南海北部深海浅层沉积物中甲烷生物地球化学过程数值模拟研究

【摘要】：富甲烷浅层海相沉积物中的生物地球化学过程已引起了国内外学者的广泛关注。研究采用数值模拟的方法对"海洋四号区"浅层沉积物中甲烷生物地球化学过程进行定量研究。依据研究区域实际地质资料,使用Mathematica建立起一维反应运移稳态模型。模拟结果认为研究区深层沉积物内赋存有甲烷源,释放的甲烷气以气泡的形式运移至沉积物表层,并造成气泡淋滤现象。气泡淋滤使孔隙水中SO_4~(2-)等溶质浓度在海底以下0~2.8m的范围内保持不变。甲烷气泡在浓度梯度作用下向孔隙水中溶解,溶解通量为160mmol·m~(-2)·a~(-1),溶解甲烷在微生物作用下被SO_4~(2-)氧化,氧化速率为140mmol·m~(-2)·a~(-1)。甲烷通量与氧化速率均远小于水合物脊等甲烷渗漏活跃地区,SMTZ埋藏也相对较深,故推测甲烷源埋藏较深或规模较小,也有可能是良好的圈闭条件阻止了甲烷逸出。作为AOM过程的重要自生矿物,本地区碳酸盐和硫化物矿物沉淀速率都比较低(分别为35mmol·m~(-2)·a~(-1)和70mmol·m~(-2)·a~(-1)),且碳酸盐的沉淀受到了硫化物矿物的影响。 【作者单位】： 中国科学院天然气水合物重点实验室中国科学院广州能源研究所;中国科学院大学;德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心(GEOMAR);国土资源部天然气水合物重点实验室青岛海洋地质研究所;海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室;
【关键词】： 海洋浅层沉积物 AOM 自生碳酸盐岩 数值模拟
【基金】：国家自然科学基金面上项目(41376076) 广东省基金自由申请项目(2015A030313718) 中国科学院对外合作重点项目(GJHZ1404)
【分类号】：P736.41
【正文快照】： 3.德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心(GEOMAR),基尔D-24148;4.国土资源部天然气水合物重点实验室,青岛海洋地质研究所,青岛266071;5.海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室,青岛266071)海洋沉积物沉积至浅埋藏过程中,在沉积颗粒、孔隙水及沉积介质之间发生一系列物

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