南海东沙东北冷泉流体的来源和性质_来自烟囱状冷泉碳酸盐岩的证据_韩喜球
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韩喜球:致力于海底探矿作者:胡月来源:《今日中国·中文版》2016年第07期亲切、开朗、知性,是韩喜球给人的第一印象,没有人会想到这样一个温柔的江南女子与中国的大洋科考事业有着紧密的联系。
她不仅是“大洋一号”首位女首席科学家,更是中国整个大洋科考史上第一位女首席专家,在从事海洋地质研究的20多年里,她保持着科学家的严谨和女性的坚韧,用乐观积极的态度攻克一个又一个的科研难题。
韩喜球是国家海洋局第二海洋研究所海底科学实验室副主任,浙江大学海洋学院副院长。
她的工作简单说就是“海底探宝”。
韩喜球介绍说,调查深海大洋虽然离普通百姓的生活比较远,但是关乎中国在国家管辖海域范围外的一些海洋权益,例如,通过调查可以为中国申请国际海底区域矿区提供科学依据和技术支撑,同时也为全人类和平利用国际海底区域资源作贡献。
结缘深海韩喜球出生在浙江台州市,1986年考入成都地质学院地质学专业,1990年作为校优秀毕业生被免试推荐攻读硕士学位,1993年研究生毕业后进入国家海洋局第二海洋研究所从事深海沉积与大洋多金属结核研究,从此与深海结缘。
1998年她又考入浙江大学地球科学系在职攻读博士学位;2001年毕业,博士论文获得全国百篇优秀博士论文提名奖。
2002年她受国家留学基金委资助作为访问学者赴德国海洋研究中心(GEOMAR)合作研究1年,随后又两次赴德国做博士后研究。
其间参与了德国科学基金会重大研究计划SFB574项目和中德合作SiGer项目,并多次参与德国的科考航次考调查天然气水合物资源和海底冷泉,得到了很好的学术训练。
国家海洋局组织实施中国首次大洋环球科学考察,韩喜球参与了航次设计,并作为首席科学家助理参加了“大洋一号”太平洋航段和印度洋航段,寻找海底硫化物资源。
2007年成为了中国大洋科考史上第一位女首席,多次带队奔赴印度洋调查,取得了很多重大发现。
说起给海底新发现命名,韩喜球津津乐道。
“过去对新发现的海底地理实体命名不够重视,往往只是随意地编个号。
南海东北部海底沉积物波的形态、粒度特征及物源、成因分析丁巍伟;李家彪;韩喜球;黎明碧;ERWIN Suess【期刊名称】《海洋学报(中文版)》【年(卷),期】2010(032)002【摘要】在南海东北部广泛发育沉积物波.通过高分辨率多波束数据、地震剖面以及重力柱状样,对沉积物波的形态特征、粒度特征、物源以及形成机制进行了分析.研究表明大致以台湾浅滩南海底峡谷为界,北侧为近北东向展布,南侧为近南北向展布.对其分布规律、地貌和形态特征及重力柱状样粒度分析表明这些沉积物波为浊流成因.沉积物波的发育与新生代晚期研究区的构造活动密切相关,自距今6.5Ma以来台湾造山运动使台湾岛强烈抬升剥蚀,这些剥蚀物为研究区提供了大量的陆源物质,而在南海东北部陆坡区大量发育的峡谷-冲沟系统为陆缘物质向下陆坡的输送提供了良好的通道.研究区西侧的东沙隆起长期处于抬升剥蚀状态,这种抬升剥蚀也为研究区沉积物波的发育提供了部分物源.随着坡度的减缓,浊流沉积物开始堆积,在台湾浅滩南海底峡谷的北侧形成了展布方向与冲沟垂直的沉积物波,而在南侧由于台湾浅滩南海底峡谷发生转向,浊流从水道中漫溢出来,沉积物堆积下来,形成了与原先水道近于垂直的近南北向的沉积物波.【总页数】10页(P96-105)【作者】丁巍伟;李家彪;韩喜球;黎明碧;ERWIN Suess【作者单位】国家海洋局第二海洋研究所,浙江,杭州,310012;国家海洋局第二海洋研究所海底科学国家海洋局重点实验室,浙江,杭州,310012;国家海洋局第二海洋研究所,浙江,杭州,310012;国家海洋局第二海洋研究所海底科学国家海洋局重点实验室,浙江,杭州,310012;国家海洋局第二海洋研究所,浙江,杭州,310012;国家海洋局第二海洋研究所海底科学国家海洋局重点实验室,浙江,杭州,310012;国家海洋局第二海洋研究所,浙江,杭州,310012;国家海洋局第二海洋研究所海底科学国家海洋局重点实验室,浙江,杭州,310012;Leibniz-Institute for Marine Sciences,基尔,24148【正文语种】中文【中图分类】P736.213;P737.22【相关文献】1.南海东北部台湾浅滩陆坡的浊流沉积物波的发育及其成因的构造控制 [J], 王海荣;王英民;邱燕;彭学超;黄奇志2.日照市海岸带海滩沉积物粒度特征及物源分析 [J], 张昊; 郝义; 王惠; 李忠涵3.基于重矿物地球化学手段的南海东北部陆架沉积物物源研究 [J], 马一开;黎刚;颜文4.雅浦海沟南缘海底表层矿物碎屑粒度特征及其物源指示 [J], 陈康;徐继尚;李广雪;田举;杨继超;周尚;孙思婷5.南海东北部深海盆末次冰盛期以来陆源碎屑粒度特征及影响因素 [J], 王雪松;陈忠;许安涛;田雨杭;曹立;张斌因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
