BR：滑坡對深海冷泉活動的控制作用研究取得新進展
文章來源：王吉亮 | 發布時間：2024-01-11 | 【打印】 【關閉】
近日，深海地球物理與資源研究室王吉亮副研究員與合作者在國際地學期刊Basin Research發表題為Submarine fluid flow system feeding methane emission in the northern South China Sea的研究成果，研究瓊東南盆地支撐冷泉活動的海底流體活動系統結構特征和發育演化規律，揭示了海底滑坡對冷泉活動性的控制作用。
冷泉活動是地球跨圈層物質循環和能量交換的重要方式，能夠支撐獨特的化能合成生態系統，冷泉釋放的甲烷會造成海水酸化甚至影響全球氣候變化。最新探測表明，冷泉活動在深海環境中（水深 > 500 m）廣泛存在，與淺海相比，深海地層甲烷在到達海底之前首先經過水合物穩定帶。傳統認為甲烷在穩定帶內會形成水合物，降低地層滲透性，阻礙甲烷的垂向運移。目前對于地層甲烷如何穿過水合物穩定帶的過程和機理的認識仍很不足。
針對上述問題，該研究以瓊東南盆地松南低凸起上發育的活躍冷泉為研究目標，基于三維地震和測井數據，發現支撐海底冷泉活動的流體系統由上下兩部分組成。研究區內水合物穩定帶之下發育3個大型氣云構造（Gas cloud），在內部發育斷層。在氣云之上的水合物穩定帶內發現28個流體管道（Pipe）穿透3套垂向堆疊的滑坡沉積體到達海底。研究認為氣云構造內的斷層和流體管道垂向相連，共同組成支撐冷泉活動的海底流體活動系統。
圖1. 瓊東南盆地深水區發育活躍“冷泉”的海底流體活動系統
該研究表明水合物穩定帶內低滲透性滑坡沉積而非含水合物地層封存了下伏游離氣。連續在海底發生的3期滑坡導致水合物穩定帶快速向上遷移，原穩定帶底界附近水合物分解，而新底界之上短時間內不能生成大量水合物形成有效封存。游離氣進入水合物穩定帶并向上運移，在低滲透性滑坡沉積底部聚集，形成超壓，達到臨界值發生水利壓裂，形成流體管道，甲烷發生滲漏。多期滑坡存在表明該過程重復發生，可能導致冷泉間歇性活動。該研究表明滑坡對海底冷泉活動具有控制作用，低滲透性滑坡沉積如同“閥門”，管理海底冷泉甲烷釋放。
圖2.海底滑坡對海底冷泉甲烷釋放的控制作用模型圖
論文第一作者和通訊作者為王吉亮副研究員，中國地質調查局青島海洋地質研究所李昂副研究員為共同通訊作者，合作單位還包括挪威能源研究所和中海油研究總院。該研究受中國科學院青年創新促進會、海南省高層次人才項目、國家自然科學基金和嶗山實驗室項目的共同資助。
論文信息：Wang, J., Li, A., Wang,L. H., Wu, S., & Li, Q. (2024). Submarine fluid flow system feeding methane emission in the northern South China Sea. Basin Research, 36, e12839.
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/bre.12839
Copyright © 中國科學院深海科學與工程研究所 備案證號：瓊ICP備13001552號-1
瓊公網安備 46020102000014號
地址: 三亞市鹿回頭路28號 郵編：572000 網站維護：深海所辦公室 郵箱：office@idsse.ac.cn
