李強(qiáng)，楊天邦，莊暢，鄧希光，王海峰，于淼

1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣州 510760 2.自然資源部海底礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510760

天然氣水合物，又稱“可燃冰”，是由水和天然氣在高壓低溫環(huán)境下形成的冰態(tài)、結(jié)晶狀籠形化合物,主要分布在一定水深的海底以下，作為一種全新的清潔能源，以能量密度大、資源量巨大和埋藏淺等特點(diǎn)成為地球上未來(lái)最大的能源庫(kù)，是新能源研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)[1-2]。全球海域天然氣水合物調(diào)查研究結(jié)果表明，天然氣水合物主要分布在主動(dòng)大陸邊緣的增生楔和被動(dòng)大陸邊緣的陸坡、島坡、濱外海底與海山以及邊緣盆地[3]，其中，增生楔上的斷裂、褶皺、滑塌體、泥底辟和泥火山[4]等特殊地質(zhì)體與水合物有著密切的關(guān)系。通過(guò)鉆探獲取海底天然氣水合物實(shí)物樣品是海底水合物勘查最有效的方法，但是成本較高。目前主要的水合物勘查手段有地質(zhì)構(gòu)造[5]、地球物理[6]、礦物學(xué)[7]、海洋生物[8]和地球化學(xué)[9]等，地質(zhì)構(gòu)造包括泥底辟、泥火山、滑塌體和增生楔[10]；地球物理主要有似海底反射層（bottom simulating reflection）標(biāo)志[11]；礦物學(xué)主要是碳酸鹽巖和黃鐵礦等自生礦物[12-13]；海洋生物主要包括細(xì)菌席、雙殼類生物、貽貝和管狀蠕蟲(chóng)等冷泉生物[14]；地球化學(xué)指標(biāo)主要有沉積物孔隙水中陰陽(yáng)離子、沉積物頂空氣甲烷和硫同位素等[15-16]。

地球化學(xué)異常是天然氣水合物研究最簡(jiǎn)單、高效的手段之一，已廣泛應(yīng)用于天然氣水合物形成與埋藏研究。地球化學(xué)異常主要包括海洋沉積物孔隙水陰陽(yáng)離子濃度[17-20]、鹽度異常與氧同位素耦合[21]、氫氧碳等穩(wěn)定同位素[22-23]、頂空氣甲烷和沉積物常微量元素[24-25]等指標(biāo)?？紫端厍蚧瘜W(xué)異常是天然氣水合物勘探的重要手段，通過(guò)孔隙水地球化學(xué)異常指標(biāo)的研究，可以解譯沉積物早期成巖作用和微生物地球化學(xué)過(guò)程。早期成巖過(guò)程中，由底層水向下擴(kuò)散的溶解硫酸鹽作為氧化劑，在微生物的作用下，可能發(fā)生有機(jī)碎屑的硫酸鹽還原（organoclastic sulfate reduction，OSR）反應(yīng)（式1）和甲烷厭氧氧化（anaerobic oxidation of methane，AOM）反應(yīng)[26]（式2），導(dǎo)致硫酸鹽的消耗和溶解無(wú)機(jī)碳的生成，溶解無(wú)機(jī)碳與底層水向下擴(kuò)散的Ca2+和Mg2+反應(yīng)生成自生碳酸鹽礦物[27]（式3），并導(dǎo)致孔隙水元素含量及同位素組成的變化[28]。大量研究表明，海洋沉積物孔隙水中濃度梯度已成為識(shí)別天然氣水合物最為重要的地球化學(xué)指標(biāo)，鄔黛黛等[29]利用濃度隨深度的變化規(guī)律，通過(guò)線性擬合估算SMI埋深；吳廬山等[30]對(duì)神狐海域的研究表明SMI深度是由上涌的甲烷通量決定的，甲烷通量的大小控制了SMI的深淺和硫酸鹽通量；Borowski等研究表明，根據(jù)沉積物孔隙水中的硫酸鹽和甲烷含量變化確定的SMI埋深以及沉積物中甲烷通量，可判斷下伏天然氣水合物的賦存狀況[31-32]。除此之外，還有一些其他的識(shí)別天然氣水合物的地球化學(xué)指標(biāo)，楊濤等[17]的研究成果表明：天然氣水合物區(qū)的沉積物孔隙水中和濃度明顯偏高，因而和濃度異?？勺鳛橐环N潛在的天然氣水合物地球化學(xué)勘查新指標(biāo)。

