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珠江口及其邻近海域沉积物甲烷-硫酸根界面分布深度及影响因素
被引量：
6
1
作者
吴自军
周怀阳
彭晓彤
《海洋与湖沼》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第3期249-260,共12页
利用化学和稳定同位素化学等方法分析研究区沉积物间隙水甲烷和硫酸根、pH和ΣCO2以及δ13C-CH4和δ13C-ΣCO2的垂直剖面分布。结果显示,间隙水硫酸根浓度呈线性梯度减小,至沉积物甲烷-硫酸盐界面(sulfate-methane interface,SMI)附近,...
利用化学和稳定同位素化学等方法分析研究区沉积物间隙水甲烷和硫酸根、pH和ΣCO2以及δ13C-CH4和δ13C-ΣCO2的垂直剖面分布。结果显示,间隙水硫酸根浓度呈线性梯度减小,至沉积物甲烷-硫酸盐界面(sulfate-methane interface,SMI)附近,硫酸盐几乎全部消耗而甲烷浓度急剧增大;与此同时,间隙水pH和ΣCO2在该深度位置明显升高。间隙水地球化学特征揭示了沉积物发生了AOM作用。在AOM过程中,由于12CH4氧化速率较13CH4快,故引起沉积物间隙水剩余甲烷的碳同位素偏重,而δ13C-ΣCO2值变为极负.珠江口QA11-2、QA12-9、QA12-14和GS-1四个站位SMI对应深度分别为12cm、38cm、50cm和204cm,而南海BD-7站位由间隙水硫酸根剖面变化推算约为600cm。从珠江河口到南海沉积物,由于受陆源输入的减少,表层沉积物有机质含量呈降低趋势。有机质输入量及其活性的高低是制约了沉积物SMI分布深浅的关键因素,这是由于高含量的活性有机质一方面可加速间隙水硫酸根通过有机质再矿化分解作用途径消耗;另一方面可引起向上扩散进入AOM反应带的甲烷通量增大,使得通过AOM作用的硫酸根消耗通量相应增大,其结果造成沉积物SMI的上移。根据沉积物C/N比值以及13C剖面变化,推断AOM作用的可能发生机制是由于在沉积物表层再矿化作用过程中,因一部分活性有机质被大量消耗,导致进入沉积物硫酸根还原带底部的活性有机质数量相应减少,从而引起部分硫酸根转为与甲烷发生反应,并在微生物的作用下完成AOM过程。
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关键词
沉积物间隙水
硫酸根
还原
甲烷
厌氧氧化(AOM)
甲烷
-
硫酸根
界面
(SMI)
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职称材料
海洋天然气水合物发育顶界模拟——沉积物毛细管作用影响
2
作者
曹运诚
周海玲
+1 位作者
郑子涵
陈多福
《沉积学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期1229-1238,共10页
【目的】海洋沉积物孔隙内部的毛细管作用可以升高水合物—水二相甲烷的溶解度,影响天然气水合物的分布。确定毛细管作用对水合物发育顶界的影响,可以为水合物的成藏演化研究及水合物勘察提供理论支撑。【方法】考虑毛细管作用,根据甲...
