南海北部陆坡973-4柱沉积物中硫酸盐—甲烷转换带(SMTZ)研究及其对水合物的指示意义

摘要：

天然气水合物分解释放的甲烷向上逸散与孔隙水中硫酸盐发生甲烷厌氧氧化 硫酸盐还原反应.深海沉积物有机质氧化也可驱动硫酸盐还原反应.针对甲烷渗漏背景下硫酸盐还原的不同驱动模式,对沉积物中总有机碳、总硫、酸可挥发性硫(AVS)、δ34Spyrite及孔隙水中的SO42-等进行了测试,结果表明:①总硫在390cm、610～890cm处为0.3％～0.7％,此含量高于相邻层位;②AVS含量在表层较低,于610～868cm区间缓增至565μmol/g,898cm处AVS含量激增至9 315μmol/g;③δ34Spyrite值由浅至深逐渐增大,由-44.4‰升至17.9‰,后回落到12.6‰;④90～900cm区间的SO2-含量逐渐下降,大于900cm则SO42-含量变化不大.研究结果显示:研究区存在分别由有机质氧化和甲烷厌氧氧化驱动的2种硫酸盐还原模式;硫酸盐甲烷转换带以总硫、δ34Spyrite等指标为判定因素可分为上、下2部分;研究区SMI深度约为900cm,这一较浅的SMI预示着研究区深部可能存在天然气藏或天然气水合物藏;结合微生物研究结果发现,研究区地球化学特征和微生物的分布存在耦合现象,这对进一步研究甲烷水合物潜在区的生物地球化学循环具有一定的意义.

关键词：硫酸盐—甲烷转换带、硫同位素、酸可挥发性硫、黄铁矿、生物地球化学循环

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分类号：TE132.2(石油、天然气地质与勘探)

资助基金：国家自然科学基金编号:40976035;41276046;“973”计划“我国天然气水合物富集规律与开采基础研究”编号:2009CB21951联合资助.

在线出版日期：2015-02-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1811-1820