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1.
《地球化学》2017,(6)
冷泉碳酸盐岩是冷泉渗漏活动的重要产物之一,它记录了冷泉流体的来源、其活动演化特征和沉积环境等。通过对南海北部东沙海域Site3站位采集的三个烟囱状冷泉碳酸盐岩的矿物成分、碳氧同位素及碳酸盐岩中黄铁矿硫同位素的研究,确定了冷泉渗漏可能的流体来源,结合烟囱状碳酸盐岩独特的形貌特征,探讨了研究区冷泉流体的活动演化特征。烟囱A为环状,外环直径16 cm,中央流体通道直径5 cm;烟囱B呈底部直径8 cm的实心锥形;烟囱C也为环状,外环直径20 cm,中央流体通道直径12 cm。三个烟囱都具有较负的碳同位素组成(δ~(13)CVPDB值低至–55.7‰)和较正的氧同位素组成(δ~(18)OVPDB值高达5.4‰)特征。研究认为,甲烷是该海域冷泉渗漏流体的主要烃类来源,其中沉淀烟囱C的冷泉流体中很可能存在水合物分解释放流体的加入。三个烟囱状碳酸盐岩的外层相比于内层,普遍具有δ~(13)C值高、δ~(18)O值低、δ~(34)S值高的特征,认为这是由于烟囱状碳酸盐岩从外至内形成过程中沉积空间逐渐受到限制导致流体渗漏强度增强而造成的。综上所述,烟囱状冷泉碳酸盐岩因其独特的形态结构,是冷泉流体渗漏特征在时间和空间上变化的优良记录者。 相似文献
2.
辽西凌源雾迷山组碳酸盐岩碳氧同位素和Mn/Sr比值数据反映了碳酸盐岩的原始沉积特征.δ13CPDB数值范围-2‰～2‰,δ18OPDB数值范围为-10‰～-4‰,其平均值分别为0.15‰,-6.2‰,碳同位素组成具有旋回性变化特征.在雾迷山组一段中上部,δ13C表现出明显的正漂移,可能为藻类的大量繁殖、有机碳增加所引起.δ18O的增加为气候变冷和冰川作用的结果.在δ13C为负值的层段,δ18O数值较高.碳氧同位素组成的这种特征可能与海平面变化有关. 相似文献
3.
南海东北陆坡烟囱状冷泉碳酸盐岩生长剖面的碳、氧同位素特征与生长模式 总被引：1，自引：0，他引：1
对SO177航次采集自南海东沙东北古冷泉活动区的烟囱状碳酸盐岩样品（TVG14 C1 1）进行解剖研究,探讨烟囱样品的形成机理。我们首先对烟囱样品的横截面进行高分辨率精细取样并进行碳氧同位素分析,在充分了解其矿物组成特征的前提下,利用碳酸盐岩-水体系氧同位素分馏方程计算古冷泉流体的氧同位素组成并定量分析流体的端元成分和相对贡献,然后根据它们在烟囱生长剖面上的变化特征,为碳酸盐质烟囱建立生长模式。分析表明,该样品横截面的δ13C值在-50.136‰～-43.923‰之间变化,δ18O值在2.762‰～4.848‰之间变化,由中心向外,碳氧同位素呈反向协同变化趋势,δ13C 逐渐升高而δ18O逐步降低。结合该样品的年龄和古海水的氧同位素组成,计算得到形成该样品的冷泉流体的δ18O在1.2‰~2.3‰ V SMOW之间变化,较冰期海水的更富18O。认为在形成烟囱的不同阶段,水合物分解产生的富18O流体与同期海水发生了不同程度的混合,烟囱中心部位水合物分解水的相对贡献高达53.6％,而烟囱外层,水合物分解水的贡献低至6.1‰。通过综合研究,提出了烟囱样品的生长模式。 相似文献
4.
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
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
5.