南海北部冷泉碳酸盐岩中钙质生物壳体和自生碳酸盐矿物的Mg/Ca、Sr/Ca 及其环境指示杨克红;初凤友;朱继浩;马维林;董彦辉【摘要】There are inclusion and pore space structures in the cold-seep carbonates with plenty of biological marks in the north of the South China Sea.The Mg/Ca and Sr/Ca ratios of the carbonate minerals and the calcareous bio-genic shells in different structures are analyzed by the electron microprobe.The results show that the Mg/Ca and Sr/Ca ratios of the authigenic carbonate minerals have a range from 0.50 mmol/mol to 39.19 mmol/mol with the mean 12.50 mmol/mol and from 0.06 mmol/mol to 2.90 mmol/mol with the means 0.53 mmol/mol,individually. The Mg/Ca and Sr/Ca ratios of the calcareous biogenic shells have a range from 1.14 mmol/mol to 84.57 mmol/mol with the mean 24.57 mmol/mol and from 0.77 mmol/mol to 1.84 mmol/mol with the means 1.08mmol/mol,individually.According to the relationship between Mg/Ca and Sr/Ca ratios,the authigenic carbonate minerals have no groups which are all low to middle Mg/Ca ratio and low Sr/Ca ratio,but the calcareous biogenic shells can be divided into two groups,and the one on the groundmass has high Mg/Ca ratio and middle Sr/Ca ratio,and the other one in the inclusions has low Mg/Ca ratio and middle Sr/Ca ratio.Based on the Mg/Ca characteristic,the sedimental environment is discussed with a result that the calcareous biogenic shells on the ground mass grew up in the methane seep environment and the inorganic carbonate mineralsinfluenced their Mg/Ca ratio,but the calcareous biogenic shells in the inclusions grew up in normal environment without methane seep influences,and they entred into the carbonates by bioturbation and/or bioirrigation.Moreover,according to Sr/Ca ratios varies during diagenis, the Sr/Ca ratios of the calcareous biogenic shells on the ground mass may be higher when they formed initiall.The results can give some directions tofind chemical proxies of methane seeps.%南海北部冷泉碳酸盐岩具有包裹结构和孔洞结构,并且含有丰富的生物遗迹。
