南海北部神狐海域Site 4B站位沉积物的地球化学特征及其对甲烷渗漏的指示意义

论文摘要

海底甲烷渗漏对油气资源勘探以及全球气候变化的研究具有重要意义。南海是我国天然气水合物资源的重要储库,通过研究南海海底浅表层沉积物地球化学信息来反演甲烷渗漏历史,对我国天然气水合物的研究意义重大。前人对南海北部神狐海域Site 4B站位海底浅表层沉积物岩性、结构构造、黄铁矿的硫稳定同位素和TOC含量进行了研究,认为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,本文对南海北部神狐海域Site 4B站位（水深970 m,岩芯柱总长300 cm）岩芯沉积物的元素地球化学特征、沉积物中Mg/Ca和Sr/Ca的变化规律、自生碳酸盐矿物的分布特征、沉积物的粒度及元素相关性分析进行了综合讨论,得到以下几点认识:（1）通过分析该站位岩芯沉积物的稀土元素地球化学特征,认为该站位沉积物来源以陆源碎屑物质为主,陆源碎屑混合度高,慢源火山物质以及生源物质含量较少,且该站位沉积物来源稳定,在地质历史时期未发生较大变动;（2）对该站位沉积物氧化还原敏感元素的研究表明0～70 cm层位,研究区沉积环境为缺氧环境;在约186 cm层位,研究区沉积环境为硫化环境;其他层位处于相对氧化的沉积环境;（3）研究表明,可以利用研究站位沉积物中Mg/Ca、Sr/Ca比值来指示甲烷渗漏生成的高镁方解石和文石含量,从而识别甲烷渗漏事件;（4）在已知样品沉积物各层位Mg/Ca、Sr/Ca 比值的条件下,利用Bayon模型,得到了样品沉积物各层位高镁方解石、文石、生物成因方解石以及碎屑物质的含量随深度变化规律,结合该站位沉积物岩性、结构构造、黄铁矿的硫稳定同位素和TOC含量、稀土元素地球化学特征、微量元素地球化学特征、粒度特征以及元素相关分析,认为Site 4B站位在15.78 ka B.P.之前发育有泥火山活动,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,在24.15 ka B.P.、27.47 ka B.P.、31.05 ka B.P.三个时期,研究站位具有相对较高的甲烷渗漏速率,且在31.05 ka B.P时期,甲烷渗漏速率达到最大值。在冷泉背景下,海底浅表层沉积物较碳酸盐岩更易获取,通过分析海底浅表层沉积物的地球化学信息,来反演甲烷渗漏历史,十分便利,对于全球天然气水合物资源的勘探与研究、全球气候变化研究以及地球生命的起源与演化都具有重要意义,应用前景广阔。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 甲烷渗漏国内外研究进展
•     1.2.2 南海北部神狐海域甲烷渗漏研究进展
•   1.3 存在问题
• 2 区域地质概况
•   2.1 南海区域地质概况
•   2.2 南海北部区域地质概况
•   2.3 神狐海域白云凹陷区域地质概况
• 3 样品与分析方法
•   3.1 样品采集与处理
•   3.2 分析和测试
•     3.2.1 沉积物粒度分析
•     3.2.2 沉积物矿物组成分析
•     3.2.3 沉积物主量元素分析
•     3.2.4 沉积物微量元素及稀土元素分析
• 4 结果
•   4.1 沉积物平均粒径
•   4.2 矿物组成
•   4.3 主量元素
•   4.4 稀土元素
•   4.5 微量元素及TOC含量
• 5 讨论
•   5.1 Site 4B沉积物稀土元素特征
•   5.2 Site 4B站位硫化环境特征
•     5.2.1 氧化还原敏感元素比值对沉积环境的指示
•     5.2.2 氧化还原敏感元素与总有机碳相关性对沉积环境的指示
•   5.3 Site 4B沉积物粒度特征
•   5.4 元素相关性分析
•   5.5 Site 4B沉积物的自生碳酸盐识别
•   5.6 地球化学指标对甲烷渗漏的指示意义
• 6 总结与展望
•   6.1 研究成果
•   6.2 有待进一步解决的问题
• 参考文献
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王竣雅

导师: 楼章华,陈雪刚

关键词: 甲烷渗漏,自生碳酸盐,元素地球化学,南海,天然气水合物

来源: 浙江大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 海洋学,海洋学,地质学,石油天然气工业,新能源

单位: 浙江大学

分类号: P744.4;P736.41

总页数: 81

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