云南澜沧老厂大型银多金属矿床碳、氧同位素组成及其意义 总被引：5，自引：1，他引：4
文章系统研究了老厂矿床的碳酸盐围岩和成矿方解石的碳、氧同位素组成.研究表明,相对于区域地层,矿区碳酸盐岩围岩普遍亏损18O;成矿方解石的碳氧同位素总体上具有明显的正相关性,这些特征表明成矿流体与围岩发生了大规模的水岩反应.文章初步建立了水岩反应的理想模式,根据该模式进一步将成矿方解石划分为矿体中心相和边缘相2组.水岩反应理论模拟表明:总体上成矿流体中的可溶性碳以H2CO3为主,中心相成矿流体的δ13C、δ18O值分别为-5.5‰和+4‰,具有典型深部岩浆流体的特征;边缘相成矿流体的δ13C、δ18O值分别为-1.5‰和+4‰,代表了深部岩浆流体与下渗天水共同交代碳酸盐岩围岩后的碳、氧同位素特征. 相似文献
6.
河北宽城地区中元古代高于庄组碳酸盐岩碳氧同位素特征 总被引：6，自引：0，他引：6
对河北宽城地区中元古代高于庄组碳酸盐岩的碳氧同位素进行了测定和原始性验证,表明其原始组分保存良好。δ13C、δ18O值分布范围和平均值分别为-5.03‰～0.07‰、-9.92‰～-4.12‰和-0.90‰、-6.58‰,整体上稍低于前人测定的天津蓟县剖面和北京十三陵剖面数据。分析认为:研究区δ13C值主要受有机碳氧化与有机碳的埋藏速率因素影响,有机碳的埋藏速率与蓝绿藻等生物数量关系密切,藻类繁盛的时期一般都具有较高的δ13C值,藻类稀少的时期则具有较低的δ13C值。在浅水潮坪环境中,δ13C值与海平面的变化呈正相关关系;研究区δ18O值则主要受海平面变化影响,与之呈负相关关系;研究区古盐度Z值主要介于120～125之间,相关性分析表明Z值不仅反映氧同位素组成,也反映了碳同位素组成,δ18O和δ13C均与沉积介质的盐度有关,其变化趋势是盐度越大,其δ值越高。 相似文献
7.
四川盆地下侏罗统自流井组湖相碳酸盐岩的碳、氧同位素特征及其古湖泊学意义 总被引：3，自引：1，他引：3
四川盆地侏罗纪的湖相碳酸盐岩主要分布于早侏罗世自流井组地层之中。在对四川自贡、重庆合川自流井组上部大安寨段中的湖相碳酸盐岩的碳、氧同位素进行分析后,根据其组成特征及其相关性,探讨其碳、氧同位素的古湖泊学意义。两条剖面上碳酸盐岩的碳、氧同位素在组成上存在一定的差异,自贡贡井—高硐桥剖面上,样品的碳、氧同位素均为负值,δ13C值在-4.49‰~-0.85‰之间,1δ8O值-9.14‰~-6.75‰之间,两者具有一定的相关性(γ=0.62);合川炭坝剖面上,样品的碳同位素正负均有,氧同位素均为负值,δ18O值在-8.52‰~-4.56‰之间,δ13C值在-3.46‰~1.62‰之间,两者也具有一定的相关性(γ=0.64)。通过与现代湖泊碳酸盐碳、氧同位素特征的比较,认为四川盆地早侏罗世自贡地区的湖泊为开放型的淡水湖泊,而合川地区为具有一定封闭性的微咸水湖泊。 相似文献
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新甘交界红柳河地区早二叠世火山作用的环境响应 总被引：1，自引：0，他引：1
新甘交界红柳河地区早二叠世玄武岩与灰岩互层,玄武岩局部发育为枕状,枕间充填灰岩。通过对剖面碳酸盐岩样品的全岩无机碳氧同位素研究发现,与玄武岩互层的层状灰岩的δ~(13)C 和δ~(18)O 平均值分别为3.2‰和-14.2‰,枕状玄武岩间的块状灰岩的δ~(13)C 和δ~(18)O 的平均值分别为-0.7‰和-18.2‰,即碳酸盐岩的碳氧同位素组成在火山快速爆发时期相对于火山活动间隙时期明显偏负。通过对层状灰岩和枕间灰岩碳氧同位素研究发现,海盆火山作用是环境变化的主要控制因素。 相似文献
9.
