神狐海域水合物沉积层稀土元素地球化学特征.pdf

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1、第30卷第3期2012年9月海洋学研．究JoURNALoFMARINESCIENCESV01．30No．3Sept．，2012文章编号：1001—909X(2012)03—0035—09神狐海域水合物沉积层稀土元素地球化学特征王彦美1’2，韩冰1，吴能友2，赵明辉3(1．广州海洋地质调查局，广东广州510760；2．中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室，中国科学院广州能源研究所，广东广州510640；3．中国科学院边缘海地质重点实验室，中国科学院南海海洋研究所，广东广州5]0301)摘要：利用ICP—MS对神狐

2、海域天然气水合物SHW2和SHW7两钻孔柱状样品含水合物层沉积物中的稀土元素进行了分析和研究，结果表明：SHW2及SHW7两钻孔各12个样品的EREE丰度平均值与上陆壳的平均值接近；沉积物中轻稀土和重稀土存在显著分异，两钻孔稀土元素配分模式相近，与上陆壳和代表上地壳平均值的澳大利亚后太古代页岩(PAAs)的稀土元素分布形态相似，并继承了源区母岩性质，显示出物源主体为陆源岩。两钻孔稀土参数剖面图显示，稀土总量(∑REE)和轻稀土总量(LREE)、重稀土总量(HREE)具有很好的正相关性，6Ce与6Eu基本显示负相关，推测

3、其沉积物源具有相似性。关键词：天然气水合物；稀土元素；地球化学特征；神狐海域；南海北部中图分类号：P736．4文献标识码：A0引言我国在天然气水合物领域的调查研究虽起步较晚，目前仍处于资源调查阶段，但已取得很大进展[1]。有研究发现，在南海北部陆坡中段的神狐海域地震剖面中，有拟海底反射(BSR)[2]，这一天然气水合物存在标志的发现，表明该海域具有较好的天然气水合物的成矿条件，大量研究也表明，神狐海域是中国海域天然气水合物成矿条件和找矿前景最好的地区[3。7]。稀土元素地球化学特征分析对于指示天然气水合物沉积层的物源及

4、沉积环境具有重要意义。以往的研究者对南海表层及柱状沉积物中稀土元素地球化学特征的研究认为，陆坡和海盆区虽然存在海底自生作用、生物作用和火山作用，但其物质来源仍以陆源为主[8’16。，相关研究中多侧重于对表层沉积物的研究，而针对天然气水合物赋存区的海洋沉积物稀土元素地球化学特征的研究则鲜有报道。本文选取广州海洋地质调查局2007年钻获天然气水合物实物的两钻孔(SHW2和SHW7)含水合物层沉积物，利用ICP—MS对稀土元素进行了测定，分析了其地球化学特征，为未来该海域含天然气水合物层的沉积环境及沉积物源方面的研究提供科学

5、依据。1地质背景及取样位置南海是西太平洋最大的边缘海之一，位于欧亚板块、太平洋板块和印度洋板块的交汇处；地处中低纬度带，经历了先拉张后挤压的应力场变化，具有独特的边缘构造特征[6^”]。神狐海域位于南海北部陆坡珠江口盆地、神狐隆起和尖峰北盆地附近，海底地形变化相对平缓，水深为300～3500m，水深线与海岸线大致平行，地形由北西向南东倾斜，平均坡降为13．6‰，平均坡角达7。40’；在海区西北和陆架转折带收稿日期：201卜06一13修回日期：2012-02—13基金项目：中国科学院知识创新工程资助项目(KZCX2一Yw

6、—Q05—04)；中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室开放基金资助项目(0907k8)；国土资源部中国地质调查局引进现代分析测试设备配套方法研究资助项目(1212010816025)作者简介：王彦美(1979一)，女，山东曲阜市人．工程师，硕士研究生，主要从事地球化学方面的研究。E—mail：wangyanmei@163．corn·36海洋学研究30卷3期及上陆坡附近，海底地形及坡度变化较大，向东南部水深缓慢增加¨71；钻获水合物样品的两钻孔即位于珠江口盆地珠二坳陷的神狐海域(图1)，其中SHW2和SHW7岩心

7、水深分别为1230m和1108m，岩心长度分别为238m和194m；现场钻探显示，SHW2和SHw7两岩心含水合物层分别位于195～225m¨I(H121}()kT11巳15ii巴!!!皇图l研究区构造位置图(据文献[6]修改)Fig．1Tectonicmapofstudyarea(afterreferenceE6j)和155～175m，水合物呈分散浸染状分布，饱和度为20％～43％，释放出的气体中甲烷含量达99．7％～99．8％[1。。2样品及实验以广州海洋地质调查局2007年在南海北部陆坡神狐海域钻获的天然气水合物

8、岩心为研究样品，根据陈芳等[5]2009年的研究成果，选取了SHW2和SHW7两个钻孔岩心沉积物柱状样中的含水合物层的样品各12个，钻孔和岩心等信息见表1和表2。表l两个钻孔样品的基本信息Tab．1SamplesinformationofstationsSHW2andSHW7陈芳等¨1对SHW2和SHW7两钻孔岩心沉积物的研究发现