南海西沙海槽的碳酸盐结壳及其对甲烷冷泉活动的指示意义

冷泉碳酸盐岩是指示南海北部可能发育天然气水合物的重要证据之一。对在西沙海槽采集到的冷泉碳酸盐结壳颗粒进行了形貌、稳定同位素等的研究,讨论和揭示了冷泉碳酸盐结壳的形成机理及其与甲烷冷泉活动的关系。结果表明,碳酸盐结壳具有多孔结构,冷泉矿物为文石和重晶石,文石呈针状,含量为39.5%—46.6%,重晶石呈矮柱状,含量为15.6%—21.2%,它们均是从流体中沉淀出来的。重晶石的δ34S值为23.47‰—26.32‰,表明硫同位素发生正漂移,属于与冷泉流体有关的成岩成因重晶石。文石的碳同位素轻度亏损,δ13C值为-13.30‰—-29.59‰,主要来源于热解成因气,但结合了少量正常海水的溶解碳,δ18O值为2.32‰—3.74‰,指示碳酸盐结壳形成时的温度为3.5—9.7℃。研究表明,碳酸盐结壳形成于流体活动缓慢的环境,是深部富含Ba2 的甲烷冷泉流体向上排放和喷溢,在近海底遇到向下渗漏的富含SO42-海水,发生缺氧甲烷氧化反应沉淀出文石,流体中剩余的重34S的SO42-与Ba2 形成重晶石,因此,碳酸盐结壳是西沙海槽存在甲烷冷泉活动的证据。研究结果为进一步开展该海域潜在天然气水合物的调查和研究提供了新证据。     

海南岛鹿回头水尾岭海滩岩中的微生物岩

在海南岛的海滩岩中首次发现了微生物岩,这是一种发育在珊瑚(碎屑和砾块)骨骼孔穴中,少量在珊瑚碎块表面的微生物碳酸盐沉积,这些微生物碳酸盐沉积呈叠层或包壳状生长,可黏结细小的生物碎屑,具有独特的发育模式。微生物碳酸盐沉积在南海的发现支持海滩岩的胶结物部分是源于微生物成因的假设,进而肯定了微生物在碳酸盐沉积中所起的重要作用。结合海滩岩组分中微钻孔的发育特征和微生物岩发育模式的描述,在一定程度上填补了我国南方海滩岩中发育微生物碳酸盐沉积物的研究空白。     

海底甲烷缺氧氧化与冷泉碳酸盐岩沉淀动力学研究进展

海底缺氧带甲烷氧化作用是一个重要的甲烷生物地球化学过程,已被许多地球化学现象所证实。甲烷缺氧氧化有效地减少了渗漏到海水和大气中的甲烷通量,但目前仅有的数据还不能很好地限定甲烷缺氧氧化在全球甲烷循环和全球碳循环中的作用。甲烷缺氧氧化的机理还存在争议,很可能是一个“反甲烷生成”过程。在许多天然气渗漏发育区域,由于甲烷缺氧氧化作用引起环境碱度的增加而沉淀冷泉碳酸盐岩,在海底表层沉积物中形成块状碳酸盐岩结壳。但冷泉碳酸盐岩生成所需的物理化学和生物地球化学条件在很大程度上还不清楚。数值计算表明,孔隙水中溶解足够量的甲烷、冷泉渗漏强度适中、较小的生物扰动作用有利于冷泉碳酸盐岩的生成,而过高的沉积速率则抑制冷泉碳酸盐岩结壳的生成。因此,海底发育冷泉碳酸盐岩可以指示天然气渗漏系统的演化特征。     

南海中部海区浮游有孔虫的溶解——碳酸盐溶解作用初探

深海碳酸盐溶解作用是海洋沉积学研究的重要内容之一。众所周知有孔虫遗壳是深海底质碳酸盐沉积的主要来源,浮游有孔虫壳的存在与沉积物中碳酸钙的含量密切相关。了解浮游有孔虫的被溶蚀情况,对了解深海碳酸盐溶解作用具有重要意义。 本文根据南海中部海区表层沉积物中浮游有孔虫的分布和碳酸钙含量的分析,对该海区的碳酸盐溶解作用和主要界面的深度作初步探讨。     

微生物碳酸盐岩研究:回顾与展望

在查阅国内外大量文献资料的基础上,回顾与综述了微生物碳酸盐岩近几年的研究现状及进展。微生物碳酸盐岩是由钙化微生物(蓝绿菌、微藻等)在微生物作用、沉积作用及成岩作用的共同作用下形成的,其种类繁多,包括叠层石、凝块石、树形石、均一石、核形石和纹理石等。它在各个地质历史时期均有发育,但主要繁盛于中新元古代和早古生代;自显生宙以来,随着后生动物的繁育微生物碳酸盐岩总体呈衰退趋势。另外,微生物对白云石的直接沉淀、碳酸盐泥丘及第五类原生沉积构造的形成具有重要作用。近年来,对微生物碳酸盐岩研究的发展使得碳酸盐岩的成因及分类得到了补充与完善。     