湘西罗依溪剖面包含有被国际地层委员会寒武系分会表决通过的、确定全球寒武系第三统第七阶底界的球接子三叶虫Lejopygelaevigata的首现点位,是全球寒武系第三统第七阶GSSP的候选剖面。野外按0.25—0.5m的样品间距,对该点位附近的碳酸盐岩采取了264件碳、氧同位素样品,分析结果表明全球寒武系第三统Drumian阶上部δ13C值呈恒幅波状演化、波动范围较小,δ18O波动强烈、幅度较大;而第七阶下部δ13C值跳跃强烈、幅度较大,总体表现为高值,δ18O值波动减弱、趋向低值;全球寒武系第三统第七阶底部的候选GSSP正好处于δ13C值由恒幅波动向剧烈跳跃的转折处。第七阶早期δ13C值、δ18O值及海平面三者之间存在较好的耦合关系,表现为海平面上升到最高位置、δ13C值较高、δ18O值较低,造成耦合的原因可能为全球气候变暖,大量淡水流向海洋、海域扩大,初始生产率提高,较多12C为生物所摄取,导致海水中13C的浓度相对升高,沉积的碳酸盐岩具有较高的δ13C值。同时,由于最大海泛期洋流活动频繁,对江南斜坡带沉积作用有一定影响,致使碳酸盐岩沉积物的碳、氧同位素组成变化较大。 相似文献
10.
柴达木盆地新生代湖相碳酸盐岩岩石学及碳氧同位素特征 总被引：1，自引：0，他引：1
在岩石学分析基础上,结合碳氧同位素分析方法对柴达木盆地大红沟和鄂博梁剖面上、下干柴沟组湖相碳酸盐岩样品进行系统研究,试图阐述不同类型湖相碳酸盐岩的古气候特征,研究该时期柴达木盆地古气候演化历史。结果显示:该地区湖相碳酸盐岩可以分为生屑灰岩、砂屑灰岩、藻灰岩、鲕粒灰岩、泥晶灰岩5大类。不同类型的碳酸盐岩样品的碳、氧同位素组成特征存在明显区别,鲕粒灰岩δ18O和δ13C偏高,且都为正值,形成于炎热干燥的古气候和咸水沉积环境中;藻灰岩类明显富集13C的特点与藻类等水生生物活动密切相关,反映沉积于温暖干燥气候背景下的一个水体盐度偏高的稳定水体之中;生屑灰岩和砂屑灰岩类δ18O和δ13C都比较集中,且表现出明显的低值,反映形成于温暖湿润气候条件下且具淡水补给的开放性湖泊环境;泥晶灰岩类样品的δ18O和δ13C之间具有一定的正相关性,反映发育在水体停滞、蒸发作用明显的咸水型湖泊体系。 相似文献
11.
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
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
12.
冷泉区底栖有孔虫研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
海底冷泉区是海洋能源和生物资源同时富集的一类特殊区域。底栖有孔虫群落及其地球化学组成是海底冷泉区发育的重要指示标志之一。海底冷泉区的底栖有孔虫及其碳同位素研究,对于探讨冷泉演化、评估古冷泉甲烷排放对全球气候变化的影响有重要的研究意义。综述了全球一些主要冷泉区的底栖有孔虫研究方法及其进展,对比了各冷泉区底栖有孔虫群落结构的主要特征及地域差异,评述了冷泉区底栖有孔虫的碳同位素记录特征、影响因素及其对冷泉活动的潜在指示意义,最后提出了南海北部冷泉活动区底栖有孔虫方面的研究展望。 相似文献
13.
