海底沉积物孔隙水钡循环对天然气渗漏的指示.pdf

第 22 卷第 1 期 地球科学进展 Vol.22　 No.1 2007 年 1 月 ADVANCES IN EARTH SCIENCE Ja n.，2007 文章编号：1001-8166 （2007 ）01-0049-09 * 海底沉积物孔隙水钡循环对天然气渗漏的指示 冯　东1，2，3 ，陈多福1，2 （1.中国科学院广州地球化学研究所边缘海地质重点实验室，广东　广州　510640 ；2.中国科学院 广州天然气水合物研究中心，广东　广州　510640 ；3 .中国科学院研究生院，北京　100049 ） 2 ＋ 摘　要：冷泉流体的渗漏活动强烈地影响着海底沉积物孔隙水钡循环。冷泉流体中的 Ba 向上扩 散与孔隙水硫酸盐反应，在硫酸盐— 碳氢化合物转化带（ SHT ）之上沉淀重晶石。随着沉积物的埋 藏，先前沉淀的重晶石被埋藏于 SHT 之下的硫酸盐亏损带，将发生溶解，溶解的钡向上 扩散，在 2 ＋ SHT 之上再次沉淀重晶石。当体系中向上扩散的 Ba 超过埋藏的重晶石中的钡时，在剖面上形成 “钡锋”。向上渗漏的碳氢化合物（甲烷为主）通量控制了 SHT 的深度，二者之间存在很好的地球 化学耦合关系，从而，可以用“钡锋”来评价天然气渗漏活动的特征。在总结和分析国际海底冷泉 渗漏活动区沉积物孔隙水的甲烷和钡循环的研究进展基础上，综述了海底沉积物孔隙水钡循环对 现在和过去天然气渗漏的指示，总结了渗漏成因重晶石的地质和地球化学特征。 关　键　词：天然气渗漏；甲烷循环；钡循环；重晶石；硫酸盐— 碳氢化合物转化带 中图分类号： P618.13 　　　文献标识码：A 洋的钡循环［8］。 1　引　言 甲烷缺氧氧化在海相沉积物孔 隙水 中非常普 大陆边缘海底沉积物中蕴涵了大量碳氢化合物 遍，它在海底缺氧带内以硫酸盐为氧化剂，通过微生 （主要是甲烷），他们以天然气水合物，溶解气和游 物氧化以甲烷为主的碳氢化合物，并在海底浅表层 离气的方式存在，与海水之间形成相互交换的开放 形成硫酸盐— 碳氢化合物转化带（ Sulfate- Hydrocar- 体系。海洋沉积物中不同相态的天然气（水 合物， bon T ransition ， SHT ）， SHT 之上亏损碳氢化合物，之 ［9］ 2 ＋ 溶解气和游离气）的丰度和分布取决于压力、温度、 下亏损硫酸盐 。富含 Ba 的冷泉渗漏 流体向上 ［1，2］ 盐度和气体浓度等因素 。因此，陆坡 和大陆架 扩散