生碳酸盐岩和流体活动等特征。总体而言,"海马"冷泉区地势平缓,气体渗漏现象非常发育,是以CH4为主要气体渗漏形成的活动冷泉区,且气体渗漏活动具有时空迁移性。气体碳同位素组成表明,海马冷泉区的CH4为混合成因气,且以微生物成因为主;"海马"冷泉区发育有多种类型的化能自养冷泉生物群落,冷泉区种类丰富,目前已报道了多个冷泉生物新种。这些发现为研究南海北部陆坡西部海域天然气水合物分解及其环境效应、冷泉生物生命起源与演化和南海与印度洋及太平洋物种迁移贯通等科学问题提供重要依据。 相似文献
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《Russian Geology and Geophysics》2007,48(3):237-246
We discuss the redox environments and the compositions of bottom sediments and sedimentary pore waters in the region of a hydrothermal vent in Frolikha Bay, Lake Baikal. According to our results, the submarine vent and its companion nearby spring on land originate from a common source. The most convincing evidence for their relation comes from the proximity of stable oxygen and hydrogen isotope compositions in pore waters and in the spring water. The isotope composition indicates a meteoric origin of pore waters, but their major- and minor-element chemistry bears imprint of deep water which may seep through permeable faulted crust. Although pore waters near the submarine vent have a specific enrichment in major and minor constituents, hydrothermal discharge at the Baikal bottom causes a minor impact on the lake water chemistry, unlike the case of freshwater geothermal lakes in the East-African Rift and North America. 相似文献
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安徽省枞阳县柳峰山地区金铜矿点地质特征及找矿方向 总被引：1，自引：0，他引：1
安徽省枞阳县柳峰山地区金铜矿是热液充填形成的脉状矿床.矿体严格受断裂带控制、矿脉的力学性质以扭压性为主、矿脉铜金矿与岩脉关系极为密切、主要的铜金矿脉均有岩脉相伴.火山口的外围断裂构造中,岩脉的发育的地区,断裂构造的交汇部位是今后找矿的重点部位. 相似文献
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现代海底热液活动与块状硫化物矿床成因研究进展 总被引：8，自引：0，他引：8
现代海底热液活动的发现及对其分布特征和成矿机理的研究是近年来海洋地质学和矿床地质学的一大进展。对现代海底金属硫化物成矿作用的研究大大推动和促进了对古代块状硫化物矿床成因的认识。有关研究成果综合分析表明：(1)深部热液对流循环系统是块状硫化物成矿的核心，对流循环模式有简单的热液对流模式和双扩散对流模式。(2)块状硫化物矿床集中分布在大洋中张裂性活动板块边界，与大地构造活动紧密联系。(3)成矿流体与成矿物质均有多源性，在强调海水循环淋滤的同时，通过应用新的方法技术，岩浆来源物质(流体及成矿金属等)对一些块状硫化物矿床成矿的直接贡献得到初步确认。(4)在高温热液活动区及金属硫化物沉积中发现大量生命活动和生物群体，意义重大。 相似文献
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块状硫化物矿床(黄铁矿型矿床、黑矿型矿床)与玄武岩-流纹岩建造的相互关系是由矿石与围岩形成的近似性所决定的,更确切地说,是矿石有规律地产在火山岩一定的岩相中。近年来,火山岩系的岩相分析已成为火山岩地区区域地质调查、块状硫化物矿床普查勘探工作中最重要的方法之一。这是因为,一方面岩相分析和古火山恢复方法,可以对火山体、火山岩系的喷发沉积旋回,以及火山岩的层序进行详细的研究,从而较为客观地总结出 相似文献
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东铺金矿成矿物质来源于海底火山喷流作用及壳源含金热流的再循环。边缘深大断裂控盆和产生的多期表部脆性变形，除使区域上古生界地层和早期形成的(火山喷发不整合)结构面卷入构造变形，形成不同规模、不同形状、不同性质的剪切透镜体、断层三角块和变形面理外，同时由于深部与浅表部构造的互通，使区内形成含金高热流场，导致不同层次的含金热流沿性质已发生改变的华力西不整合面(带)成矿与控矿。中低温热液交代充填，叠加冷水含金矿液次生淋漓作用，构成了区内独具特色的二元矿床类型。 相似文献