Shuhong Wang Wen Yan Vitor H. Magalhães Zhong Chen Luis M. Pinheiro Nikolaus Gussone 《Environmental Earth Sciences》2014,71(5):2087-2094
This paper carried out mineral and geochemical studies on a profile through a diagenetic methane-derived authigenic carbonate sample that was collected from southwestern Dongsha area of the northern South China Sea. Five samples locating in the cross-sectional middle mainly consist of dolomite and quartz, and two samples close to the surface have a small amount of Mg-calcite. The δ13C values of the samples vary between ?30.59 and ?0.30 % VPDB, with δ18O values ranging from 3.07 to 3.59 % VPDB, δ44/40Ca values ranging from 1.35 to 1.47 % SRM915a, indicating a contribution of methane to the carbon pool where the precipitation of authigenic carbonates occurred. Based on the isotope values alone, it can not be distinguished if the carbon source is thermogenic gas or a mixture of biogenic methane and marine dissolved inorganic carbon. The δ18O values are in general consistent with dolomite precipitation from a fluid similar to present seawater. The observed small variation might be related to the oxygen isotope composition of seep fluid. The relative small range in calcium isotope values suggests that relatively constant growth conditions and precipitation from seawater. The central part of the carbonate nodule formed under the strong influence of methane seepage, and the external part is less influenced by methane, either due to reduced methane flux to the surface or caused by erosional exhumation of the carbonate nodule from greater depth to the sediment surface. 相似文献
14.
Past methane release events and environmental conditions at the upper continental slope of the South China Sea: constraints by seep carbonates 总被引：3，自引：0，他引：3
Xiqiu Han Erwin Suess Volker Liebetrau Anton Eisenhauer Yongyang Huang 《International Journal of Earth Sciences》2014,103(7):1873-1887
Authigenic carbonates and seep biota are archives of seepage history and record paleo-environmental conditions at seep sites. We obtained the timing of past methane release events at the northeastern slope of the South China Sea based on U/Th dating of seep carbonates and seep bivalve fragments from three sites located at 22°02′–22°09′N, 118°43′–118°52′E (water depths from 473 to 785 m). Also, we were able to reconstruct the paleo-bottom water temperatures by calculating the equilibrium temperature using the ages, the corresponding past δ18O of seawater (δ18Osw) and the δ18O of the selected samples formed in contact with bottom seawater with negligible deep fluid influence. A criterion consists of mineralogy, redox-sensitive trace elements and U/Th-isotope systematics is proposed to identify whether the samples were formed from pore water or have been influenced by deep fluid. Our results show that all methane release events occurred between 11.5 ± 0.2 and 144.5 ± 12.7 ka, when sea level was about 62–104 m lower than today. Enhanced methane release during low sea-level stands seems to be modulated by reduced hydrostatic pressure, increased incision of canyons and increased sediment loads. The calculated past bottom water temperature at one site (Site 3; water depth: 767–771 m) during low sea-level stands 11.5 and 65 ka ago ranges from 3.3 to 4.0 °C, i.e., 1.3 to 2.2 °C colder than at present. The reliability of δ18O of seep carbonates and bivalve shells as a proxy for bottom water temperatures is critically assessed in light of 18O-enriched fluids that might be emitted from gas hydrate and/or clay dehydration. Our approach provides for the first time an independent estimate of past bottom water temperatures of the upper continental slope of the South China Sea. 相似文献
