南海神狐海域Site 4B沉积物地球化学特征及其对甲烷渗漏的指示意义

前人对Site 4B站位海底浅表层沉积物的研究显示该站位历史上可能存在甲烷渗漏事件。为研究该站位的甲烷渗漏历史,分析了Site 4B站位柱状沉积物的元素地球化学特征,及沉积物中Mg/Ca和Sr/Ca比随深度的变化规律以及自生碳酸盐矿物的分布特征。元素相关性分析表明:研究区Ca、Sr等碳酸盐相关的元素极有可能来自于与甲烷渗漏有关的自生碳酸盐。结合沉积物的粒度特征,认为Site 4B站位在15.78 ka B.P.之前泥火山活动造成甲烷渗漏,且甲烷渗漏速率具有增大—减小的周期性变化特点。研究站位在24.15 ka B.P.、27.47 ka B.P.、31.05 ka B.P.具有相对较高的甲烷渗漏速率,且在31.05 ka B.P.达到最大值。研究结果对探明南海北部的甲烷渗漏历史具有重要的意义。     

洞穴次生碳酸盐沉积的Mg/Ca与Sr/Ca比值研究进展——兼论洞穴次生沉积物Mg/Ca与Sr/Ca的影响机制

微量元素是岩溶洞穴沉积中非常重要的一类古气候环境替代指标,为近20年来国内外的一个研究热点。总结前人的研究,主要取得了以下一些重要认识:（1）洞穴上覆土壤 和围岩是洞穴次生碳酸盐沉积Mg、Sr的主要来源;（2）Mg/Ca与Sr/Ca能够指示气候环境变化,但需结合其它指标综合考虑。（3）洞穴次生碳酸盐沉积Mg/Ca与Sr/Ca受多种气候环境因素（包括土壤和围岩的组成和性质、水-岩相互作用、先期碳酸盐沉积、分配系数等）影响,其古气候环境指示意义具有多解性;（4）矿物结晶作用对Mg/Ca与Sr/Ca有一定的影响,特别是文石在向方解石转变的过程中容易丢失Mg、Sr,此外,杂质的混入也将抑制Mg、Sr进入方解石,从而引起洞穴次生碳酸盐沉积Mg/Ca与Sr/Ca比值的变化。今后应进一步加强对石笋中这些微量元素的影响机制研究,尤其是对一些影响因素与微量元素含量变化之间的定量关系进行探讨。      

Sr/Ca,Mg/Ca:珊瑚岛鸟粪沉积的物源指示计*

文章尝试用Sr/Ca,Mg/Ca比值作物源指示计,区分了珊瑚岛屿受到海鸟粪影响的湖泊沉积物中鸟粪、珊瑚砂、植物这几种主要的环境介质对沉积物的相对贡献,据此恢复1800年来西沙群岛东岛海鸟数量变化和植被演化的历史。结果表明,东岛海鸟数量的变化历史可划分为潜伏期、增长期、稳定期和衰退期4个阶段,历史时期东岛海鸟生态系统的建立和发展与岛屿植被的演变有着密切的联系。研究获得的方法和初步结论为进一步开展西沙岛屿海鸟数量变化、植被演化的广泛对比并探讨与气候变化、人类活动的相互联系提供了基础。     

南海北部甲烷渗漏系统环境变化的碳、氧同位素记录

冷泉碳酸盐岩记录了甲烷渗漏活动和流体组分随时间的变化过程,对示踪冷泉系统沉积环境变化具有非常重要的意义.对南海北部获取的冷泉碳酸盐岩进行了碳、氧同位素剖面研究,并对南海北部冷泉碳酸盐岩的碳、氧同位素变化范围进行了统计分析.研究结果及已发表的δ13C和δ18O剖面数据表明,南海北部冷泉碳酸盐岩剖面的δ13C和δ18O之间普遍存在相关性,相关系数R2最高可达0.933 1.经统计,南海北部冷泉碳酸盐岩样品δ13C和δ18O均具有较大的变化范围,其最大变化分别为34.50×10-3和5.89%(Vienna Pee Dee Belemnite,V-PDB).冷泉碳酸盐岩δ13C和δ18O的相关性特征可能指示了初始流体的变化、后期矿物形成/重结晶作用、渗漏系统较为复杂或者成岩作用等环境变化信息.对不同碳酸盐岩样品来说,δ13C的变化主要由海水的参与程度决定,而δ18O的变化可能与温度和Mg元素参与方解石沉淀的程度有关.      