南海北部烟囱状冷泉碳酸盐岩的沉积环境分析杨克红;初凤友;赵建如;韩喜球;叶黎明;章伟艳【期刊名称】《海洋学报(中文版)》【年(卷),期】2013(035)002【摘要】对南海北部陆坡具有圈层结构的烟囱状冷泉碳酸盐岩的岩石学、矿物学和地球化学特征进行了研究,结果表明:烟囱内外层具有明显不同的特征,内层碳酸盐含量比外层高,内层的碳酸盐矿物也更富含MgCO3,并且矿物颗粒较大,结晶程度较高;外层的铝、硅等陆源碎屑元素比内层含量高.内外层的碳、氧同位素也具有明显差别.对于研究的两个样品,内层的δ13 C分别为-40.80×10-3和-31.27×10-3,δ18 O分别为2.67×10-3和2.00×10-3,而外层的δ13 C分别为-31.26×10-3和-30.99×10-3,δ18O分别为0.48×10-3和1.85×10-3.结合前人在该区域附近的研究结果认为,烟囱状碳酸盐岩具有内层比外层相对较负δ13C和较为富集δ18O的特征.1 mm间隔取样的δ13C和δ18O剖面变化与烟囱状碳酸盐岩的圈层结构吻合较好,由外层至内层δ13C的变化范围为-27.50×10-3~-32.05×10-3,δ18O的变化范围为0.78×10-3~2.34×10-3.外层6 mm的δ13 C和δ18O具有明显的负线性相关,相关系数γ2为0.996 7.根据上述特征,讨论了渗漏甲烷流体的性质、扩散机制及对沉积环境的影响,推测具有圈层结构的烟囱状碳酸盐岩是由单一渗漏通道形成的,生长顺序有待进一步定年证实.烟囱外部6 mm受海水影响较大.研究结果对于恢复南海北部陆坡甲烷渗漏系统、建立冷泉和热泉之间的联系具有一定意义.%Some cold-seep carbonate chimneys collected from the north continental slope of the South China Sea were studied for petrology, mineralogy and geochemistry. The cross cut samples clearly showeddistinctive layers. In the inner layer, the carbonate content was higher, and contained higher MgCO3 and bigger minerals, and the minerals crystallized better. While the outer layer contained higher detritus such as Al and Si. The isotopes compositions of δ13C and δ18O were different between the inner and outer layers. For the two studied samples, in the inner layer, δ13C is —40. 8×10-3 and —31. 27×10-3 ,and δ18O is 2.67×10-3and 2. 00× 10-3, inrn3dividually, and in the outer layer, δ13C is -31. 26×10-3 and -30. 99×10-3, and δ18O is 0. 48×10-3 and 1. 85×10-3, individually. Integrating the former researches near this area, the pattern that δ13C was increasing and δ18O was decreasing from the inner layer to the outer layer. The δ13C and δ18O curves using lmm interval samples range from —27. 50 ×10-3 to —32. 05 × 10-3 and 0. 78 × 10-3 to 2. 34 × 10-3 from the outer layer to the inner layer individually, which showed the layer structure well. In the outer 6 mm, the δ13C and δ18O had a strongly negative correlation, which correlation coefficient r2 was 0. 