阿拉伯海北部是世界上生物產(chǎn)率最高和沉積速率很高的地區(qū)，在150～1100m的水深范圍內(nèi)存在一個(gè)最低含氧帶[33]。馬克蘭增生楔位于阿拉伯海北部，具有沉積厚度大、俯沖角度低、北向俯沖與斷裂南向活化和氣源充足等特征，增生楔上疊瓦狀逆沖斷層、泥底辟、泥火山和氣煙囪等發(fā)育[34]，是具有天然氣水合物勘查潛力的重要區(qū)域之一。為了揭示馬克蘭增生楔淺層沉積物地球化學(xué)特征及其對(duì)甲烷滲漏的響應(yīng)和識(shí)別標(biāo)志，進(jìn)而圈定調(diào)查區(qū)天然氣水合物有利區(qū)，本文對(duì)馬克蘭海域沉積物及孔隙水地球化學(xué)特征進(jìn)行了探索。選取馬克蘭增生楔G16站位,對(duì)其沉積物黃鐵礦、Mo、有機(jī)碳、頂空氣甲烷含量和孔隙水陰陽(yáng)離子的地球化學(xué)特征進(jìn)行了分析,討論了淺層沉積物的甲烷厭氧氧化反應(yīng),估算了SMI的深度,探討了各組分的地球化學(xué)特征及其相互關(guān)系對(duì)下伏沉積物中賦存天然氣水合物的指示意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

馬克蘭增生楔位于阿拉伯海北部，處在歐亞板塊、阿拉伯板塊和印度板塊交匯處，東西長(zhǎng)約800 km，南北寬約400 km，是阿拉伯板塊向北俯沖（＜3°）到歐亞板塊之下的產(chǎn)物[35]，2018—2019年中巴聯(lián)合科學(xué)考察航次調(diào)查發(fā)現(xiàn)馬克蘭地區(qū)地形存在至少5個(gè)增生楔地形單元，總體走向南西-北東向，且相互間間距逐漸縮短。馬克蘭增生楔具有沉積速率高，沉積厚度大（7000m以上），地貌上主要表現(xiàn)為脊-谷形式，出現(xiàn)麻坑、泥底辟、海底滑塌等地貌，同時(shí)，阿拉伯海北部150～1100m的水深范圍內(nèi)存在一個(gè)最低含氧帶（OMZ），快速的構(gòu)造抬升、狹窄的陸架和強(qiáng)烈的侵蝕作用使其沉積速率高達(dá)0.2～＞1 mm/a，有利于大量有機(jī)質(zhì)的沉積和保存[36]。從北到南，馬克蘭增生楔的沉積物年齡越來(lái)越年輕，逆沖斷裂形成的時(shí)間越來(lái)越晚，斷裂活動(dòng)性越來(lái)越強(qiáng)；從西到東，逆沖斷裂的活動(dòng)性具有減弱的趨勢(shì)，逆沖斷層與相關(guān)的正斷層及泥火山共同為深部氣體向上運(yùn)移提供了通道[34]。馬克蘭增生楔充足的氣源以及逆沖斷層與相關(guān)的正斷層的構(gòu)造特點(diǎn)展示出良好的天然氣水合物勘查前景，本研究選取冷泉密集分布區(qū)[37]的站位G16為研究對(duì)象，見(jiàn)圖1。