【目的】海洋沉积物孔隙内部的毛细管作用可以升高水合物—水二相甲烷的溶解度,影响天然气水合物的分布。确定毛细管作用对水合物发育顶界的影响,可以为水合物的成藏演化研究及水合物勘察提供理论支撑。【方法】考虑毛细管作用,根据甲烷的质量守恒,建立了基于海底沉积物孔隙水硫酸根浓度计算水合物发育顶界深度的模型,利用数值模拟方法研究布莱克海台ODP994站位沉积物孔隙毛细管作用影响下的甲烷浓度分布和水合物发育顶界。【结果与结论】模拟计算显示考虑实际孔径计算的ODP994站位水合物发育顶界为194 m,与实际的水合物发育顶界深度一致。毛细管作用可以增大水合物—水二相甲烷溶解度,使生成水合物所需甲烷浓度升高。毛细管作用升高流体溶解的甲烷浓度,有利于甲烷运移到更浅的深度,可以使水合物发育顶界更浅。水合物顶界附近的局部的最大孔径沉积层具有更小的水合物-水二相甲烷溶解度,是水合物发育顶界优先发育位置。因此,确定水合物稳定带内的沉积物孔隙特征,是评估天然气水合物顶界的重要基础。
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关键词
毛细管作用
硫酸根甲烷界面
甲烷
通量
水合物发育顶界
数值模拟
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职称材料
海洋天然气水合物发育顶界的模拟计算
被引量：
10
3
作者
曹运诚
陈多福
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第2期618-627,共10页
天然气水合物顶界的确定对于其资源评价十分重要,但目前还没有很好的方法来确定.本文利用在甲烷-硫酸根(SMI)界面硫酸根与甲烷所消耗的量相等和水-天然气水合物二相体系甲烷溶解度模型,建立了水合物顶界埋深计算的数学模型,并考虑硫酸...
天然气水合物顶界的确定对于其资源评价十分重要,但目前还没有很好的方法来确定.本文利用在甲烷-硫酸根(SMI)界面硫酸根与甲烷所消耗的量相等和水-天然气水合物二相体系甲烷溶解度模型,建立了水合物顶界埋深计算的数学模型,并考虑硫酸根氧化有机质和微生物原位甲烷生成的影响.计算的ODP1245和IODP1327站位水合物顶界埋深分别为53mbsf和83mbsf,与钻探获得的水合物顶界埋深相吻合.
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关键词
硫酸根
浓度剖面
甲烷
-
硫酸根
界面
甲烷
通量
水合物顶界
数值模型
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职称材料
题名
珠江口及其邻近海域沉积物甲烷-硫酸根界面分布深度及影响因素
被引量：
6
1
作者
吴自军
周怀阳
彭晓彤
机构
同济大学海洋地质国家重点实验室
中国科学技术大学地球与空间学院
出处
《海洋与湖沼》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第3期249-260,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目,40803020号
同济大学海洋地质重点实验室开放基金项目,MG023号
文摘
利用化学和稳定同位素化学等方法分析研究区沉积物间隙水甲烷和硫酸根、pH和ΣCO2以及δ13C-CH4和δ13C-ΣCO2的垂直剖面分布。结果显示,间隙水硫酸根浓度呈线性梯度减小,至沉积物甲烷-硫酸盐界面(sulfate-methane interface,SMI)附近,硫酸盐几乎全部消耗而甲烷浓度急剧增大;与此同时,间隙水pH和ΣCO2在该深度位置明显升高。间隙水地球化学特征揭示了沉积物发生了AOM作用。在AOM过程中,由于12CH4氧化速率较13CH4快,故引起沉积物间隙水剩余甲烷的碳同位素偏重,而δ13C-ΣCO2值变为极负.珠江口QA11-2、QA12-9、QA12-14和GS-1四个站位SMI对应深度分别为12cm、38cm、50cm和204cm,而南海BD-7站位由间隙水硫酸根剖面变化推算约为600cm。从珠江河口到南海沉积物,由于受陆源输入的减少,表层沉积物有机质含量呈降低趋势。有机质输入量及其活性的高低是制约了沉积物SMI分布深浅的关键因素,这是由于高含量的活性有机质一方面可加速间隙水硫酸根通过有机质再矿化分解作用途径消耗;另一方面可引起向上扩散进入AOM反应带的甲烷通量增大,使得通过AOM作用的硫酸根消耗通量相应增大,其结果造成沉积物SMI的上移。根据沉积物C/N比值以及13C剖面变化,推断AOM作用的可能发生机制是由于在沉积物表层再矿化作用过程中,因一部分活性有机质被大量消耗,导致进入沉积物硫酸根还原带底部的活性有机质数量相应减少,从而引起部分硫酸根转为与甲烷发生反应,并在微生物的作用下完成AOM过程。
关键词
沉积物间隙水
硫酸根
还原
甲烷
厌氧氧化(AOM)
甲烷
-
硫酸根
界面
(SMI)
Keywords
