南海北部西沙海槽沉积物管状黄铁矿特征及其形成机理

发布时间：2024-03-17 11:11

　　南海北部西沙海槽S1站位的岩心柱沉积物中广泛发育自生矿物黄铁矿,其形态以管状为主,且具有内部中空的圈层结构。使用扫描电镜、电子探针、LA-ICP-MS、SIMS等测试方法研究了管状黄铁矿的形态及圈层结构,结果显示:(1)管状黄铁矿发育内部中空的圈层结构,其中内圈层(Ipy)由莓球状黄铁矿呈五角十二面体紧密堆积组成,外圈层(Opy)由晶形较好晶粒较大的八面体黄铁矿组成,并混有沉积碎屑及钙质生物壳体;(2)内圈层和外圈层分别呈现出贫S富Fe和富S贫Fe的特征,其成因是甲烷渗漏造成的局部还原环境使得As进入黄铁矿中导致晶格空缺或被扭曲,从而促进Ni、Co、Cu、Zn、Pb等微量元素的掺入;(3)内圈层、外圈层发生了明显的硫同位素分馏现象,内圈层中δ³⁴S平均为-37. 8‰,外圈层中δ34S平均为-29. 3‰。研究认为,管状黄铁矿作为曾经甲烷渗漏的通道,其生长机制可分为3个阶段:(1)气水通道形成阶段:向上运移的甲烷流体在沉积物孔隙中逐渐形成气水通道;(2)外圈层形成阶段:当向上运移的甲烷与硫酸盐发生甲烷厌氧氧化时,逐渐形成晶体较大、晶形较好的八面体黄铁矿外圈层;(3...

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图7南海北部西沙海槽管状黄铁矿硫同位素特征(a)和世界主要天然气水合物区自生黄铁矿硫同位素组成(b)

图6主成分分析法获取的南海北部西沙海槽管状黄铁矿内、外圈层的旋转因子载荷5.4管状黄铁矿的生长机制分析

图1南海北部西沙海槽地理位置

S1站位水深1777im，岩心柱总长为194im，沉积历史完整，岩心岩性均匀，沉积序列较为连续，无明显扰动和异常沉积物，整体处于一个稳定的沉积环境，记录了西沙海槽在正常海洋环境下的稳定沉积。3研究资料与方法

图3南海北部西沙海槽管状黄铁矿的圈层结构

1)管状黄铁矿内圈层。由莓球状黄铁矿呈五角十二面体紧密堆积而成(图4-a)，莓球状黄铁矿具有草莓状黄铁矿核和径向过生长的外壳构造(图4-b)，草莓状黄铁矿核由大小均匀的黄铁矿微晶排列组成，直径约为6～10iμm;过生长的外壳构造具有3～10iμm的可变宽度，填充了框架体之间的初始....

图4南海北部西沙海槽管状黄铁矿形貌特征及能谱(EDS)分析

图3南海北部西沙海槽管状黄铁矿的圈层结构2)管状黄铁矿外圈层。由直径为10～15iμm的大颗粒自形黄铁矿晶体组成，呈良好的八面体形态(图4-g)，并混有沉积碎屑及丰富的有孔虫壳体，有孔虫壳体发生黄铁矿化或黄铁矿在有孔虫壳体内形成聚集，形成有孔虫壳体状黄铁矿(图4-h)。

本文编号：3930943