沉积速率的随时间尺度变化和礁与碳酸盐台地的沉没

浅水碳酸盐系统提供的沉积物和垂向加积的最大速率很重要,因为这一速率决定了礁或碳酸盐台地的生与死。海洋中大部分碳酸盐沉淀发生在水体的光照部分,因此大量的生产限于透光带,约在海洋１００ｍ水深以上。当台地顶部没于不透光深度时,碳酸盐的生产停止,台地将被淹没。礁或台地的生或死取决于一种平衡,就是相对海平面变化速率和碳酸盐系统加积并保持台地顶部位于透光区的最大速率间的平衡。在这个报告中,作者首次提出和评价了这个假说：礁和台地的生长潜力与碳酸盐平均生长速率遵循相同的尺度变化趋势。１　比率相关和沉积速率的比例…     

我国现代生物礁研究进展

生物礁碳酸盐沉积物是碳酸盐沉积系统的重要组成部分,对古生物学、古生态学、古海洋学、海洋地质学等的研究具有重要的意义,同时对烃类和许多矿产资源的勘查,也有着重要的实际意义和理论意义.因此,随着生物礁型油气资源丰度的日益增长,在世界范围内,加强了对生物礁的大力研究.我国疆域辽阔,许多地质时代都有生物礁分布.然而,在系统的生物礁研究方面起步较晚,七十年代前,无论在现代生物礁或古代生物礁研究方面均较落后,与先进国家相比,差距较大.近年来,由于生物礁型油气藏的勘探,在陆区和海域都获得了一定的突破,不仅深化了对古礁的研究,也促进了现代生物礁的研究,为将今论古,古今结合的比较研究,开拓了前景,一些研究成果已经赶上或缩小了与先进国家的差距.本文仅就现代生物礁研究方面取得的一些主要进展,进行概要的总结.     

地矿部海洋地质研究所“七五”重大科技成果

部控项目“海南西沙礁相第四纪地质研究”课题负责人张明书,国家自然科学基金项目“中国生物礁比较沉积学研究”课题负责人业治铮。以中新世至晚更新世的生物礁岩石地层剖面为基础,结合碳、氧同位素和地球化学分析资料,阐明了西沙生物礁自中新世初形成以来的沉积地质学问题,反映了我国浅海碳酸盐沉积学、礁地质学等领域的新进展。提交“西沙礁相第四纪地质研究”报告。出版成果;《中国西沙礁相地质图册》及《西沙生物礁碳酸盐沉积地质学研究》两书均由科学出版社出版,《生物礁比较沉积学》专辑,刊登在“海洋地质与第四纪地质”第10卷第二期上。 部控项目“太平洋中部多金属结核的调查与研究”课题负责人许东禹。在太平洋开展了4个航次资源调查的基础上,探讨太平洋中部多金属结核的矿物、化学成分、生长和分布规律及晚新生代古海洋环境及其演化。提交“太平洋中部多金属结核的研究”报告。     

汕头广澳全新世风坡积砂丘岩的发现——兼论东南沿海全新世碳酸盐胶结碎屑岩的类型

汕头广澳半岛全新世风坡积砂丘岩在我国是首次发现的。它由风积与坡积组分的碎屑物质互层或混合成层组成,胶结物属低镁方解石。它是由热带暴雨期的片状流水与强风期的风搬运作用而堆积,再在淡水环境中沉淀胶结成松散的砂丘岩类。文中还探讨其沉积模式,并从地貌和沉积动力角度把东南沿海全新世碳酸盐胶结的岩石分为贝壳堤岩、海滩岩、砂堤岩、砂丘岩与风坡积砂丘岩。通过其特征对比,认为后三类不能作为海平面升降的标志。     

海南岛排浦珊瑚岸礁区现代浑水碳酸盐沉积相特征及沉积作用

海南岛西北部排浦岸礁区内具有珊瑚礁发育所需的温暖、激荡的浅水环境。沿岸侵蚀性海岸与河流输入大量泥砂,形成浑水沉积,其海水透明度仅为2—8m,沉积物中陆源碎屑含量平均高达20％左右。根据地貌形态和沉积特征,礁区可划分为礁前泻湖砂相、原地珊瑚礁岩相,礁坪含原生礁砂砾相、海蚀坪-沿岸水道砂相及海滩-海岸砂堤砂相。 区内河流和海湾出口处具有典型的三角洲相沉积,在西南大铲珊瑚堤礁的向海侧为典型的礁相沉积,排浦岸礁则以碳酸盐为主,并含一定量的陆源碎屑物的浑水沉积。这三种沉积类型均受沉积环境的严格控制。     

