南海北部神狐海域浅表层沉积物中自生黄铁矿及其泥火山指示意义-论文.pdf

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1、中国科学：地球科学2013年第43卷第3期：351-359<中国科学>杂志社www．scichina．comearth．scichina．comSCIENCECHINAPRESS南海北部神狐海域浅表层沉积物中自生黄铁矿及其泥火山指示意义谢蕾①⑦，王家生①②，吴能友④④，邬黛黛③④，王舟②，朱小畏④⑤，胡军②，陈洪仁②，林杞②①生物地质与环境地质国家重点实验室，武汉430074；②中国地质大学(武汉)地球科学学院，武汉430074；③中国科学院广州能源研究所，广州510640；④中国科学院广州天然气水

2、合物研究中心，广州510640；⑤中国科学院广州地球化学研究所，广州510640联系人，E．mail：{s．wang@cug．edu．cn收稿日期：2012—04．28；接受日期：2012．08．09国家重点基础研究发展计划(编号：2009CB219506，2011CB808805)、国家自然科学基金(批准号：41172102，41003010)、国家自然科学基金委广东联合基金(编号：U0933004)~I南海天然气水合物成矿理论及分布预测研究子课题(编号：GZH201100305—06-03)资助

3、摘要南海北部神狐海域浅表层沉积物柱状样Site4B中发育异常分布的自生黄铁矿，根据关键词沉积物岩性、结构构造、黄铁矿的硫稳定同位素和TOC含量，发现岩芯柱样约1m深度存在黄铁矿分布明显的沉积间断界面，自生黄铁矿仅分布在1m以下的沉积物中，主要为棒状和有孔虫填充硫同位素状，且存在3个异常富集层．黄铁矿含量与沉积物中有机质的含量之间无明显相关性．黄铁矿浅表层沉积物的硫同位素值S介于_41．69％。~一49．16％。CDT，是硫酸盐还原作用和硫歧化作用的共同产神狐海域物．研究认为Site4B站位地处南海北

4、部泥火山发育的有利区域构造背景，泥火山作用所带来的深部甲烷等烃类气体影响了沉积物中硫酸盐还原作用的强度和自生黄铁矿形成的数量．深部甲烷等气体含量随泥火山活动的间歇式变化可能导致了岩芯沉积物中自生黄铁矿数量的不均匀分布．海洋沉积物中自生黄铁矿及其分布特征是指示用和HCO3-离子及HS一离子的产生，同时伴随有碳、海底油气和天然气水合物藏演化的重要标志之一【1]硫稳定同位素的分馏，产生了34S亏损的硫化物，并自生黄铁矿是海洋沉积物中常见的白生矿物之一，使残留在海水中的硫酸盐相对富集S[9”．HS一与孔广泛

5、发育于现代及地史时期缺氧环境下沉积记录隙水中的铁离子或沉积物中的碎屑铁矿物反应，生中【】，其成因通常被认为与硫酸盐还原菌(BSR，成亚稳定态过渡产物铁硫化物，并最终转化为弘S亏bacterialofsulphatereduction)作用下硫酸盐的还原过损的黄铁矿【l．程有关．该过程伴随着有机质或甲烷的厌氧氧化作南海北部陆坡沉积物中自生黄铁矿被认为与独中文引用格式：谢蕾，王家生，吴能友，等．南海北部神狐海域浅表层沉积物中自生黄铁矿及其泥火山指示意义．中国科学：地球科学，2013．43：351-359

6、英文引用格式：XieL，WangJS，WuNY，eta1．CharacteristicsofauthigenicpyritesinshallowcoresedimentsintheShenhuareaofthenorthernSouthChinaSea：Implicationsforapossiblemudvolcanoenvironment．ScienceChina：EarthSciences，2013，56：541—548，doi：10．1007／s11430．012．4511．3谢蕾等：南海北

7、部神狐海域浅表层沉积物中自生黄铁矿及其泥火山指示意义特的构造背景、高沉积速率和高有机质含量关系密切~2们．陆红锋等根据南海东北部海域连续沉积的浅表层沉积物中黄铁矿含量的变化带作为沉积物缺氧成岩作用的记录，用以划分相对稳定的地质系统中沉积地层．然而，南海北部陆坡构造背景复杂，发育有泥火山．泥底辟、海底扇、浊积扇、滑塌体以及断层一褶皱体系等构造活动Ⅳ2．这些构造活动不仅影响正常的海洋沉积，造成沉积体的不连续，而且造成海底沉积物中流体活动的强度及其氧化还原条件的变化，进而影响沉积物中自生黄铁矿的形成数量和

8、分布特征．除自生碳酸盐岩及碳同位素外，沉积物中硫的自生矿物及其同位素特征也记录着沉积物系统中独特的地球化学特征，该特征对间接指示海洋油气和天然气水合物分解产生的烃渗漏及其地球化学过程有重要意义．蒲晓强等【6】通过对南海北部陆坡沉积物中的自生硫化物及其硫同位素的研究，有效地指示该研究区甲烷通量和SMI(sulphateandme—图1Site4B站位地理位置thaneinterface)深度，进而指示深部水合物形成或存修改自蒲晓强等在的可能性．在海底没有广泛冷泉碳酸盐岩