圖1 研究區(qū)位置及站位G16Fig.1 Location of the study area and sampling site G16

2 材料與方法

2.1 樣品采集

本研究樣品來(lái)自廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局于2018年12 月至2019 年2 月執(zhí)行的野外調(diào)查航次G16站位。站位G16位于阿拉伯海北部馬克蘭增生楔海域，水深1441 m，底層海水通過(guò)CTD采樣器獲?。怀练e物使用大型重力活塞取樣器采集，獲取樣心長(zhǎng)度為510cm，主要為鈣質(zhì)黏土或鈣質(zhì)軟泥。樣品到甲板后，以50cm為取樣間隔，迅速采集10cm沉積物樣品，先取10mL沉積物樣品于頂空瓶收集頂空氣樣品，然后采用真空抽提法獲取孔隙水樣品，分別采集8個(gè)孔隙水樣品和8個(gè)頂空氣樣品，孔隙水樣品儲(chǔ)存于聚丙烯瓶，并保存在低溫樣品庫(kù)，進(jìn)行孔隙水H2S和總堿度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試；孔隙水樣品運(yùn)至室內(nèi)后，進(jìn)行了Cl?、、Na+、K+、Mg2+和Ca2+等陰陽(yáng)離子測(cè)試；沉積物樣品運(yùn)至室內(nèi)后，以10cm為取樣間隔采集10cm沉積物，共計(jì)25個(gè)。

2.2 分析方法

海水溶解氧的測(cè)定，依據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)范GB 17378.4-2007，采用碘量法進(jìn)行滴定分析，相對(duì)偏差小于3.8%；沉積物頂空氣樣品中CH4的分析，依據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)范GB/T 13610-2014，采用安捷倫7890A型氣相色譜儀測(cè)定，相對(duì)偏差小于8.9%；孔隙水H2S的測(cè)定，抽取足量的孔隙水后立即采用離子選擇電極法測(cè)試（國(guó)標(biāo)GB 17378.5-2007）；孔隙水總堿度的測(cè)定，準(zhǔn)確移取適當(dāng)體積的水樣，加入適量的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液直至溶液的pH范圍為3.40～3.90，記錄pH值以及鹽酸用量，根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 12763.4-2007中相應(yīng)公式計(jì)算水樣總堿度，相對(duì)偏差小于1.7%；孔隙水樣品中Cl?、SO42?、Na+、K+、Mg2+和Ca2+等陰陽(yáng)離子濃度分析，依據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)范GB/T 34672-2017，采用離子色譜法測(cè)定，使用儀器為Dionex ICS2000和ICS2100型離子色譜儀，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于1.9%；沉積物樣品一部分用于碎屑礦物分析，另一部分60 ℃烘干后，機(jī)械研磨至0.074mm以下進(jìn)行微量組分Mo分析，依據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)范GB/T20260-2006，采用酸溶法-電感耦合等離子體質(zhì)譜測(cè)定，使用儀器為X Series2型ICP-MS，相對(duì)偏差小于12%；有機(jī)碳分析依據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)范GB 17378.5-2007，將樣品加入一定量的重鉻酸鉀硫酸溶液，加熱充分反應(yīng)，硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余重鉻酸鉀，計(jì)算樣品中有機(jī)碳的含量，絕對(duì)偏差小于0.1%；碎屑礦物的鑒定，樣品自然風(fēng)干，稱取6.00 g，脫泥，選取粒徑0.063～0.25 mm的樣品作為分析樣品，采用LEICA M165C實(shí)體雙目顯微鏡觀察礦物顆粒，然后依據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)范GB/T 12763.8-2007計(jì)算礦物顆粒百分?jǐn)?shù)。所有分析均由廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局實(shí)驗(yàn)測(cè)試研究所完成。