南海甲烷渗漏研究进展及其对我国南海科学钻探选址的启示

天然气水合物是极具潜力的能源资源,具有重要的战略价值,加强对天然气水合物的勘探已成为各国共识。天然气水合物只有在低温高压的条件下才能稳定存在,外部环境的变化极容易导致水合物的分解,从而引发海底甲烷渗漏。因此,研究海底甲烷渗漏事件对于天然气水合物勘探具有重要的理论和实践意义。南海作为西太平洋最大的边缘海,资源丰富,战略地位突出,是研究天然气水合物的天然实验室。甲烷渗漏活动过程的演化,以及甲烷渗漏自生矿物的成因及其与甲烷活动的关系等作为新兴的事件沉积学课题,在部分研究方向上已取得突出进展。本文总结了近年来南海沉积物甲烷渗漏事件研究取得的基本认识,主要包括：① 甲烷气体的成因和来源;② 地质学、地球化学和地球物理学等多学科、多指标识别体系;③ 甲烷渗漏通量的时间变化特征及其潜在驱动力,并指出了目前研究的亮点及局限。根据目前的研究进展,笔者提出了未来具有潜力的研究手段和可能的发展方向,同时建议将南海琼东南盆地海马冷泉区作为我国大洋钻探船未来在南海的钻探目标区。     

山西省郑庄地区浅部地下水ρ(Ca)/ρ(Sr)和ρ(Mg)/ρ(Sr)分布特征及其地热示踪意义

岩溶水中一般含有Sr^2 ,且其浓度会随着径流途径的延长而增大,在埋藏滞留区最大,相应的ρ(Ca)／ρ(sr)、ρ(Mg)／ID(Sr)值也最小。依据这一规律分析了以碳酸盐岩为热储层的郑庄地热异常区浅部地下水中ρ(Ca)／ρ(Sr)、ρ(Mg)／ρ(sr)值的分布特征,发现ρ(Ca)／ρ(Sr)、ID(Mg)／ID(sr)值异常区域与浅部地下水水温异常区域非常一致,ρ(Ca)／ρ(Sr)、ρ(Mg)/ρ(Sr)值与地下水水温呈线性关系,随着地下水水温的升高,其ρ(Ca)／ρ(Sr)、ρ(Mg)/ρ(Sr)值减小,表明ρ(Ca)／ρ(Sr)、ρ(Mg)ρ(Sr)值对岩溶型低温地热田的地热异常具有良好的示踪意义。     

习水县岩溶水系统ρ(Sr2+)、ρ(Sr)/ρ(Ca)、ρ(Sr)/ρ(Mg)分布特征及其应用

通过对流域内不同类型水取样分析,发现流经不同岩层的地下水具有不同的ρ(Sr2+)、ρ(Sr)/ρ(Ca)、ρ(Sr)/ρ(Mg)值.一般来说,流经砂岩层的基岩裂隙水ρ(Sr2+)低,而ρ(Sr)/ρ(Ca)、ρ(Sr)/ρ(Mg)值较高,当砂岩中的基岩裂隙水受到灰岩岩溶水或煤系地层水补给时,其ρ(Sr2+)、ρ( Sr...     

Mg/Ca比对微生物成因的碳酸盐矿物种类和形态的影响

研究Mg/Ca比对生物成因的碳酸盐矿物种类和形态的影响是研究各种含镁方解石形成机理的关键。本文在Mg/Ca摩尔比分别为1、2、4、6和8的条件下进行了为期55d的硫酸盐还原细菌诱导碳酸盐矿物形成的实验,利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了Mg/Ca比对碳酸盐矿物种类和形态的影响。实验结果表明:①Mg/Ca比与矿物的种类之间存在密切的关系。在Mg/Ca摩尔比较低(1和2)时仅形成高镁方解石,在Mg/Ca摩尔比为4时,形成的矿物组合为含镁方解石+高镁方解石,在Mg/Ca摩尔比为6和8时,矿物组合为高镁方解石+单水碳钙石+钙白云石;②Mg/Ca比影响矿物的生长速率。Mg/Ca比越高,晶体生长速率越快;③Mg/Ca比明显影响矿物的形态。随着Mg/Ca比的增大,矿物的形态有如下发展规律:哑铃形→花菜状→光球状→刺球状。这些研究结果将有助于探讨制约含镁碳酸盐矿物种类和形态的机制。     

南海北部珊瑚Sr/Ca和Mg/Ca温度计及高分辨率SST记录重建尝试

利用全谱直读等离子体光谱(ICPAES)的分析方法精确分析了南海珊瑚的SrCa和MgCa比值,结合实测表层海水温度(SST),标定了海南岛南部三亚海域和西沙海域两个滨珊瑚的SrCa和MgCa温度计。在此基础上,尝试对两个南海北部全新世时期的珊瑚进行SST记录重建。结果显示约540aB.P.(小冰期)西沙海域夏季月均SST较现代低约1℃,而约6500aB.P.(大暖期)海南岛三亚海域夏季月均SST则高出现代1.0～1.5℃。     

