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1.
底栖有孔虫碳同位素负偏移是地质记录中天然气水合物释放的重要证据之一.对南海北部西沙海槽和东沙陆坡等天然气水合物远景区XH-27PC和DS-4PC柱状样分别进行顶空气甲烷含量分析、有机碳含量分析、粒度分析和有孔虫氧碳同位素分析.结合碳酸盐含量及AMS 14C测年,揭示研究区末次冰期以来底栖有孔虫的稳定同位素特征.结果显示:西沙海槽BSR区沉积物中甲烷含量较低;底栖有孔虫碳同位素负偏不明显,与顶空气甲烷含量呈弱正相关(R=0.32),与有机碳含量有强负相关(R=-0.82),说明低通量甲烷不足以引起底栖有孔虫碳同位素显著偏移,在无甲烷或甲烷轻微渗漏的环境中有机碳的厌氧氧化是影响底栖有孔虫碳同位素组成的主要因素.东沙陆坡BSR区沉积物中含有大量的甲烷气体;底栖有孔虫氧同位素记录在末次冰期异常偏重,可能与天然气水合物的分解释放有关;同时可识别出多期碳同位素快速负偏事件,其成因很可能是末次冰期海平面下降导致海底沉积物的温度、压力条件发生变化,从而引发水合物甲烷失稳分解,底栖有孔虫吸收富12C的甲烷源碳致使壳体碳同位素负偏移. 相似文献
2.
对南海东沙海域陆坡区973-3柱状样开展沉积学和年代学、有孔虫同位素和壳体B/Ca比值、碳酸钙和黄铁矿含量的分析, 发现该岩芯浮游有孔虫Globigerinoides ruber和底栖有孔虫Uvigerina peregrina的δ13C在末次冰期同时在多个层位发生负偏, 最大负偏达-2.03‰; 有孔虫δ13C负偏层位环境[CO32-]浓度相对偏低; 负偏层位同时出现大量黄铁矿, 最高含量达17%.在负偏层位以下沉积的碳酸盐溶解作用强烈, CaCO3含量最低, 沉积物颜色偏深.究其成因与水合物分解关系较大.甲烷渗漏事件发生在末次冰期, 说明末次冰期的海平面下降是水合物分解的主要诱因.根据有孔虫δ13C负偏的次数和程度推断至少发生过4次甲烷渗漏, 渗漏的强度基本相当. 相似文献
3.
《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
4.
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
5.
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Bulimina mexicana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.peregrina δ13C为-0.67‰～-2.75‰（PDB）,B.mexicana δ13C为-0.51‰～-1.52‰（PDB）;U1328站位中U.peregrina δ13C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
6.
南海地区NS93－5柱样在倒数第二次冰消期出现浮游有孔虫壳体δ^13C值快速负偏（幅度达1．7‰），来自世界各大洋的深海记录和来自北美洲，欧洲，中国等地的陆相记录均指示当时存在大体同步的δ^13C值变化表明：倒数第二次冰消期时存在一次全球尺度的δ^13C值快速负偏事件，δ^13C值在约0.131MaB.P。达到负偏极值，其负偏幅度多在0.5‰－1‰，局部地区负偏幅度＞2‰＜当时δ^13C值的变化呈突然快速负偏，而后指数曲线状缓慢回返，局面δ^13C突然快速负偏对应大气甲烷浓度快速增加，全球快速升温及冰盖开始快速消融等特点，表明大洋环流格局的变化引起海底天然气水合物突然失稳分解并释放大量甲烷可能是其直接成因，释放地点推测是在西太平洋边缘海地区。 相似文献
7.
西沙海槽浅表层沉积物的稀土元素特征及其地球化学意义 总被引：1，自引：0，他引：1
本文通过对西沙海槽HX132PC站位岩心沉积物稀土元素组成的系统研究，结合该柱状样浮游有孔虫的氧同位素地层研究，对比分析了南海北部陆坡西沙海槽区晚第四纪以来的沉积物物源及其环境演变。 相似文献
8.
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
9.
