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海洋地质与第四纪地质2025年第06期:冲绳海槽中北段海底冷泉活动岩石记录与过程研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王琛;李昂;杨金秀;孙治雷;徐翠玲;赵丽;刘坤一;

单位:中国石油大学(华东)地球科学与技术学院;自然资源部海洋甲烷监测工程技术创新中心中国地质调查局青岛海洋地质研究所;

摘要:冷泉碳酸盐岩是保存冷泉活动和海洋沉积环境信息的可靠地质档案,其矿物和元素特征可以有效保存过去冷泉活跃时期流体来源和组成、渗漏强度及氧化还原条件等信息。中国东海冲绳海槽广泛发育冷泉,然而,该海域目前对冷泉碳酸盐岩记录的活跃时期环境变化的了解还不充分。本研究以冲绳海槽中北段“观山”冷泉活跃区碳酸盐岩结壳为研究对象,系统开展了矿物学、元素和同位素地球化学研究,旨在揭示研究区冷泉碳酸盐岩形成时的环境条件。研究发现,该冷泉碳酸盐岩结壳主要由文石(平均含量58.3%)组成,所有碳酸盐岩样本均具有δ~(13)C中等偏负(–40.4‰~–28.4‰)、δ~(18)O高度富集(4.0‰~5.8‰)的特征,指示冷泉碳酸盐岩的碳源为热成因甲烷,且研究区甲烷渗漏通量较大。“观山”区冷泉碳酸盐岩形成是由靠近海底硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化作用(SD-AOM)所致。天然气水合物的分解增强了冷泉活动,导致自生碳酸盐岩矿物形成于海底浅层相对氧化的环境中。稳定碳、氧同位素以及稀土元素配分模式等地球化学指标,为建立不同类型冷泉碳酸盐岩的形成模式提供了重要的参考依据。

关键词:自生碳酸盐岩;;地球化学;;环境重建;;冷泉;;冲绳海槽

基金资助:自然科学基金项目“冲绳海槽中北段海底甲烷多期次渗漏演化历史与触发机理研究”(42376069),“琼东南海域天然气水合物稳定域陆向尖灭边界处的甲烷运聚过程与机理研究”(42476070);; 泰山学者青年专家项目(TSQN202408292);; 天然气水合物勘探开发国家工程研究中心开放基金课题(NERCY[202401]);; 地质调查项目(20240301805)