996 7. According to the above results, the characteristic of CH4 fluid, its diffusing model and its influences on the sedimentary environment were discussed. The carbonate chimneys studied in this paper were supposed to form in a single channel, but which layer was older needs more dating researches. The outer 6 mm was influenced strongly by the seawater. The results can be used to recover the methane seep system of the northern continental slope of the South China Sea and can also give some relationships between cold seeps and hydrothermal seeps.【总页数】8页(P82-89)【作者】杨克红;初凤友;赵建如;韩喜球;叶黎明;章伟艳【作者单位】国家海洋局海底科学重点实验室,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012;国家海洋局海底科学重点实验室,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012;国家海洋局海底科学重点实验室,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012;国家海洋局海底科学重点实验室,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012;国家海洋局海底科学重点实验室,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012;国家海洋局海底科学重点实验室,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012【正文语种】中文【中图分类】P736.4+1【相关文献】1.南海东北陆坡烟囱状冷泉碳酸盐岩生长剖面的碳、氧同位素特征与生长模式 [J], 陈选博;韩喜球2.南海北部冷泉碳酸盐岩的矿物、岩石及地球化学研究进展 [J], 佟宏鹏;冯东;陈多福3.南海北部陆坡九龙甲烷礁冷泉碳酸盐岩沉积岩石学特征 [J], 邬黛黛;吴能友;叶瑛;韩喜球;黄永样;SUESS E4.南海北部烟囱状碳酸盐岩记录的冷泉流体活动演化特征研究 [J], 刘关勇;王旭东;黄慧文;孙跃东;梁前勇;李牛;胡钰;冯东5.南海北部冷泉碳酸盐岩中钙质生物壳体和自生碳酸盐矿物的 Mg/Ca、Sr/Ca 及其环境指示 [J], 杨克红;初凤友;朱继浩;马维林;董彦辉因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
冷泉
冷泉是以水、碳氢化台物(天然气和石油)、硫化氢或二氧化碳为主要成分,受压力梯度影响从沉积体中运移和排放出。
温度与海水相近并具有一定流速的流体(本文指以甲烷为主要成分的冷泉)。
导致冷泉形成的因素很多,主要有:
(1)全球气候变暖或变冷事件使极地冰盖消融或凝结,改变海水的体积造成海底压力的变动和温度变化;
(2)构造抬升或海平面下降使压力降低;
(3)沉积物埋藏、海底沉积物滑动、运移及重新沉积;
(4)与地震活动有关的压力快速变化、火山喷发、地温梯度升降;
(5)海底底层水变暖或温盐环流变化,冬季变冷和夏季升温引起的海底环境变化。
海底冷泉一般发现于深海扩张中心、汇聚板块边界、被动/主动大陆边缘、弧前盆地、断层、泥火山发育的海域。
与热液喷泉具有挥发性和短暂性的特征不同,冷泉排溢是缓慢和持续的。
全球冷泉分布广泛,从热带海域到两极极区、从浅海陆架到深海海沟均有分布。
根据冷泉喷溢的速度将冷泉分为喷发冷泉、快速冷泉和慢速冷泉。
目前世界上发现的冷泉太部分是快速喷发的冷泉,具有资源意义和生物价值。
慢速冷泉是浅表层的生物成因气以及缓慢来源于深部的热成因气在相对透水的粗粒沉积层运移,一般不形成排放口或特征冷泉地貌,冷泉生物不发育或零星发育。
管状蠕虫、蛤类、贻贝类较少,易形成菌席结构。
南海海马冷泉区沉积物孔隙水地球化学特征对冷泉活动的指示孙国静;管红香;张志顺;赵彦彦;冯俊熙;杨俊;张广璐;张雅茹;魏浩天;刘盛【期刊名称】《海洋地质与第四纪地质》【年(卷),期】2024(44)1【摘要】海马冷泉位于南海琼东南海域,是南海迄今发现的两个活动冷泉之一。
我们对海马冷泉Rov2和PC3站位两个活塞重力柱沉积物孔隙水的阴阳离子、溶解无机碳(DIC)及其碳同位素组成和Sr、Ba含量等进行了分析。