浮游有孔虫壳体Mg/Ca值--SST的替代性指标

通过对东北印度洋区MD77181和MD81349两支岩心中Globigerinoides sacculifer壳体极为精细的清洗和溶样后,由ICP—MS测试获得了近260ka以来Mg／Ca值．结果表明Mg／Ca值与δ^18O值变化趋势较为吻合,随温度的增加而升高,浮游有孔虫G．sacculifer壳体Mg／Ca值是海洋表层水温(SST)良好的替代性指标．运用函数式Mg／Ca=0．4717exp(0．0825*SST)计算表明,包括印度洋在内的中、低纬地区,LGM时期的SST与全新世的温差大于最初CLIMAP推测的2℃,很可能达到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

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。     

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

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。     

延河泉岩溶水系统Sr/Mg、Sr/Ca分布特征及其应用

山西省延河泉岩溶水系统是我国北方岩溶大泉之一。依据碱土金属比值Sr Mg、Sr Ca与矿化度关系,分析了延河泉岩溶水系统Sr Mg、Sr Ca分布规律及形成条件。从补给区到径流区、排泄区,Sr Mg、Sr Ca值逐渐增高;径流条件好,Sr Mg、Sr Ca值低;径流条件差,其值高;径流滞缓区最高。并且Sr Mg、Sr Ca值主要受径流条件控制,不受人为作用的影响。因此,Sr Mg、Sr Ca是比较理想的天然示踪剂。根据Sr Mg、Sr Ca值将延河泉岩溶水系统划分为三个子系统,即下河泉子系统(泉1、2、3、5),延河泉子系统(泉4、6),南部散泉子系统(泉7、8、9)。     

南海海泥中甲烷水合物生成特性的实验研究

在定容条件下,实验研究了甲烷水合物在含水量不同的多孔海泥中的生成特性。所使用的海泥平均孔径为12178 nm,总孔容为4997×10-2 ml/g,比表面积为16412 m2/g。所用海泥样品含水量为40%,实验的温度范围为27415~28115 K,初始生成压力范围为102~144 MPa。实验结果表明,甲烷水合物在海泥中的生成速率以及气体消耗量随着初始压力的增加而增大,随着温度的降低而增大。海泥的复杂孔隙结构能够促进水合物的成核,但会降低水的最终转化率,其作用随着温度的升高与压力的降低而增大。     

Improving SST reconstructions from coral Sr/Ca records: multiple corals from Tahiti (French Polynesia)

We reconstruct SST from coral Sr/Ca ratios measured at three coral cores taken from the lagoon of Tahiti (French Polynesia). Two coral cores were drilled from the same coral colony (one horizontally and one vertically), and a third core was drilled vertically from another coral growing at a different site. We evaluate several Sr/Ca records as proxies for regional SST variations: (1) the three single-core records from Tahiti, (2) an average Sr/Ca record computed from the two cores drilled from the same coral colony, (3) an average Sr/Ca record computed from all three Tahiti cores, and (4) an average Sr/Ca record computed from the three Tahiti cores and a fourth core taken from a different island (Rarotonga). On a monthly scale, the average Sr/Ca record including the four coral cores from Tahiti and Rarotonga shows the best correlation with regional SST. The variance of the SST reconstruction is very realistic and the residual SST is low. This suggests that reconstructing SST from average proxy records gives a better representation of regional SST variations. Of the three Tahiti cores, the one that was drilled horizontally shows the best correlation with grid-SST on an annual mean scale. All three Tahiti corals show much larger interannual SST variations than that indicated by grid-SST.     

Petroleum System in Deepwater Basins of the Northern South China Sea

The northern South China Sea margin has experienced a rifting stage and a post-rifting stage during the Cenozoic.In the rifting stage,the margin received lacustrine and shallow marine facies sediments.In the post-rifting thermal subsidence,the margin accumulated shallow marine facies and hemipelagic deposits,and the decpwater basins formed.Petroleum systems of deepwater setting have been imaged from seismic data and drill wells.Two kinds of source rocks including Paleogene lacustrine black shale and Oligocene-Early Miocene mudstone were developed in the deepwater basin of the South China Sea.The deepwater reservoirs are characterized by the deep sea channel fill,mass flow complexes and drowned reef carbonate platform.Profitable capping rocks on the top are mudstoues with huge thickness in the post-rifting stage.Meanwhile,the faults developed during the rifting stage provide a migration path favournble for the formation of reservoirs.The analysis of seismic and drilling data suggests that the joint structural and stratigraphic traps could form giant hydrocarbon fields and hydrocarbon reservoirs including syn-rifting graben subaqueous delta,decpwater submarine fan sandstone and reef carbonate reservoirs.