南海东北部陆坡天然气水合物分解释放成因的有孔虫碳同位素轻值事件

【摘要】：2013年中国地质调查局广州海洋地质调查局对南海北部实施第二次天然气水合物钻探并成功钻获可视天然气水合物实物样品,共有五个站位获取沉积物岩芯.本文对其中的GMGS2-08站位沉积物开展有孔虫同位素分析研究,以了解天然气水合物地质系统有孔虫的碳同位素特征及其对甲烷释放的响应.GMGS2-08岩芯沉积物中顶空气甲烷浓度最高达到39300μmol L~(-1),气态烃δ~(13)C值在-69.4~-72.3‰PDB,明确指示其为生物成因,根据甲烷δD测试结果(-183~-185‰SMOW)可进一步判别为CO2还原型微生物气.同位素分析结果显示GMGS2-08站位所获得的岩芯中共出现5期有孔虫碳同位素轻值事件,有孔虫δ~(13)C值明显低于南海冰期-间冰期的正常变化区间,底栖Uvigerina peregrina出现-15.85‰PDB的δ~(13)C极轻值,浮游Globigerinoides ruber的δ~(13)C值同样低至-5.68‰PDB.电镜扫描发现δ~(13)C负偏层位有孔虫壳体经历后期成岩改造被自生碳酸盐所充填,有孔虫壳体的成岩矿化程度与埋深并不相关.与有机碳的相关性计算表明有机质的厌氧氧化对底栖有孔虫的δ~(13)C组成影响微弱,意味着有孔虫的δ~(13)C异常负偏可能主要来源于甲烷厌氧氧化成因的次生碳酸盐的叠加影响.GMGS2-08岩芯记录中有孔虫δ~(13)C负异常和δ~(18)O正异常的耦合性是地质历史时期研究区天然气水合物分解释放的重要证据. 【作者单位】： 国土资源部海底矿产资源重点实验室广州海洋地质调查局;
【关键词】： 天然气水合物 碳同位素 有孔虫 南海 台西南盆地
【基金】：国家自然科学基金项目(批准号:41372012) 国家专项课题南海天然气水合物成矿理论及分布预测研究项目(编号:GZH201100305-06-02) 国土资源部海底矿产资源重点实验室开放基金项目(编号:KLMMR-2013-A-32)资助
【分类号】：P618.13;P736.4
【正文快照】： 1引言 天然气水合物是在低温、高压环境下由以甲烷为主的烃类气体分子与水分子组成的类冰结晶化合物,主要赋存于陆地永久冻土带和陆缘海洋沉积物中.全球天然气水合物蕴藏的甲烷资源总量约为2.1×1016m3,相当于全球已探明传统化石燃料碳总量的两倍(Kvenvolden,1993).当压力、

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