中国南海ODP1148站位岩芯环境磁学研究及其对天然气水合物的指示意义

发布时间：2020-06-10 02:08

【摘要】：天然气水合物是一种拥有巨大潜力的新型能源，其与油气成藏、海底矿产和海洋环境等均有一定联系，因此日益受到科学界的密切关注。中国的南海北部区域位于被动大陆边缘，渐新世末断裂活动强烈，而晚中新世以来构造活动贫乏，这为天然气水合物的形成与储藏创造了良好的地质环境。含天然气水合物的沉积物的磁化率等磁学性质与甲烷厌氧氧化反应(AOM)、甲烷通量，及硫酸盐-甲烷界面（SMT）状况及其所在深度密切相关，因此通过磁学技术可间接识别天然气水合物。本文对ODP184航次1148站位A孔岩芯（261.79～715.48mcd）的508块样品开展环境磁学和岩石磁学研究，探讨南海北部陆坡区域天然气水合物的蕴藏条件及赋存的可能性。岩芯的磁性变化特征表明，沉积物中的磁性颗粒的粒径随着深度的增加逐渐变粗，由细粒单畴到假单畴最后向多畴转变，亚铁磁性矿物的含量也逐渐减少，深部出现顺磁性矿物。根据所采样品的磁化率（X）、饱和等温剩磁（SIRM）及非磁滞剩磁（ARM）等数据，在400～475mcd深度区间内，各种磁学参数经历了由降低-稳定于低值-升高的变化过程。对照水合物含量曲线，可以看到，水合物含量曲线与磁学参数表现出反相关的特性，在深度410mcd之上，水合物含量处在较低的水平上，含量相对稳定，在深度410mcd之下，水合物含量急剧升高。磁化率随温度变化曲线及等温剩磁获得曲线等参数表明，浅部铁氧化物等磁性矿物占主导地位，深部铁硫化物等磁性矿物占主导地位，中部兼有铁氧化物与铁硫化物的特征，显示了由浅到深的氧化环境向还原环境的转换。本文研究表明磁学参数能够很好的与地球化学等参数相对照，指示了海底沉积物中化学环境的变化及412～450mcd附近硫酸盐—甲烷转换界面的存在，暗示了南海北部陆坡区域被动大陆边缘天然气水合物的存在。
【图文】：

磁化率,沉积物,界面关系,岩性剖面

1 08CF7岩芯沉积物磁化率变化及岩性剖面(a)和阿根廷大陆坡沉积物磁化率与硫甲烷转换界面关系(b)（引自陈忠，2010）强还原环境中，生物族群聚集促生了铁氧化物和铁硫化物。也有可能铁土释放出来作为电子受体，使得铁氧化物如磁铁矿被溶解，铁硫化物lie et al.,1990)。铁硫化物胶黄铁矿和磁黄铁矿是亚铁磁性矿物，所以可磁学技术所检测。来自ODP146、164、204航次沉积物岩石磁学研究表水合物的存在被由单畴胶黄铁矿组成的亚铁磁性矿物总含量的增加所可以被磁滞参数的比例(Mrs/Ms):(Hcr/Hc)，即DJH所测量。研究表明合物区间基部磁滞参数DJH急剧降低（Musgrave et al.,2006；Housen e1996）。Housen(1996)等对ODP146航次Cascadia边缘的892站位的水合物层进行特征研究，作者运用DJH和DS两个指标结合矫顽力、剩磁和磁化率等，指出BSR，BHSZ附近沉积物中磁性矿物类型，颗粒大小及富集程度

天然气水合物,样品,图纹,稳定层

大量聚集的天然气水合物和散布的天然气水合物样品 IRM@0.9T/X 和 X 的然气水合物稳定层（GHSZ）的显示有黑斑图纹的样品；C）位于 GHSZ 之标注了 IRM@0.9T/X 和 X 的比值区域：低于 15 kA/m（磁铁矿为主的样品15～30 kA/m（磁黄铁矿和胶黄铁矿混合物样品，3a 类），，30～60 kA/m（品，3b 类），和大于 60 kA/m（含有磁黄铁矿的样品，3c 类）（引自 Larrasal.，2007）。ing（2005）等在阿根廷大陆边缘海域海底以下几米深处发现浅层换层（SMT），通过对 Geo B6229 站位的岩芯沉积物进行磁性参数度、剩余饱和磁化强度、磁化率、ARM 和 IRM）的分析表明（图部的过渡区（3.5～4.2 米），和硫化物带，以及硫化物带下部的过.1 米），磁性特征呈现了很强的梯度。在硫酸盐-甲烷转换带上，磁
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P738.3;P618.13

【参考文献】