南海东北部陆坡天然气水合物钻探区生物地层与沉积速率

2013年我国首次在南海东北部东沙陆坡实施天然气水合物钻探,并获取块状等可视天然气水合物样品.为了解钻区地层、天然气水合物产出带(the zone of gas hydrate occurrence)或天然气水合物储层的地层时代和沉积速率特征,对其中5个站位(GMGS05、GMGS07、GMGS08、GMGS09和GMGS16) 的岩心沉积物进行钙质超微化石、有孔虫生物地层学和沉积速率变化的研究.钻孔取心最大深度为213.55 m.共识别出第四纪中更新世以来3个钙质超微化石事件和2个有孔虫事件,确定了钻探区所钻达最老地层为中更新统;天然气水合物产出带的地层时代为中更新世-全新世约0.44 Ma以来.钻区0.12 Ma以来的沉积速率介于36.9~73.3 cm/ka之间,平均值高达54.2 cm/ka,0.44 Ma以来平均沉积速率为47.4 cm/ka,表明东沙海域天然气水合物钻探区位于一高沉积速率堆积体上,高沉积速率更有利于天然气水合物的成藏,该结论与前人研究结果一致.      

中更新世撞击事件年龄的高分辨率估算

ODP 1146B孔位于南海北部陆坡，从孔深115．58～116．09 mcd之间厚51cm层段中采取沉积物样品46个，进行了微玻陨石分析。应用古地磁、氧同位素和生物等地层年代资料，计算了位于孔深115．90 mcd处微玻陨石层的年龄，其中依据磁性地层学事件的年代控制点计算得出的撞击年龄为792．6ka，微玻陨石年龄早于B／M界线12．6ka，晚于氧同位素20．2期约7ka，早于19．1期约5ka，表明中更新世撞击事件与全球冰期和间冰期发生及B／M界线磁场倒转并无明显的因果关系。     

南海北部浅表层沉积底栖有孔虫碳同位素及其对富甲烷环境的指示

对南海北部陆坡东沙海域、神狐海域及西沙海槽甲烷渗漏环境和无甲烷渗漏环境87个浅表层沉积物中的底栖有孔虫Uvigerinaspp.进行碳同位素分析研究,结果表明,东沙海域δ13C值为-0.52‰~-5.68‰,平均值为-1.41‰,出现明显的负偏移;神狐海域δ13C值介于-0.36‰~-1.10‰,平均值为-0.75‰,未见明显的δ13C值负偏移;西沙海槽δ13C值介于-0.01%~-0.89‰,平均值为-0.45‰;对Uvigerinaspp.碳同位素组成与沉积物有机碳(TOC)、甲烷(CH4)间的关系进行探讨,发现δ13C负偏移主要出现在甲烷渗漏环境,发生在末次盛冰期,与溶解无机碳负偏移以及沉积物全样的δ13C值负偏移层位相吻合,有可能作为富甲烷环境的替代指标。     

南海神狐海域水合物钻探区钙质超微化石生物地层与沉积速率

2007年我国首次在南海北部陆坡神狐海域实施了天然气水合物钻探, 并钻取水合物实物样品.为了解钻区地层、水合物产出带(the zone of gas hydrate occurrence)或水合物储层的地层时代以及沉积速率特征, 对其中4口钻孔(SH1B、SH2B、SH5C和SH7B)岩心沉积物进行钙质超微化石年代地层学和沉积速率变化的研究.本次工作识别出17个新近纪钙质超微化石事件, 确定了神狐钻探所钻达最老地层为新近系上中新统; 水合物产出带的地层为上中新统-上新统.这4个钻井地层沉积速率的变化特征因站位和时期而异.中新世以来各地质时期沉积速率差异较大, 全新世最高(20~34.16 cm/ka之间), 其次为更新世和晚中新世(3.14~5.74 cm/ka), 上新世最低(1.88~3.27 cm/ka).此外, 水合物产出带地层的沉积速率在各钻孔也有差异, SH2B孔为4.18 cm/ka, SH7B孔为1.88 m/ka.表明南海水合物产出层位沉积速率差异较大, 沉积速率与水合物成藏的关系可能比前期的认识更为复杂.      

南海神狐海域有孔虫与高饱和度水合物的储存关系

通过对神狐海域沉积物组分与水合物成藏关系的研究, 得到SH7B孔含水合物层(155~177 m)有孔虫丰度以及有孔虫壳体微结构与水合物饱和度的关系.结果表明, 有孔虫丰度与水合物饱和度有良好的对应关系, 有孔虫丰度高, 水合物饱和度也高; 反之亦然.有孔虫丰度与水合物饱和度二者的相关系数为0.72, 说明有孔虫与水合物的分布和富集有关.扫描电镜研究表明, 有孔虫成岩作用不明显, 有孔虫为有效孔隙, 有孔虫独特的壳体结构增加了沉积物的孔隙空间, 有利于水合物的储存和富集.大部分有孔虫壳体大小相当于砂粒级, 它的存在一方面增加沉积物粗组分砂的含量, 另一方面增加沉积物的孔隙度.沉积物中生物组分——有孔虫, 是南海神狐海域水合物富集的重要因素之一.      

