中国南海ODP1148站位岩芯环境磁学研究及其对天然气水合物的指示意义

【摘要】：天然气水合物是一种拥有巨大潜力的新型能源，其与油气成藏、海底矿产和海洋环境等均有一定联系，因此日益受到科学界的密切关注。中国的南海北部区域位于被动大陆边缘，渐新世末断裂活动强烈，而晚中新世以来构造活动贫乏，这为天然气水合物的形成与储藏创造了良好的地质环境。含天然气水合物的沉积物的磁化率等磁学性质与甲烷厌氧氧化反应(AOM)、甲烷通量，及硫酸盐-甲烷界面（SMT）状况及其所在深度密切相关，因此通过磁学技术可间接识别天然气水合物。本文对ODP184航次1148站位A孔岩芯（261.79～715.48mcd）的508块样品开展环境磁学和岩石磁学研究，探讨南海北部陆坡区域天然气水合物的蕴藏条件及赋存的可能性。 岩芯的磁性变化特征表明，沉积物中的磁性颗粒的粒径随着深度的增加逐渐变粗，由细粒单畴到假单畴最后向多畴转变，亚铁磁性矿物的含量也逐渐减少，深部出现顺磁性矿物。根据所采样品的磁化率（X）、饱和等温剩磁（SIRM）及非磁滞剩磁（ARM）等数据，在400～475mcd深度区间内，各种磁学参数经历了由降低-稳定于低值-升高的变化过程。对照水合物含量曲线，可以看到，水合物含量曲线与磁学参数表现出反相关的特性，在深度410mcd之上，水合物含量处在较低的水平上，含量相对稳定，在深度410mcd之下，水合物含量急剧升高。磁化率随温度变化曲线及等温剩磁获得曲线等参数表明，浅部铁氧化物等磁性矿物占主导地位，深部铁硫化物等磁性矿物占主导地位，中部兼有铁氧化物与铁硫化物的特征，显示了由浅到深的氧化环境向还原环境的转换。 本文研究表明磁学参数能够很好的与地球化学等参数相对照，指示了海底沉积物中化学环境的变化及412～450mcd附近硫酸盐—甲烷转换界面的存在，暗示了南海北部陆坡区域被动大陆边缘天然气水合物的存在。 【关键词】：南海 天然气水合物 环境磁学 184航次 1148站位
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P738.3;P618.13
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-18
• 1.1 天然气水合物简介10
• 1.2 环境磁学参数对天然气水合物活动的指示10-15
• 1.3 中国海域天然气水合物研究进展15-16
• 1.4 研究目标和研究意义16-18
• 第2章 环境磁学简介18-25
• 2.1 环境磁学概述18
• 2.2 磁性矿物及磁性特征18-20
• 2.3 海洋环境中的磁性矿物20-25
• 2.3.1 来自宇宙空间的磁性矿物20-23
• 2.3.2 由成岩作用形成的磁性矿物23
• 2.3.3 生物化学作用形成的磁性矿物23
• 2.3.4 成岩作用形成的磁性矿物23-25
• 第3章 区域地质概况25-34
• 3.1 南海区域地质概况25-26
• 3.2 IODP184 航次介绍26-34
• 3.3.1 1148 站位沉积物来源28
• 3.3.2 岩石地层学28-29
• 3.3.3 生物地层学29
• 3.3.4 沉积学和沉积速率29
• 3.3.5 有机地球化学29-33
• 3.3.6 无机地球化学33-34
• 第4章 取样与实验室工作34-39
• 4.1 样品及处理方法34
• 4.2 实验仪器与方法34-39
• 第5章 实验结果分析39-51
• 5.1 主要磁学参数简介39-40
• 5.2 实验结果分析40-51
• 5.2.1 磁性参数随深度变化特征40-41
• 5.2.2 磁化率各向异性（AMS）结果41-44
• 5.2.3 磁性颗粒的类型44-47
• 5.2.4 磁性颗粒的磁畴状态47-51
• 第6章 讨论51-55
• 6.1 磁性参数随深度变化的环境意义51
• 6.2 成岩作用对磁性矿物的影响51-52
• 6.3 磁性参数对天然气水合物的指示意义52-55
• 第7章 结论55-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-64
• 附录64-88

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