南海北部沉积物中黄铁矿分布特征及其对天然气水合物的指示意义

摘要

本论文通过对采自南海北部的柱状沉积物样品的总硫含量、总有机碳含量进行实验分析以及借助带能谱仪的扫描电镜(SEM)对保存在沉积物中的黄铁矿的亚微结构特征，进行初步探讨研究。查明在天然气水合物赋存区的黄铁矿的垂向分布特征以及在平面上的变化特征，同时对黄体矿的晶体形貌特征和成因机制进行了研究，并对早期成岩过程中黄铁矿的发育与甲烷气体之间的相互作用进行了有益探讨。得到了以下几个方面的主要认识:
　　(1)2B、3B、5A、6B4个站位在平面上黄铁矿总量的变化特征为神狐海域的5A站位含量最高，东沙海域的3B、2B站位黄铁矿含量次之。4个站位的黄铁矿垂向上的分布特征为，多数集中在300cm～700cm层段处。3B站位的黄铁矿含量的最大值区域位于350cm层段，次峰值区位于560cm层段;2B站位的黄铁矿峰值区在405cm层位，5A站位的黄铁矿峰值区在360cm层位，2B站位和5A站位次峰值区都分布在705cm～710cm层位。
　　(2)2B、3B、5A、6B站位浅表层柱状沉积物中的总有机碳(TOC)含量为0.37％～1.18％，平均值为0.71，总硫(TS)含量为0.04％～0.81％，平均值为0.30％，黄铁矿(FeS2)含量为0～0.71％，平均含量为0.23％，TOC、TS和黄铁矿含量随着沉积物埋藏深度增加逐渐增大，达到峰值后逐渐减少，三者的分布趋势基本一致。黄铁矿是沉积物中硫化物的主要形式，甲烷的厌氧氧化作用(AOM作用)对黄铁矿的形成起主要的贡献作用。
　　(3)在扫描电镜(SEM)下观察到黄铁矿，其产出形式大部分为莓球状集合体和八面体微晶形貌。正八面体的单体黄铁矿粒径较大，形成的集合体粒径也较大，在局部层位还发现少量的管状的、生物内膜状的以及立方体状的黄铁矿晶体。有机质含量在很大程度上影响了黄铁矿的含量分布，在TS含量的高值区，黄铁矿含量亦处于峰值，少部分层位的相关性不明显，为其他硫化物对TS含量的影响。3B、5A、6B站位均位于南海北部陆坡天然气水合物远景区，地层中深大断裂发育，浅表层环境为极端还原环境，甲烷厌氧氧化作用活跃，陆源物质带来的铁源与该环境中的硫源易形成自生黄铁矿。黄铁矿的莓球状产出，亦指示该背景为充气富氧和局部的缺氧环境。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 存在问题

1．4 研究目的和主要内容

1．4．1 研究目的

1．4．2 研究内容

1．5 本研究的技术路线

第2章 研究区地质概况

2．1 自然地理位置

2．2 气候及水文特征

2．3 沉积物类型

2．4 区域地质特征

2．5 沉积环境特征

第3章 材料与方法

3．1 项目依托与样品来源

3．1．1 样品站位信息

3．1．2 测试分析项目

3．2 分析方法

3．2．1 粒度分析

3．2．2 黄铁矿含量分析、晶体形态分析

3．2．3 TOC、TS含量测试分析

第4章 南海北部浅表层沉积物黄铁矿分布特征及晶型结构

4．1 黄铁矿的垂向分布发育特征及影响因素

4．1．1 2B站位的粒度分析、黄铁矿含量及TOC、TS含量

4．1．2 3B站位的粒度分析、黄铁矿含量及TOC、TS含量

4．1．3 5A站位的粒度分析、黄铁矿含量及TOC、TS含量

4．1．4 6B站位的黄铁矿含量及TOC、TS含量

4．2 黄铁矿的发育层位及晶型结构特征

4．2．1 2B站位的黄铁矿发育及晶型特征

4．2．2 3B站位的的黄铁矿发育层位及晶型特征

4．2．3 5A站位的的黄铁矿发育层位及晶型特征

4．2．4 6B站位的的黄铁矿发育层位及晶型特征

4．3 小结

第5章 黄铁矿成因机制探讨及对水合物的指示意义

5．1 黄铁矿成因机理、晶型结构及代表意义

5．2 黄铁矿晶体的形貌特征及对环境的指示意义

5．3 小结

第6章 结论

参考文献

致谢

附录

附图