南海台西南盆地含水合物沉积区的主微量元素变化特征及其指示意义

摘要

本文通过对比研究含水合物和水合物远景区沉积柱中碳酸钙、微量元素的变化特征来揭示其对水合物环境的指示意义。微量元素测定结果显示，陆源碎屑来源相关的微量元素与Sr元素变化趋势相反，而Sr含量与沉积物中CaCO3含量变化趋势一致。两个氧化-还原敏感元素Mo与U，在三个沉积柱中分别呈现不同的变化特征。在DH_CL_7中，Mo和U两个元素的变化趋势不存在任何相似性；在DH_CL_11中，Mo和U在447cm之下呈明显增加的趋势，且其对应于该柱内顶空气甲烷含量向深部增加的趋势；在含水合物沉积柱GMGS2-09中，Sr、Mo、U三者呈较一致的变化趋势，均表现为在表层含自生碳酸盐岩层位含量极高，而其它层位含量较低。Mo和U对氧化-还原环境敏感。在沉积环境为缺氧的含硫化物环境时，Mo易与黄铁矿结合而从水体中沉淀出来，而+6价的铀会被还原为溶解度较低的+4价态。在本研究含水合物沉积柱GMGS2-09与远景区沉积柱DH_CL_11深部层位内，高U、Mo层与Sr、CaCO3高含量层一致的情况，指明了CaCO3的沉积的环境是一个较为还原的环境。又沉积柱DH_CL_11中向深部CaCO3含量增加趋势与深部甲烷含量突增相一致，表明DH_CL_11中碳酸钙组分的形成或后期改造过程受到了还原性流体甲烷的影响。虽然，沉积柱DH_CL_7中也存在特定层位（347cmbsf）之下CaCO3含量的增加现象，但其Mo、U、Sr三者间无对应关系，表明其中CaCO3在成因上与还原性流体无关，而仅代表了海洋内钙质生物组分。