摘 要: | 我们研究了有机质降解、甲烷厌氧氧化(AMO)与硫酸盐亏损之间的关系,并探讨了这些过程影响和控制白云石化作用的机理。利用ODP175航次在西非大陆边缘若干个富集有机质的站位中的研究数据,我们确定了AMO发生的深度和反应速率与白云石形成之间的联系。本研究根据CH4和SO4^2-的在沉积物中的扩散通量计算了AMO的反应速率以及根据Mg离子的扩散通量计算了白云石形成速率。研究表明,白云石的形成速率相对比较稳定,不随其形成的深度而变化,这显示了Mg、Ca离子扩散通量不会受到深度的限制。根据计算的logIAP值,我们得出白云石的logKsp值在-16.1~-16.4这样一个狭窄的范围。白云石的形成部分受甲烷厌氧氧化作用(AMO)和甲烷生成作用相互竞争的控制,这两个作用控制着流体中溶解a32的种类。通过硫酸盐的还原作用,沉积物中AMO过程增加了环境中CO3^2-的浓度,有利于白云石的形成,而甲烷生成作用增加沉积物中孔隙水的CO2的活度,抑制了白云石的沉淀。甲烷生成作用和AMO作用一起控制着沉积环境中CO2和碱度,从而决定了富含有机质的海洋沉积物中白云石的形成。此外,我们建立了在AMO作用和白云石形成机理之间存在的关系模式,运用这种模式,可以计算现代海洋沉积物中白云石的稳定常数,并且可以预计白云石形成区域和深度。
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