南海北部水合物区HD109站位沉积物及孔隙水特征对甲烷渗漏的响应:来自元素和钡同位素的记录

作     者：朱碧 艾鑫宇 葛璐 杨涛 ZHU Bi;AI Xinyu;GE Lu;YANG Tao

作者机构：河海大学地球科学与工程学院地球关键带研究所 南京大学内生金属成矿机制研究国家重点实验室 

出 版 物：《地质学报》 (Acta Geologica Sinica)

年 卷 期：2024年第98卷第9期

页      面：2607-2618页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(编号41873011)资助成果 

主　　题：甲烷渗漏 Ba同位素 硫酸盐-甲烷转换带 南海北部 

摘      要：甲烷渗漏活动及甲烷厌氧氧化作用（AOM）不仅导致特定自生矿物的形成,更会引起沉积物-孔隙水体系中元素和同位素组成的变化。本研究对南海北部水合物赋存区HD109站位开展了沉积物-孔隙水的Ba同位素及微量元素特征研究,综合分析了沉积物-孔隙水的氧化还原敏感元素（Mo、U）、Ba及Ba同位素特征对古今硫酸盐-甲烷转换带（SMTZ）及甲烷渗漏事件的指示。HD109站位孔隙水元素变化特征显示了清晰的地球化学分带,由上至下包括Fe-Mn还原带、硫酸盐还原带和硫酸盐-甲烷过渡带。沉积物Ba元素特征显示现今SMTZ上方有较为明显的钡峰发育,沉积物浅部Mo、U富集层位及相邻层位Ba/Al特征综合指示了浅部古钡峰及古SMTZ的存在,代表沉积历史上甲烷渗漏通量较高事件。孔隙水δ138/134Ba普遍高于海洋颗粒钡及碎屑钡的δ138/134Ba值,反映了沉积物中成岩重晶石溶解的贡献,其中,现代钡峰附近孔隙水具有明显的δ138/134Ba峰值,显示孔隙水δ138/134Ba对自生重晶石沉淀过程有较显著的响应。