Sediment pore water, Sulfate reduction, Anaerobic oxidation of methane （AOM）, Sulfate-methane interface （SMI）
分类号
P734 [天文地球—海洋化学]
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职称材料
题名
海洋天然气水合物发育顶界模拟——沉积物毛细管作用影响
2
作者
曹运诚
周海玲
郑子涵
陈多福
机构
上海海洋大学海洋科学与生态环境学院
出处
《沉积学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期1229-1238,共10页
基金
国家自然科学基金项目(41730528,41776050)
国家重点研发计划(2018YFC0310001)。
文摘
【目的】海洋沉积物孔隙内部的毛细管作用可以升高水合物—水二相甲烷的溶解度,影响天然气水合物的分布。确定毛细管作用对水合物发育顶界的影响,可以为水合物的成藏演化研究及水合物勘察提供理论支撑。【方法】考虑毛细管作用,根据甲烷的质量守恒,建立了基于海底沉积物孔隙水硫酸根浓度计算水合物发育顶界深度的模型,利用数值模拟方法研究布莱克海台ODP994站位沉积物孔隙毛细管作用影响下的甲烷浓度分布和水合物发育顶界。【结果与结论】模拟计算显示考虑实际孔径计算的ODP994站位水合物发育顶界为194 m,与实际的水合物发育顶界深度一致。毛细管作用可以增大水合物—水二相甲烷溶解度,使生成水合物所需甲烷浓度升高。毛细管作用升高流体溶解的甲烷浓度,有利于甲烷运移到更浅的深度,可以使水合物发育顶界更浅。水合物顶界附近的局部的最大孔径沉积层具有更小的水合物-水二相甲烷溶解度,是水合物发育顶界优先发育位置。因此,确定水合物稳定带内的沉积物孔隙特征,是评估天然气水合物顶界的重要基础。
关键词
毛细管作用
硫酸根甲烷界面
甲烷
通量
水合物发育顶界
数值模拟
Keywords
capillary effect
sulfate-methane interface
methane flux
top occurrence of gas hydrate
numerical simulation
分类号
P618.13 [天文地球—矿床学]
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职称材料
题名
海洋天然气水合物发育顶界的模拟计算
被引量：
10
3
作者
曹运诚
陈多福
机构
中国科学院南海海洋研究所边缘海地质重点实验室
中国科学院广州地球化学研究所边缘海地质重点实验室
出处
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第2期618-627,共10页
基金
中国科学院国际重大合作项目(KZCX2-YW-GJ03)
国家自然科学基金(91228206
+2 种基金
41306044
41276057)
广州地球化学研究所135项目(Y234021001)资助
文摘
天然气水合物顶界的确定对于其资源评价十分重要,但目前还没有很好的方法来确定.本文利用在甲烷-硫酸根(SMI)界面硫酸根与甲烷所消耗的量相等和水-天然气水合物二相体系甲烷溶解度模型,建立了水合物顶界埋深计算的数学模型,并考虑硫酸根氧化有机质和微生物原位甲烷生成的影响.计算的ODP1245和IODP1327站位水合物顶界埋深分别为53mbsf和83mbsf,与钻探获得的水合物顶界埋深相吻合.
关键词
硫酸根
浓度剖面
甲烷
-
硫酸根
界面
甲烷
通量
水合物顶界
数值模型
Keywords
Sulfate profile
Sulfate-methane interface
Methane flux
Top occurrence of gas hydrate
Numerical model
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
珠江口及其邻近海域沉积物甲烷-硫酸根界面分布深度及影响因素
吴自军
周怀阳
彭晓彤
《海洋与湖沼》
CAS
CSCD
北大核心
2009
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
海洋天然气水合物发育顶界模拟——沉积物毛细管作用影响
曹运诚
周海玲
郑子涵
陈多福
《沉积学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
海洋天然气水合物发育顶界的模拟计算
曹运诚
陈多福
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
10
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职称材料
已选择
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