3 結(jié)果與討論

3.1 G16站位沉積物孔隙水中氯度、總堿度以及陽(yáng)離子含量變化特征

G16站位沉積物孔隙水中Cl?的濃度變化如圖2b所示，Cl?在頂部的濃度為568 mmol/L，隨深度增加總體趨勢(shì)是降低，到底部降為558 mmol/L，變化范圍不大；如圖2a所示，K+和Na+含量隨深度變化梯度較小，呈逐漸減小的趨勢(shì)；Mg2+和Ca2+的濃度隨深度明顯降低，特別是Ca2+的含量由頂部的7.04mmol/L降低到1.33 mmol/L，Mg2+和Ca2+的濃度與濃度的變化趨勢(shì)基本一致，Mg2+/Ca2+隨深度顯著增大，表明Ca2+優(yōu)先與結(jié)合，埋深415～475cm Mg2+/Ca2+不變；總堿度為5.47～18.6 mmol/L，隨著深度增加呈線性增加，深度415～475cm總堿度略有增加，變化特征與濃度的變化趨勢(shì)呈鏡像關(guān)系。

3.2 G16站位沉積物孔隙水中S含量特征及與CH4和H2S含量的相互關(guān)系

G16站位從海底至海底以下4m，沉積物孔隙水中未檢測(cè)到H2S，深度415cm時(shí)H2S的濃度為1.03 mmol/L，深度475cm時(shí)H2S的濃度為0.31 mmol/L，表現(xiàn)出明顯的降低；如圖3所示，沉積物頂空氣中CH4的含量隨深度增加逐漸升高，但是不超過(guò)0.60 μmol/L，深度415cm時(shí)CH4的含量4.94 μmol/L，深度增加到475cm時(shí)，CH4的含量急劇增加到784 μmol/L，濃度急劇線性降低至0.31 mmol/L，由此可見(jiàn)，海底以下475cm附近為G16站位的SMI，與前文的濃度進(jìn)行線性擬合估算結(jié)果基本相符。475cm以上至55cm為硫酸鹽還原帶，在硫酸鹽還原帶中甲烷的含量比較低，在SMI界面以下，甲烷濃度急劇增加，表明在硫酸鹽還原帶，甲烷由于厭氧氧化被消耗，在SMI界面以下，甲烷不僅沒(méi)有因?yàn)檠趸饔脺p少，反而由于甲烷生成反應(yīng)迅速增加，屬于甲烷形成帶[40]，與Borowski等[41]對(duì)ODP164航次幾個(gè)鉆孔沉積物樣品甲烷含量特征的研究結(jié)果相符。

3.3 G16站位沉積物有機(jī)碳、黃鐵礦和Mo含量特征

圖2 G16站位沉積物孔隙水中總堿度、Cl-和以及陽(yáng)離子含量變化特征a.Na+、K+、Mg2+和SO42?，b.Ca2+、Mg2+/Ca2+、Cl-和TA。Fig.2 Variation of TA,Cl?,and cation concentrations with depth in pore water from the sediments at site G16a.Na+,K+,Mg2+ and ,b.Ca2+,Mg2+/Ca2+,Cl? and TA.

G16站位沉積物有機(jī)碳、黃鐵礦和Mo含量變化如圖4所示，有機(jī)碳含量為0.48%～1.68%，平均值0.89%，深度為0～85cm，有機(jī)碳含量線性降低；之后隨著深度增加含量變化不大，深度425cm以下含量開(kāi)始明顯增加；沉積物從頂部到深度365cm黃鐵礦顆粒含量為0～0.98%，深度365～425cm時(shí)，黃鐵礦顆粒含量顯著增加至15.82%，之后隨著深度增加至505cm黃鐵礦顆粒含量基本不變；層位25～445cm沉積物中Mo的含量為0.29～0.56 μg/g，整體變化不大，之后含量快速增加至0.92 μg/g（465cm），隨著深度增加Mo的含量先增加而后略減小。

圖3 G16站位沉積物中甲烷和孔隙水中硫酸根含量變化特征及SMIFig.3 Characteristics of methane content in sediments andconcentration in pore water and their relation to SMI at site G16

