南海北部陆坡NH-1孔沉积物中碳酸盐碳同位素特征及其地球化学意义

源于深部天然气藏渗漏或天然气水合物分解释放的甲烷,可导致海洋沉积物中生成δ13C明显负偏的碳酸盐矿物.对NH-1孔沉积物样品的碳酸盐含量、全岩碳酸盐及生物碳酸盐δ13C、有机碳含量等参数进行了分析.结果表明:沉积物中碳酸盐含量较高(平均6.90%);全岩碳酸盐δ13C(-6.09‰～-0.48‰)与正常海相碳酸盐相比明显负偏;浮游有孔虫(G.rube)壳体碳酸盐δ13C(-0.834‰～0.004‰)明显低于正常值.结合海域的地质特点,认为这很可能是沉积物中较高甲烷通量背景条件下自生碳酸盐的形成所导致的.有机碳、氮数据与全岩碳酸盐δ13C的相关性分析指示了有机质也可能是全岩碳酸盐δ13C偏低的根源之一.因此,NH-1孔碳酸盐碳同位素特征是较高甲烷通量背景下甲烷缺氧氧化-硫酸盐还原及有机质缺氧氧化-硫酸盐还原等地球化学过程的综合反映.全岩碳酸盐δ13C含量可用于指示沉积物中自生碳酸盐矿物及较高甲烷通量的存在.     

胶州湾李村河口区沉积物酸可挥发硫化物的环境响应

酸可挥发硫化物（AVS）是沉积物中的单硫化二价金属部分，是研究碳循环与硫循环的重要介质。从AVS的控制因素入手，对青岛市胶州湾李村河口区4个沉积柱状样中的AVS和有机质与活性铁含量进行了科学检测，探讨了其环境响应特征。结果表明，该区沉积物中的AVS含量较高（198．41μmol／g），与一些热带港湾的富硫酸盐含量接近，这与该区的高有机质、高沉积速率和高活性铁含量相关。沉积环境是控制AVS含量的内因，不同的沉积环境能够导致AVS生成的制约因素发生变化，近河口区的AVS生成受到活性铁含量的制约，而远离河口区则受到有机质含量的制约，其制约能力从高到低的排列顺序为有机质含量与来源、活性铁含量、氧化还原电位、沉积速率、硫酸盐含量。另外，由于近河口处的高AVS含量及活性铁的控制，导致AVS成为重金属的主要附存方式，这将为重金属的再循环（毒性）研究提供重要的参考依据。     

南海北部陆坡NH-1孔沉积物中自生硫化物及其硫同位素对深部甲烷和水合物存在的指示

海洋沉积系统中较高的甲烷浓度和通量是水合物形成的重要物质基础. 向上迁移扩散的甲烷在硫酸盐-甲烷交接带(SMI)与硫酸盐反应生成硫化物矿物. 保存在沉积物中的自生硫化物及其硫同位素可以用来有效地指示甲烷通量和SMI深度, 进而指示深部水合物形成或存在的可能性. 通过对中国南海北部陆坡水合物可能存在区域NH-1孔柱状样岩芯沉积物中硫化物及其硫同位素的研究发现: (1) 沉积物中黄铁矿含量较高, 矿物颗粒较大; (2) 沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)峰值(>2 μmol/g)最浅深度位于437.5 cm, 大于自生黄铁矿相对富集的深度(141.5~380.5 cm); (3)在262.5~380.5 cm间沉积物中自生黄铁矿中硫同位素δ³⁴S具有显著的正异常值(最大+15‰), 其他深度均为数值稳定的负异常; (4) δ³⁴S正异常出现在自生黄铁矿相对富集区. 与Jorgensen等对黑海沉积物硫化物的研究结果相比较, 这些特征表明研究区域的SMI下边界深度为(或曾经在)437.5~547.5 cm, 反映了向上迁移扩散的甲烷通量具有(或曾经具有)异常高值. 这一结论与蒋少涌等通过孔隙水硫酸盐梯度和刘坚等通过顶空气甲烷异常在研究区邻近海域所获得的结果相吻合. 表明研究区海域深部形成或赋存水合物的可能性很大. 沉积物中自生硫化物及其硫同位素可用作寻找水合物有效的地球化学指标之一.     

胶州湾李村河口区沉积物酸可挥发硫化物的环境响应

酸可挥发硫化物(AVS)是沉积物中的单硫化二价金属部分,是研究碳循环与硫循环的重要介质.从AVS的控制因素入手,对青岛市胶州湾李村河口区4个沉积柱状样中的AVS和有机质与活性铁含量进行了科学检测,探讨了其环境响应特征.结果表明,该区沉积物中的AVS含量较高(198.41 μmol/g),与一些热带港湾的富硫酸盐含量接近,这与该区的高有机质、高沉积速率和高活性铁含量相关.沉积环境是控制AVS含量的内因,不同的沉积环境能够导致AVS生成的制约因素发生变化,近河口区的AVS生成受到活性铁含量的制约,而远离河口区则受到有机质含量的制约,其制约能力从高到低的排列顺序为有机质含量与来源、活性铁含量、氧化还原电位、沉积速率、硫酸盐含量.另外,由于近河口处的高AVS含量及活性铁的控制,导致AVS成为重金属的主要附存方式,这将为重金属的再循环(毒性)研究提供重要的参考依据.