《西沙生物礁碳酸盐沉积地质学研究》一书即将出版

由地质矿产部海洋地质研究所张明书、何起祥等编著的《西沙生物礁碳酸盐沉积地质学研究》一书,将在1989年7月前由科学出版社出版发行.本书从三维格局阐明了西沙生物礁自中新世初形成以来的沉积地质学,提供了从中新世晚期到晚更新世的生物礁岩石地质学剖面,碳、氧稳定同位素曲线及相应的地球化学资料.并以这些资料为基础,分析了连续的和不连续的、均变的和事件性沉积作用,总结了生物礁的地方性沉积模式,提出了新的生物礁分类方案,讨论了西沙生物礁区若干第四纪地质问题.     

生物礁比较沉积学与礁油气藏探查

生物礁是生物受自身营造作用而形成骨架,并在其上下(或邻接)有特定相序的地质体,区别于虽由生物组成,却不具营造骨架和特定相序的碳酸盐堆积体。礁格架的形态、生长方式及其邻接相序的组合关系是判别古礁类型,成礁环境和成礁期的最直接、可靠的依据。文中提出了判别礁坪相、礁前与礁后相的依据及某些油气探查方向。     

方寸中的海洋世界

地球表面约有72％被海水所覆盖。在这辽阔的大洋下面就是海底。海底崎岖不平,千姿百态。在热带海区的海底世界更是绚丽多彩。造礁珊瑚类生物将海底打扮得多姿多彩。除此以外,海底还有好几种类型,如沙质海底,泥质海底和基岩海底,浸没在海水中的海底火山也是一种特殊的海底类型(图①)。对于海底,人们曾发出慨叹:人类对月球表面的认识远比海底的要多。这是因为在水深每10米增加1个大气压的水下条件下,人们根本无法直接踏足水深几百米的海底,只能依靠外部器具间接地触摸。在浅水的地方,科学家可以借助潜水器具仔     

构造运动对生物礁成岩作用的影响——以巴布亚新几内亚合恩晚第四纪珊瑚礁研究为例

对地处新构造运动强烈地区的合恩晚第四纪上升珊瑚阶地三条剖面的样品分析表明:造礁珊瑚和礁灰岩的不稳定矿物成分的转化和成岩强度与构造运动密切相关,而局部气候状况似乎不起主导作用。上升速率较低地区的珊瑚骨骼和礁灰岩的方解石化普遍、彻底,孔隙中方解石胶结物含量大仅存文石胶结物残余;与之相反,构造上升速率高的地区虽有较高的年降雨量,但珊瑚和礁灰岩转化不普遍,方解石胶结物含量低且保存大量文石胶结物。这是因为构造上升决定了阶地的区域地貌特征,影响阶地地形起伏,从而控制了在生物礁成岩变化中起主要作用的水动态条件。     

南海多金属结壳(核)铁锰矿物/海水界面效应与成矿元素的富集

海底铁锰结壳和结核是重要的海底矿产资源,蕴含着丰富的金属元素并且具有巨大的经济价值。本文主要以南海多金属结壳（核）为研究对象,采用X射线粉晶衍射（XRD）、激光拉曼光谱、红外光谱分析（FTIR）以及X射线光电子能谱对铁锰矿物的矿物学和谱学特征进行了系统的分析和研究。粉晶衍射和拉曼光谱分析结果表明,南海多金属结壳的矿物组成为水羟锰矿、石英和长石,结核的矿物组成为钡镁锰矿、水羟锰矿、石英和长石,铁相矿物均为无定形铁氧化物/氢氧化物,并且锰相矿物和铁相矿物的结晶程度均较差。红外光谱分析结果显示多金属结核和结壳中的铁锰矿物具有大量表面羟基,这些含质子表面羟基官能团,可为海水中各成矿元素的络合提供丰富的活性位点。XPS分析表明多金属结核和结壳中铁锰矿物表面以Fe、Mn和O元素为主,其中Fe呈正三价态,Mn以正四、正三价为主,可能还含有少部分正二价态。对比南海多金属结壳（核）与太平海山结壳,南海多金属结壳（核）具有更为显著的表面羟基氧（-OH）含量,而太平洋海山结壳则以晶格氧（O^2-）为主,表明太平洋海山结壳铁锰矿物结晶程度较南海多金属结壳（核）高。综合研究表明,在海底铁锰结壳和结核中（氢）氧化锰/铁矿物与海水之间界面效应对金属离子的富集机理主要有：（1）金属离子与矿物表面羟基进行络合反应,形成以配位键相连的羟基络合物,或与表面的质子交换生成稳定的内层络合物;（2）矿物的带电表面与金属离子通过静电作用形成双电层,生成外层络合物;（3）金属离子与矿物结构中的Mn、Fe离子同晶置换而成为结构阳离子。     