深海天然气水合物分解与全球变暖密切相关.南海北部是重要的天然气水合物蕴藏区,ZHS-176、ZHS-174、17940和MD2905孔CaCO3含量记录均表明,11.3~8.0 ka B.P.神狐海域存在一次典型的“低钙事件”(CM),该事件具有“快速降低、缓慢升高”不对称的变化结构,CaCO3含量降幅高达9%.“低钙事件”期间,底栖有孔虫Cibicidoides wuellerstorfi和Cibicidoides kullenbergi壳体δ13C分别负偏了1.4 ‰和0.7 ‰,海底有机碳的堆积速率(MAR)也突然升高了1倍.综合分析表明,新仙女木末期南海北部天然气水合物很可能发生了一次较大规模的快速分解,大量甲烷气体从天然气水合物中逸散,氧化后使底层海水快速酸化,从而导致了神狐海域碳酸盐的溶解.底层水团温度上升很可能是神狐海域天然气水合物分解的主要触发因素. 相似文献
10.
本文对南海北部陆坡SH7B孔底栖有孔虫群落结构组成及壳体氧碳同位素值变化特征进行研究,旨在了解该区晚中新世以来的中层水体演化历史。利用因子和聚类分析对该钻孔128个样品中的35个底栖有孔虫优势属种的相对百分含量数据进行统计分析,识别出4个组合:Globocassidulina subglobosa-Stilostomella spp.（Gs-St）,Chilostomella mediterranensis-Globobulimina spp. (Cm-Gl),Hoglundina elegans-Pyrgo spp. (He-Py),Melonis affinis-Pyrgo spp. (Ma-Py)。晚中新世晚期至上新世早期（5.8~2.8 Ma）相对高海平面温暖期,SH7B孔底栖有孔虫为相对稳定的Gs-St组合,反映了低到中等营养物质供给的低氧水体环境。其中5.8~3.79 Ma底栖有孔虫壳体碳同位素偏负和强烈的碳酸盐溶解现象在全球其他海区均有发现,指示当时南海北部陆坡底层水体低氧环境可能受到因全球大洋环流格局变化影响的太平洋偏腐蚀性的缺氧中层水体影响。3.79~2.8 Ma底栖有孔虫丰度和喜氧类表生种含量逐渐增加,指示水体流通性趋于增强,水体氧含量稍有增加。晚上新世2.4 Ma以来,底栖有孔虫组合与氧碳同位素值波动变化频繁,反映了中等到高表层输出生产力的富氧到缺氧中层水体环境,南海北部陆坡底栖有孔虫的分布主要受陆源有机质输入量的多寡和南海中深层水体的循环状况共同控制。 相似文献
11.
Tracing seafloor methane emissions with benthic foraminifera in the Baiyun Sag of the northern South China Sea 总被引：2，自引：1，他引：1
Changes in the concentrations of atmospheric greenhouse gases are an important part of the global climate forcing. The hypothesis that benthic foraminifera are useful proxies of local methane emission from the seafloor has been verified on sediment cores by numerous studies. The calcium carbonate (CaCO3) content and the high-resolution carbon and oxygen isotope composition of the benthic foraminifera from the core 08CF7, from the northeastern Shenhu gas hydrate drilling area in the Baiyun Sag of the northern South China Sea were analyzed, and the benthic foraminifera’s evidence for methane release from gas hydrate decomposition are presented here for the first time. Two rapid obvious carbon isotope negative excursions were observed in the oxygen isotope stage boundaries 5d/5c and 6/5e (penultimate deglaciation, about 130 ka) of the cold-to-warm climatic transition period. The largest negative value of δ13C is about ?2.95 ‰, and the whole change of carbon and oxygen isotope is strikingly similar and is in consonance with the atmospheric methane concentration recorded by the Vostok ice core and the carbon isotopic record from Lake Baikal. Combining these results with the analysis of the geological conditions of the study area and the fact that gas hydrate exists in the surrounding area, it can be concluded that the carbon isotope negative excursions of the benthic foraminifera in the northern South China Sea are associated with methane release from gas hydrate decomposition due to deglacial climate warming. By recording the episodes of massive gas hydrate decomposition closely linked with the northern hemisphere temperatures during major warming periods, the new δ13C record from the Baiyun Sag provides further evidence for the potential impact of gas hydrate reservoir on rapid deglacial rises of atmospheric methane levels. 相似文献
12.