结果表明,两个站位孔隙水DIC含量(Rov2和PC3最大DIC含量分别为27.4、8.5 mM)和δ^(13)CDIC(Rov2和PC3站位最低值分别为-54.63‰和-48.93‰)具有明显的镜像关系。
结合孔隙水硫酸盐浓度的变化特征,Rov2和PC3站位的硫酸盐-甲烷界面(SMI)分别位于约485和410 cm。
通过模拟估算,Rov2和PC3站位向上甲烷通量分别为67.4和97.2 mol·m^(-2)·ka^(-1),较浅的SMI深度与相对较高的甲烷通量相一致。
SMI附近极低的孔隙水δ^(13)CDIC值指示了AOM作用的发生及其对DIC的贡献。
在Rov2站位,自生碳酸盐矿物以高镁方解石为主,阳离子Ca^(2+)、Mg^(2+)和Sr^(2+)含量随深度增加并表现出与SO_(4)^(2−)阴离子含量相似的变化特征。
在SMI附近,随着SO_(4)^(2−)的消耗、有机质的矿化将大量的Ba^(2+)和PO_(4)^(3-)释放进入孔隙水。
因此,冷泉孔隙水地球化学特征的变化能帮助我们有效识别渗漏活动过程,对AOM作用下物质的迁移与转化具有重要的指示意义。
【总页数】14页(P1-14)【作者】孙国静;管红香;张志顺;赵彦彦;冯俊熙;杨俊;张广璐;张雅茹;魏浩天;刘盛【作者单位】中国海洋大学海洋地球科学学院深海圈层与地球系统教育部前沿科学中心;崂山实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室;中国地质调查局广州海洋地质调查局【正文语种】中文【中图分类】P736.4【相关文献】1.南海东沙海域浅表层柱状沉积物孔隙水地球化学特征及对冷泉流体活动的指示2.南海珠江口盆地西部海域海马冷泉区表层沉积物的生物标志物特征3.冷泉渗漏对海洋沉积物氧化还原环境地球化学识别的影响--以南海东北部F站位活动冷泉为例4.南海北部海马冷泉区表层沉积物的AOM生物标志化合物特征及意义因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
南海东沙海域冷泉渗漏区沉积物稀土元素地球化学特征邬黛黛;杨飞;黄霞;潘梦迪;孙甜甜;刘丽华;吴能友【期刊名称】《海洋地质与第四纪地质》【年(卷),期】2017(37)5【摘要】东沙海域是我国典型的冷泉活动区,该区域表层沉积物的稀土元素地球化学特征不仅受其源区控制,同时也可能会受到冷泉渗漏活动的影响。
本文选取位于南海北部陆坡973-4站位的柱状样为研究对象,该站位位于21°54.3247’N、118°49.0818’E,水深为1 666m,柱状样总长1 375cm,采用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)等分析测试方法,测得样品的稀土元素以及部分微量和主量元素数据,并结合总碳(TC)、总有机碳(TOC)以及有孔虫质量分数等数据,探讨了冷泉泄漏对周围成岩环境及沉积物稀土元素地球化学特征的影响。
结果发现,973-4站位柱状样在海底以下459~619cm深度范围内稀土元素含量整体异常减少,但所有样品稀土元素分布模式及相关稀土元素参数均十分一致。
结合冷泉活动研究,表明该区域沉积物元素地球化学特征的异常与物源无关,是受自生碳酸盐岩的增加所影响。
此外,通过分析δCe值随深度的变化以及自生碳酸盐岩和硫酸盐-甲烷转换带(SMTZ)的分布情况发现三者相关度很高,表明自生碳酸盐岩的增加很可能是该区域发生的冷泉渗漏导致的甲烷厌氧氧化作用(AOM)所产生的。
【总页数】11页(P59-69)【关键词】稀土元素;冷泉渗漏;东沙海域;自生碳酸盐岩【作者】邬黛黛;杨飞;黄霞;潘梦迪;孙甜甜;刘丽华;吴能友【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,广州510640;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;中国科学院大学,北京100049;中国地质调查局油气资源调查中心,北京100029;国土资源部天然气水合物重点实验室,中国地质调查局青岛海洋地质研究所,青岛266071【正文语种】中文【中图分类】P736.4【相关文献】1.南海北部东沙海域浅层沉积物孔隙水地球化学示踪深部水合物发育特征 [J], 丛晓荣;曹运诚;苏正;陈多福2.南海东沙海域浅表层柱状沉积物孔隙水地球化学特征及对冷泉流体活动的指示[J], 梁华催;梁前勇;胡钰;罗敏;曹运诚;张文进;陈多福3.南海北部东沙海域水合物区浅表层沉积物的地球化学特征 [J], 邬黛黛;吴能友;付少英;梁金强;管红香4.南海西南海域表层沉积物微量和稀土元素地球化学特征及其意义 [J], 蔡观强;邱燕;彭学超;钟和贤因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。