东海陆架盆地西湖凹陷南部花港组砂岩储层成岩流体演化特征：来自岩石、矿物及同位素地球化学的约束

渐新世花港组是东海陆架盆地西湖凹陷发育的最主要储层,基于普通薄片、铸体薄片、扫描电镜和荧光显微观察,结合同位素地球化学对东海陆架盆地西湖凹陷花港组砂岩储层的成岩作用、成岩序列及成岩流体演化进行了研究。结果表明,花港组砂岩储层目前处于中成岩阶段B期,主要经历了机械压实、绿泥石粘土摸、酸性及碱性溶蚀作用,石英次生加大,碳酸盐胶结和自生高岭石胶结等成岩作用。研究区发育有三期碳酸盐胶结物,早期菱铁矿胶结物,中期铁方解石和晚期铁白云石。根据碳酸盐胶结物的碳氧同位素特征分析认为早期碳酸盐胶结物是由过饱和的碱性湖水沉淀造成的,而晚期碳酸盐胶结物的形成与有机酸密切相关。研究区存在两类溶蚀作用,酸性溶蚀作用和碱性溶蚀作用,早期的酸性溶蚀作用主要是有机酸对长石、岩屑及早期碳酸盐胶结物的溶蚀,晚期的碱性溶蚀作用主要是发生于碱性环境下流体对石英及硅质胶结物的溶蚀。研究区发育有两期油气充注,早期发生于晚中新世,早期发生于晚中新世,早于中期碳酸盐胶结,晚于长石溶蚀和石英胶结充注,充注量较大,第四纪以来研究区发生了第二次充注,第二次充注发生于铁白云石胶结之后,此时储层已非常致密。     

巴哈马滩与西沙群岛台地生物礁地质特征对比

从生物礁碳酸盐岩的沉积特征、孤立台地生物礁沉积模式2个方面对巴哈马滩与西沙群岛进行对比分析:巴哈马滩礁区主要沉积粒状灰岩、泥质灰岩、斜坡发育生物碎屑灰岩,海底文石和镁方解石胶结作用强烈,致大部分原始孔隙度阻塞,孔隙度降低;西沙礁滩海滩岩以生物碎屑灰岩为主,地层主要发育生物碎屑灰岩和白云岩,各种藻类格架的杂乱分布增大岩石的孔隙度。巴哈马滩以孤立碳酸盐岩台地生物礁为主,发育台地边缘斜坡及滩礁型孤立台地,西沙孤立台礁区主要发育永乐、宣德2类环礁沉积系统,以及台地边缘礁、塔礁、马趾礁、环礁、点礁等多种生物礁类型。大巴哈马滩具有侧向生长的潜力和周期性进积作用的特征,西沙陡坡高能带发育进积型与侵蚀型2种沉积类型,风暴潮与盛行风作用成为灰沙岛的主要成因机制。     

南沙群岛西南海区表层碳酸盐沉积的相特征

通过研究南沙群岛西南海区44个站表层碳酸盐沉积特征,综合分析了沉积物类型、碳酸盐的生物组成、矿物成分、地球化学等,根据碳酸盐沉积的岩性参数之间的关系及相应的沉积环境,应用主成分分析统计对比,提出该海区碳酸盐沉积的六个沉积相及其特征:大陆坡半深海-深海相,南部中、外大陆架浅海相,西部中、外大陆架浅海相,南部内大陆架浅海相,礁体相,礁体过渡相。     

南沙群岛海区晚第四纪碳酸盐沉积

本文研究了五个柱状沉积物的碳酸盐沉积。根据沉积物的陆源碎屑和生物骨屑ＣａＣＯ３沉积作用的特点，把本区沉积物分为五种沉积类；碳酸盐生物组成的门类较多，以有孔虫为主，其次为珊瑚，腹足类等；碳酸盐矿物以低镁方解石为主，还有高镁方解石和文石；与沉积物中ＣａＣＯ３有关的化学元素１０多种。这些元素和稀土元素的含量，比值等，是区分礁相，礁体过渡带和非礁相的标志。所有这些碳酸盐沉积作用的特点表明，区内存在着五种沉     

海水中总无机碳的气相色谱测定

海水中总无机碳是指溶解在海水中的分子状态的二氧化碳及碳酸盐和重碳酸盐的总和.其含量通常用海水pH值、总碱度以及水温和盐度的资料进行计算.显然,这样计算的结果包含了上述各项参数测定的所有误差,以及由温盐资料导出的无机硼酸盐和碳酸盐离解常数的不准确性.就一般的海洋学所用而言,这样的资料是可行的.但在一些精细的研究中,如海水中的二氧化碳系统的平衡,海水与大气之间气体交换速率等,就需要更准确的资料.海水中总无机碳的气相色谱测定,为直接和准确测定海水中总无机碳的含量提供了新的测试手段.