祁连山冻土区天然气水合物分解气碳氢同位素组成特征 总被引：4，自引：0，他引：4
开展祁连山冻土区天然气水合物气体同位素研究,是解决其气体成因、来源等科学问题的一个重要手段。本研究采集祁连山南麓多年冻土区水合物科学钻探DK2和DK3孔共8个含水合物的岩芯样品,采用真空顶空法收集样品中水合物的分解气,分别用气相色谱(GC)、气相色谱同位素比值质谱(GC-IRMS)测定其气体成分和同位素组成,测试结果表明:祁连山冻土区天然气水合物样品的气体碳氢同位素变化较大,甲烷、乙烷和丙烷的碳同位素(δ13C)变化范围分别为-52.6‰～-48.1‰、-38.6‰～-30.7‰和-34.7‰～-21.2‰,而二氧化碳的碳同位素(δ13C)最低为-27.9‰,最高为16.7‰;甲烷、乙烷和丙烷的氢同位素(δD)变化范围分别为-285‰～-227‰、-276‰～-236‰和-247‰～-198‰。通过对这些碳氢同位素进行综合研究,包括气体分子组成与同位素的关系分析、甲烷的碳氢同位素之间的关系判断等,结果表明研究区天然气水合物的气体主要来源于热解气,而且是在淡水环境中形成的有机成因气。 相似文献
13.
南海北部天然气水合物钻探区烃类气体成因类型研究 总被引：5，自引：2，他引：3
南海北部天然气水合物钻探区水合物气、顶空气样品和沉积物样品烃类气体组分和甲烷同位素特征测试结果表明,气体样品中烃类气体以甲烷为主,含微量乙烷和丙烷,C1/(C2+C3)值均大于或接近1 000。甲烷的碳同位素值为-54.1‰~-62.2‰,氢同位素值为-180‰~-255‰,属于微生物气或是以微生物气为主的混合气,甲烷由CO2还原生成,由原地提供或侧向运移而来。沉积物样品酸解烃分析显示多数样品甲烷丰度大于90%,含一定量的乙烷、丙烷及少量的丁烷,C1/(C2+C3)值均小于50。甲烷的碳同位素值为-29.8‰~-48.2‰,呈现典型的热解气特征,显示由深部运移而来。 相似文献
14.
天然气水合物是一种新型的洁净能源。甲烷天然气水合物是储量最丰富的一种类型,常出现在深海中或极地大陆上,其生成的过程中会发生同位素的分馏效应。通过实验室模拟水合物生成的过程,利用天然海水与甲烷或二氧化碳气体反应,以及更接近实际生成环境的甲烷-海水-沉积物动态聚散实验,对甲烷水合物和二氧化碳水合物生成前后δ13C值进行测定,研究水合物生成过程中δ13C的变化情况。实验证明,水合物反应中碳同位素分馏是存在的,其变化程度明显小于氧同位素和氢同位素。甲烷水合物碳同位素的分馏系数αC的值为1000 3~1000 9。二氧化碳水合物生成反应后气相的碳、氧同位素变轻,重同位素趋向于进入水合物中,二氧化碳水合物碳同位素的分馏系数αC的值为1000 7~1001 2。海水中溶解的CO2气体在甲烷水合物形成过程中会被水合物捕获,从而使得δ13CDIC值变小,重的碳同位素趋于进入水合物中,而较轻的碳同位素留在海水中。但由于海水中含有的溶解CO2气体有限,经过多轮水合物动态聚散后δ13CDIC值的变化幅度会越来越小。 相似文献
15.
天然气水合物发现区和潜在区气源成因 总被引：6，自引：5，他引：1
为探讨天然气水合物发现区的气源成因,对ODP 204航次4个站位58个沉积物样品进行5个温度点的生气量模拟实验,对各温度点产生的气体进行同位素测定。测试结果显示,在低温阶段（25 ℃、35 ℃、45 ℃）,甲烷的δ13C明显偏大,一般大于-40‰,显示出热解成因气的特征;而高温阶段（55 ℃）甲烷的δ13C为-75.5‰,显示出明显的生物成因气的特征。结合东沙海域天然气水合物潜在区气源成因的讨论,可以得出如下结论：天然气水合物的气源成因受控因素多,需要综合多种指标进行判别。 相似文献
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综合大洋钻探计划311航次沉积物中自生碳酸盐岩碳、氧稳定同位素特征 总被引：4，自引：3，他引：1
为了探索水合物背景下沉积物中自生矿物响应,对采自综合大洋钻探计划（IODP）311航次沉积物中自生碳酸盐岩颗粒进行了矿物组成、形貌特征和碳、氧稳定同位素特征等研究。X光粉晶衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）结果显示碳酸盐岩颗粒的主要矿物成分是铁白云石和方解石,呈多孔状结核和不规则状集合体产出。碳酸盐岩颗粒的碳稳定同位素δ13CPDB低至-41.50‰,证实其碳源源自甲烷,其成因与甲烷厌氧氧化过程有关,印证了研究区存在海底甲烷渗漏现象,是甲烷水合物赋存区重要的识别标志之一。碳酸盐岩颗粒的氧稳定同位素δ18OPDB总体上随着沉积物深度增加而减小,可能指示沉积物的背景温度由下而上（从早到晚）逐渐降低。研究结果提供了现代海洋天然气水合物背景下沉积物中自生碳酸盐岩的碳、氧稳定同位素记录,对于寻找我国海域天然气水合物资源,探索地史时期古海洋沉积物中类似的甲烷事件记录具有重要的理论和实践指导意义。 相似文献
17.
