论文部分内容阅读
南海北部陆坡是我国已圈定的高甲烷含量异常区，是天然气水合物赋存的有利区域，也是典型的冷泉活动区。本研究选取神狐海域2007年水合物钻探区Site6A站位(7.69m)、东沙海域甲烷异常区973-2站位(6.73m)及973-4站位(13.75m)岩心样品，分析了底栖有孔虫群落、同位素特征、沉积物总碳(TC)、总有机碳(TOC)、总硫(TS)、碳酸钙(CaCO3)及主微量元素特征，并挑选了3个站位沉积物中的浮游有孔虫Neoglobaquadrina dutertrei进行加速器质谱仪碳14(AMS14C)定年，试图了解这两个区域晚末次冰期以来甲烷喷溢活动对沉积物及其中有孔虫属种分布造成的影响。临近站位孔隙水数据表明，东沙海域有较浅的硫酸盐甲烷还原界面(SMI)深度（10m以内）和较大的甲烷通量，神狐海域的SMI深度相对较深(25m)。因此本次研究中Site6A站位可能未受甲烷活动的影响，而九龙甲烷礁附近973-2及973-4站位则可能记录历史时期甲烷喷溢事件。 Site6A岩心中底栖有孔虫连续分布，优势属种突出，丰度、分异度波动明显。沉积物底界年龄为MIS3期约50ka BP，全新世沉积速率最高，为13.37cm/ka，在MIS2期可能存在由水合物分解导致的地层缺失。有孔虫氧碳同位素特征及群落特征结果显示该海域沉积环境氧化还原状况未发生较大改变。通过对具有特殊生态意义的底栖有孔虫Uvigerina、Cibicidoides、Bulimina的相对丰度分析，结合似瓷质壳体百分含量及浮游有孔虫碳同位素，得出在末次冰期40ka BP东亚夏季风增强带来大量降雨，陆表径流量增大导致古生产力增加的结论。12-17ka的古生产力高值可能与增强的冬季风携带大量陆源碎屑沉积有关，使得北大西洋低温、低氧、高营养盐的水团对该站位影响更大。 南海北部九龙甲烷礁附近海域有大量似海底反射波(BSR)及自生碳酸盐岩，这些特征是过去或当前发生甲烷喷溢活动的有效指示。973-4岩心中优势属种突出，群落特征变化明显，结合AMS14C定年资料，识别了三个底栖有孔虫演化阶段。岩心下部阶段Ⅰ中底栖有孔虫丰度低、分异度低，耐受富含CH4和H2S的毒性环境属种含量较高，与冷泉环境群落特征相近，而上部特征则逐渐接近非冷泉环境。973-2岩心底栖有孔虫分布不均匀，下部整体偏少。其群落组成、BFOI及沉积物主微量元素特征等指示岩心下部沉积环境为低氧至硫化环境，上部含氧量升高。分别指示古生产力、有机质含量及陆源输入的Ba、Br、Ti元素被证实对CaCO3含量几乎没有贡献，因此岩心下部碳酸钙含量的异常高值表明可能源于自生碳酸盐岩。400cmbsf以下TS含量较高则推测与甲烷氧化反应有关。Mo元素在岩心下部出现多个富集条带，这与甲烷活动密切相关。综合以上两个岩心沉积特征，推测研究区自MIS3期以来发生了多期甲烷喷溢事件，973-2记录了甲烷喷溢后期活动影响，973-4记录了自MIS3期以来更多期次的甲烷喷溢活动。甲烷喷溢事件主要集中在末次冰期，其中甲烷厌氧氧化反应(AOM)及有氧氧化反应交替发生。海平面下降可能为主要诱因，末次盛冰期(LGM)以来，随海平面上升，甲烷喷溢活动逐渐减弱。