西南印度洋中脊钙质沉积物地球化学及矿物学特征

深海沉积物研究能够为海底资源开发利用提供丰富的信息,对推动沉积学发展具有重要的理论意义。以中国大洋科考
20航次西南印度洋中脊附近的钙质沉积物为研究对象,选取了10个沉积物样品进行了X射线衍射物相分析、扫描电镜分析、碳氧
同位素及微量元素测试。结果表明,研究区钙质沉积物矿物组成主要为方解石,黏土矿物含量较低。方解石以钙质超微化石颗石
藻及有孔虫的形态存在,碳氧同位素特征显示超微化石生活在正常的近表层海水环境中,死亡后埋藏环境稳定。稀土元素具有总
量低、轻重稀土元素分异明显、Eu中等负异常、Ce中等负异常的特征。微量元素中富亲石元素、贫亲铁元素,亲生物元素Sr、Ba含
量远高于其他元素。微量元素特征及Ceanom值说明沉积环境偏氧化。沉积物中大量的生物成因方解石及地球化学特征反映了研
究区物源以生物源为主、含有少量陆源及幔源物质的特点。      

南海北部DSH-1C柱状样晚更新世以来沉积物磁性特征及其环境意义

对取自南海北部陆坡“海洋四号沉积体”的DSH-1C柱状样,进行了沉积学和磁学分析,结合相关资料探讨了该柱状样沉积物磁性特征的纵向变化及其与该区沉积环境变化的关系。结果表明：DSH-1C柱状样自上而下共划分为3个岩性单元,表层沉积物为全新世氧同位素1期(MIS1)以粘土质粉砂为主的深海-半深海沉积;中部含数层重力流沉积夹层为晚更新世氧同位素2期(MIS2)沉积;底部为晚更新世氧同位素3期(MIS3)粘土质粉砂。该柱状样磁化率(χ)平均值为1.72×10-7 m3/kg。所有样品的等温剩磁(IRM)均已达到饱和等温剩磁(SIRM)的80%以上,S300的最小值为0.605。该柱状样沉积物中的磁性矿物极少,以低矫顽力矿物为主;在陆源物质输入较多的间冰期(MIS1和MIS3期),其磁性参数值较高;反之,在MIS2其磁性参数值较低,可能与冰期该区陆源物质减少有关。此外,该岩心柱中富含有孔虫壳体或双壳碎屑的重力流层沉积物的磁性参数值低,与这些逆磁性碳酸盐组分的增加有关。     

塔里木北部库车前陆盆地晚白垩世和古新世的钙质超微化石组合

库车前陆盆地是中国大型油气基地之一,盆地中的白垩系及古近系为盆地油气的主要储层。对本区白垩系的时代划分和沉积环境的精确确定直接关系到对油气田的规模、储量和分布范围的正确评价。本研究在前人划分为陆相下白垩统巴什基奇克组的顶部首次发现了由10属15种组成的晚白垩世海相钙质超微化石组合Arkangelskiellacymbiformis—Quadrumgartneri。此外,在由前人定为古新统—始新统的塔拉克组下段也发现了晚白垩世Arkangel skiellacymbiformis—Quadrumgartneri组合,在该组上段发现了古新世化石Biantholithussparsus。该成果既为准确确定这两个岩组的地质时代提供了可靠的古生物证据,又为本区存在晚白垩世地层和海相沉积提供了佐证,表明巴什基奇克组顶部存在晚白垩世的海相沉积,塔拉克组下段属于上白垩统,上段属于古新统。     

中国南海天然气水合物沉积成藏条件初探及其分布

中国南海是西太平洋最大的边缘海之一 ,具备良好的天然气水合物成藏条件和勘探前景。根据沉积条件 (沉积速率、沉积相和含砂率等 )分析 ,综合多方面的地质条件 ,认为气水合物存在于水深30 0～ 35 0 0m的区域 ;陆坡和靠近沉积中心的高沉积速率的厚层沉积为天然气水合物聚集的有利部位 ,与BSR分布的吻合率在 6 0 %～ 80 %之间 ;等深流、重力流沉积和各类扇体 (如三角洲、扇三角洲、低位扇等 )的前缘为水合物沉积的有利相带 ,与BSR分布的吻合率在 5 0 %～ 75 %之间 ;赋存气水合物的沉积物的含砂率通常在 35 %～ 70 %之间。依据多方面资料的研究 ,在南海海域划分出 1 1个有利的天然气水合物勘探远景区块 ,面积共 1 2 .5 (± 1 .5 )× 1 0 4km2 ,约占整个南海总面积的 3.6 %。