青藏高原冻土区面积约150×104 km2,是中国最大的冻土区,具备良好的天然气水合物形成条件和找矿前景,而羌塘盆地是形成条件和找矿前景最好的地区。南羌塘盆地毕洛错地区QK-1科学钻探试验井顶空气样品的烃类气体组分和碳同位素分析测试结果表明,其烃类气体组分复杂,CH4含量为3.0×10-6~4 526.8×10-6,平均为209.0×10-6;δ13C1值为-55.9‰~-37.8‰,平均为-43.2‰,C1/(C2+C3)值小于10,显示出明显的热解气特征。结合钻探区的地质背景和岩性特征,推断QK-1孔烃类气体可能来源于深部迁移上来的热解气,浅部可能有生物成因气的混入。 相似文献
18.
The Shenhu gas hydrate drilling area is located in the central Baiyun sag, Zhu Ⅱ depression, Pearl River Mouth basin, northern South China Sea. The gas compositions contained in the hydrate-bearing zones is dominated by methane with content up to 99.89% and 99.91%. The carbon isotope of the methane (δ13C1 ) are 56.7‰ and 60.9‰, and its hydrogen isotope (δD) are 199‰ and 180‰, respectively, indicating the methane from the microbial reduction of CO2 . Based on the data of measured seafloor temperature and geothermal gradient, the gas formed hydrate reservoirs are from depths 24-1699 m below the seafloor, and main gas-generation zone is present at the depth interval of 416-1165 m. Gas-bearing zones include the Hanjiang Formation, Yuehai Formation, Wanshan Formation and Quaternary sediments. We infer that the microbial gas migrated laterally or vertically along faults (especially interlayer faults), slump structures, small-scale diapiric structures, regional sand beds and sedimentary boundaries to the hydrate stability zone, and formed natural gas hydrates in the upper Yuehai Formation and lower Wanshan Formation, probably with contribution of a little thermogenic gas from the deep sedments during this process. 相似文献
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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
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
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四川鲜水河-安宁河断裂带温泉氢氧稳定同位素特征 总被引：1，自引：0，他引：1
温泉地下水同位素特征对确定断裂带地下水来源、循环过程和断裂带活动性至关重要。为了确定青藏高原东缘温泉的地下水同位素特征和流体来源本研究采集了鲜水河-安宁河断裂带上温泉水、冷泉水、河流和积雪融水等样品,进行了氢氧稳定同位素和水化学组分测定,并进行了同位素特征的对比研究。分析结果表明,温泉水体δ18O变化范围为-19.04%~-12.71‰,平均值为-16.42‰;δ2H变化范围为-144.07‰~-88.63‰,平均值为-122.37‰。河水的δ18O变化范围为-15.90‰~-10.85‰,平均值为-13.86‰;δ2H变化范围为-118.21‰~-71.12‰,平均值为-98.99‰。康定冷泉δ18O和δ2H分别为-13.66‰和-106.74‰。道孚积雪融水的δ18O和δ2H分别为-10.27‰和-65.41‰。不同类型水体样品氢氧稳定同位素组成主要分布在全球和区域大气降水线上表明了大气降水成因,缺少明显的氧同位素漂移特征。不同类型水体同位素值差异较大显示出温泉与河水、积雪融水之间补给来源的不一致性。温泉同位素值具有明显的同位素高程效应,鲜水河-安宁河断裂带上氧同位素高程效应为-0.23‰/100m,氢同位素高程效应为-1.95‰/100m。温泉氧同位素漂移与相关离子比值、Na-K-Mg三角图、Li和Sr元素等指标表明研究区域大部分温泉的水岩作用强度弱。氢氧稳定同位素特征、水岩作用特征和循环深度揭示出温泉的成因为远距离大气降水运移补给地下水,地下水在地下热储层加热后通过断裂上升到地表形成温泉,这为认识青藏高原东缘地热水循环、断裂带活动性与演化特征提供了依据。 相似文献