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对南海东沙海域九龙甲烷礁冷泉碳酸盐岩的藿烷酸系列化合物进行了研究, 结果显示冷泉碳酸盐岩中含有17β(H), 21β(H)-30-藿烷酸至17β(H), 21β(H)-33-藿烷酸系列化合物. 其中site1样品TVG3-C2(ANME-2古菌种群为主)中的17β(H), 21β(H)-32-藿烷酸化合物亏损13C(-69.8‰), 且其同位素值较接近iso-/aiso-C15:0脂肪酸(-75.2‰~-90.0‰), 说明其母质摄入了甲烷来源的碳.尽管site2(TVG13-C3和TVG14-C2)和site3(TVG8-C5)自生碳酸盐岩中藿烷酸化合物都表现出了非渗漏特征(-30.7‰~-40.3‰, ANME-1古菌种群为主), 但这些样品中藿烷酸的δ13C值同样较接近硫酸盐还原菌来源的iso-/anteiso-C15:0的δ13C值(-32.5‰~-49.8‰).由此说明大多数存在于以ANME-1种群为主的渗漏环境中的硫酸盐还原菌并没有参与到甲烷厌氧氧化作用中, 而导致藿烷酸化合物和硫酸盐还原菌来源的生物标志物并不明显亏损13C, 并且δ13C值相近. 相似文献
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南海台西南区碳酸盐岩矿物学和稳定同位素组成特征——天然气水合物存在的主要证据之一 总被引：29，自引：0，他引：29
南海台西南区是中国南海中天然气水合物赋存的最有利场所。研究表明,该区的碳酸盐岩主要以结壳、烟囱的形式出现,结壳的裂隙或孔洞中常常充填有淡黄-白色的文石晶体。碳酸盐岩中自生碳酸盐矿物主要为文石、高镁方解石,少量白云石、铁白云石和菱铁矿。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,文石主要呈针状、长柱状、放射束状,高镁方解石呈颗粒状。碳酸盐岩的碳同位素δ13C值主要在-56·878‰~-32·829‰PDB之间,大多数小于-40‰PDB,显示了生物甲烷成因碳源的特征;氧同位素δ18O值在2·1875‰~5·045‰PDB之间,主要在4‰PDB以上,这种较重的氧同位素比值表明,天然气水合物分解产生的富18O水体可能是碳酸盐岩沉淀的流体源。矿物学和碳氧稳定同位素研究表明,南海台西南区的碳酸盐岩为细菌性甲烷成因碳酸盐岩,可能与天然气水合物有关,显示了该区水合物存在的可能性很大。 相似文献
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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
18.
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
19.
Kamila Sztybor Tine L. Rasmussen 《Boreas: An International Journal of Quaternary Research》2017,46(2):212-228
The effect of seeping of methane on marine sediment records has been studied in four gravity cores from Vestnesa Ridge, Svalbard margin. The area shows acoustic signs in the form of flares indicating active methane gas seepage. For a better understanding of the timing and variability of the flux of methane in the past and the effects on potential proxies, a detailed study of the diagenetic processes that may affect the composition and structure of both sediments and foraminiferal shells is needed. Here we discuss deep‐sea records from methane‐influenced environments in three cores from an active and very heterogeneous seep‐area (pockmark) and one core from outside the pockmark for background. The results include the distribution and stable isotopes of authigenic carbonates and of benthic and planktonic foraminifera, magnetic susceptibility, AMS‐14C dates, sedimentary data and biostratigraphy. Extremely low δ13C values recorded in both benthic and planktonic foraminifera during the Bølling‐Allerød interstadials indicate possible increased methane flux beginning at late Heinrich event H1. The recorded low values are mainly a result of diagenetic overprint by methane‐derived authigenic carbonates. The δ18O signals of authigenic carbonates are close to those of foraminiferal calcite and thus the δ18O records remain a valid stratigraphical tool in methane seep sites, except in the case of severely encrusted samples. In addition, the records from the active pockmark show nearly constant values of low magnetic susceptibility in contrast to higher and more variable magnetic susceptibility values from the control station and other published records from normal sediments west of Svalbard. This phenomenon is probably caused by dissolution of magnetic minerals in the reducing environmental conditions of methane seep sediments, associated with anaerobic oxidation of methane and formation of paramagnetic minerals (pyrite). This process enables magnetic susceptibility to be used as a common diagnostic tool for identifying methane‐related palaeo‐reductive environments. 相似文献