南海东北部水合物分解演化史揭示

2021.01.28 中国矿业新闻网

记者近日获悉，中国地质调查局广州海洋地质调查局实验测试研究所教授级高级工程师陈芳牵头的团队，通过对南海天然气水合物钻探岩心沉积物开展系统研究，在水合物分解的地球化学记录、水合物演化、触发机制及生物环境方面取得了系列研究进展。

一是开展天然气水合物分解的触发机制研究，证实了南海北部冷泉碳酸盐岩确实与水合物有关，提出温度对水合物稳定性影响更大等新认识，首次提供了高海平期存在强烈甲烷渗漏活动的证据。据悉，天然气水合物在海洋沉积物中处于动态的平衡状态，极易因温度和压力的变化而分解，释放大量的甲烷至海水甚至大气中。因此，了解其触发机制对于资源和环境调查尤为重要，也是目前水合物研究最受关注的热点问题之一。

二是揭示了南海东北部二十万年以来较为完整的水合物分解演化历史。南海东北部二十万年共发生了三大期的甲烷渗漏事件：第一期和第三期的甲烷渗漏强度较小，主要局限于沉积物中，对海洋环境影响微乎其微；第二期规模极大，大量的甲烷向上渗漏至海水中，极大影响了海洋环境。研究首次提出了天然气水合物分解可能导致海底局部的硫化环境。

三是建立起新的水合物分解事件识别指标。研究人员在含水合物钻孔岩心的沉积物和碳酸盐岩样品中发现了多层微量元素钼（Mo）的强烈富集，推断其与天然气水合物分解释放的甲烷厌氧氧化作用有关。由于Mo在地质样品中所赋存的硫化物易于保存，因此，Mo作为有效的地球化学指示剂，能够更好地用于示踪地质历史时期中甲烷渗漏的强度和大规模的水合物分解事件。

四是对天然气水合物释放与海底生物关系取得新认识。研究团队对南海北部深水洋流途经海域的天然气水合物异常区钻探站位采集到的冷水珊瑚、冷泉碳酸盐岩进行了鉴定，对其矿物、元素、稳定同位素进行测试和研究，发现南海冷水珊瑚的形成是在洋流作用下多种因素作用的结果。

此外，研究拓展了南海北部海底洋流、冷泉流体的环境效应研究视域。研究团队还首次在晚第四纪沉积中发现底栖和浮游有孔虫碳同位素值同时出现这一极低值事件，对解释陆坡甲烷气释放能否贯穿上层海水及有孔虫碳同位素负偏因素具有研究意义，对资源勘探及古海洋环境研究具有重要价值。（邓义楠）