海拉尔盆地贝尔凹陷火山碎屑岩自生碳酸盐矿物分布及对储层物性的影响

为了查明火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物的分布特征及对储层物性的影响,以海拉尔盆地贝尔凹陷火山碎屑岩为研究对象,调查火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物的类型,并通过统计50余口探井的碳酸盐含量及储层物性数据,探讨其分布特征及对储层物性的影响。结果表明:海拉尔盆地贝尔凹陷火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物主要为方解石和白云石,其次为菱铁矿、片钠铝石和铁白云石;纵向上随着埋藏深度增加出现两个碳酸盐含量高值带,分别出现在1 500～1 900m和2 200～2 700m深度,前者主要为以胶结作用为主的连生方解石和显晶方解石及菱铁矿,后者主要为以交代作用为主的晚期方解石、白云石、铁白云石和片钠铝石;湖底扇等分选较差的沉积相为碳酸盐矿物发育的有利相带,扇-辫状河三角洲相为次有利相带;靠近德尔布干深大断裂的井碳酸盐含量要高于远离该断裂的井,且在该断裂附近的德2、德6和德8等井中见片钠铝石自生矿物,这主要因为断层是CO2逸散的通道,断层处的富CO2流体能够与围岩反应生成碳酸盐矿物;熔结凝灰岩和凝灰岩中的碳酸盐矿物含量要高于沉凝灰岩、凝灰质砂岩及普通砂岩,这主要因为火山岩及火山碎屑物质中金属离子含量高,易于释放,从而结合CO23-形成碳酸盐矿物;贝尔凹陷内储层孔隙度和渗透率等参数与碳酸盐含量呈负相关关系,说明碳酸盐含量对储层物性主要起破坏作用。

布莱克海岭底辟中与气体水合物分解和流体排溢作用有关的自生碳酸盐特征

在美国卡罗莱纳隆起带的布莱克海岭底辟中(ODP站点996#)，自生碳酸盐在几条延线位置0～52mbsf深度的沉积物中出现。该站点出现的化能自养生物由海底BSR反射层之下的活动喷泉提供养料。气体水合物在海底近表沉积物的几个间隔取样层中均有发现。碳酸盐结核主要由圆粒状、似棱角状内成碎屑和蚌类碎片胶结的碳酸盐组成。电子探针和X射线衍射分析表明，文石是主要的自生碳酸盐矿物。自生文石以微晶胶结物和孔洞充填放射纤维状晶体的形式出现。自生文石的δ^13C值在-48．4‰～-30．5‰(PDB)变化，表明文石中的C元素来自于BC亏损的甲烷。在上部10mbsf深度、接近沉积物/海水分界面的孔隙水里∑CO2的δ^13C值大部分为负值(-38‰±59‰)，但在25mbsf以下则主要为+5‰±6‰。因为碳酸盐的C来源于HCO3^-，所以在10mbfs深度以上的碳酸盐的δ^13C值与孔隙水的δ^13C值的差异表明，碳酸盐主要在海底表面附近形成。不同深度碳酸盐沉积物氧同位素比值出现1‰的差异，都可能与冰期和间冰期时代的海底底层水的变化有关。我们对13个碳酸盐样品进行了Sr同位素的测试，^87Sr／^86sr值在0．709125和0．709206之间，平均值为0．709165，该值反映了这些样品与赋层沉积物的形成时间相同。此外，从996#站点所采集的6个孔隙水样品的^87Sr／^86sr值在0．709130和0．709204之间变化。以上这些样品的^87Sr/^86sr值与海水的^87Sr／^86Sr值(0．709175)、以及布莱克海岭其它站点(994#，995#，997#)相同采样深度的孔隙水的^87sr/^86sr值很相似，表明它们都来源于一个浅层的Sr源。996#站点的自生碳酸盐的^87sr／^86sr值不同于从沿着气体水合物稳定带基底延展的断层向上运移的流体中沉淀出来的碳酸盐的^87Sr／^86sr值。依照研究数据，我们没有发现碳酸盐随着其埋藏深度出现连续的成岩作用。因此，除了海底表面为碳酸盐壳外，古老的流体排溢点都没有被保留。从矿物的自生特点来看，显然它们仅形成于海底，它们垂直分布特点和沉积物年龄都暗示，该地区的流体排溢现象至少持续了60万年。

南海北部神狐水合物赋存区浅表层沉积物自生矿物特征及其成因探讨

通过对南海北部神狐海域Site5B和Site4B站位岩心柱沉积物中自生矿物的类型、形貌特点、丰度和稳定同位素特征的研究,探讨了自生矿物的成因机制。研究表明,沉积物中主要发育黄铁矿和碳酸盐类自生矿物。两个站位中发育的自生矿物的丰度、分布位置、晶体形貌和个体大小等存在明显差异,可能与不同站位中甲烷通量和深部构造有关。自生黄铁矿可能是硫酸盐与甲烷等烃类气体或有机质的厌氧氧化作用的产物,极低负值的硫同位素值可能与硫酸盐还原菌和单质硫歧化菌共同参与有关。自生碳酸盐矿物的成因则相对复杂,其形成过程受多种因素的综合影响。碳同位素值未表现出极低负值,可能是甲烷、有机质和正常海水等碳源混合的结果。

天然气水合物分解及其生态环境效应研究进展

了解大陆/大洋边缘地区天然气水合物形成与分解及其在海底沉积物、水体及海底化学自氧生物群落中的一系列物理、化学及生物作用有助于我们在全球和区域尺度上探讨天然气水合物分解对气候变化的影响;天然气水合物在碳循环中的作用和大陆边缘流体活动与物质交换机制等问题。从水合物分解与全球变暖、贫/缺氧甲烷氧化作用、自生矿物沉淀、化学自养生物群落等方面综述了水合物的环境生态效应研究进展。天然气水合物的形成/分解及其对海洋乃至全球环境生态变化的影响,深刻地反映了地球上岩石圈、水圈、大气圈和生物圈之间相互联系与相互作用,生物,特别是微生物对全球CH4的平衡和自生矿物沉淀至关重要。