圖4 G16站位沉積物黃鐵礦、Mo和有機(jī)碳含量變化特征Fig.4 Characteristics of pyrite,Mo and organic carbon concentrations in the sediments at site G16

海洋沉積物中自生黃鐵礦是微生物參與下有機(jī)質(zhì)的降解或甲烷厭氧氧化過(guò)程中硫酸鹽還原作用的產(chǎn)物，黃鐵礦的豐度與沉積物孔隙水中硫酸鹽的濃度和有機(jī)質(zhì)或甲烷的含量有關(guān)[12]。G16站位沉積物從頂至415cm，甲烷含量不超過(guò)0.60 μmol/L，黃鐵礦含量比較低，之后甲烷含量開(kāi)始迅速增加，黃鐵礦的含量也出現(xiàn)異常富集帶，表明沉積物中甲烷與硫酸鹽反應(yīng)生成的S2?對(duì)黃鐵礦的形成可能起決定作用，即甲烷的厭氧氧化（AOM）過(guò)程中硫酸鹽還原形成的HS?加強(qiáng)了黃鐵礦的富集。在黃鐵礦富集帶，鉬的含量出現(xiàn)異常高值，在硫化物的環(huán)境下，轉(zhuǎn)化為MoS4-x然后形成硫化礦物沉淀[42]，因而鉬元素也出現(xiàn)明顯的富集。

3.4 G16站位沉積物及孔隙水地球化學(xué)特征對(duì)水合物藏的指示意義

相關(guān)研究表明[31,39,43]，沉積物孔隙水中Cl?、、Mg2+、Ca2+等陰陽(yáng)離子的含量以及總堿度變化規(guī)律對(duì)是否存在天然氣水合物具有指示意義。在天然氣水合物賦存區(qū)，伴隨著水合物的分解，釋放出較大量的甲烷，在甲烷向海底遷移的過(guò)程中，與發(fā)生激烈的厭氧氧化反應(yīng)生成碳酸氫根離子（式2），孔隙水中Mg2+和Ca2+與碳酸根離子反應(yīng)生成沉淀[38]。假設(shè)固體相方解石與孔隙水中濃度達(dá)成平衡，利用Ca2+的測(cè)定值和方解石溶度積得到濃度的計(jì)算值，并結(jié)合Ca2+和Mg2+的含量計(jì)算白云石和菱鎂礦的離子活度積（ion activity product，IAP）[44]，G16站位白云石和菱鎂礦的log IAP分別為?16.14～?15.55和?7.66～?7.07，不同層位白云石的log IAP均高于溶度積的對(duì)數(shù)（?16.55，25 ℃和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓），層位2.95 mbsf以上菱鎂礦的log IAP均低于溶度積的對(duì)數(shù)（?7.5，25 ℃和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓），2.95 mbsf以下菱鎂礦的log IAP高于溶度積的對(duì)數(shù)，本站位Mg2+、Ca2+的含量以及Mg2+/Ca2+變化特征表明有方解石為主、白云石共存的自生碳酸鹽礦物生成[18,45]；總堿度含量總體較高且隨深度顯著增加，并在SMI附近達(dá)到最大值，與南海北部神狐海域沉積物AOM發(fā)育環(huán)境下總堿度含量變化規(guī)律相符[30,46]，同時(shí)將經(jīng)過(guò)Mg2+和Ca2+校正的?TA與作圖（圖5），?（TA+ Mg2++Ca2+）與的比值主要分布在參考線1.5∶1和1∶1之間，表明本站位沉積物硫酸鹽的還原過(guò)程中AOM發(fā)育占主導(dǎo)作用[47]。

甲烷滲漏活動(dòng)的發(fā)育在孔隙水中最重要、最直接的表現(xiàn)就是隨著深度的增加甲烷濃度增加以及硫酸鹽濃度的梯度虧損[48]。G16站位的濃度分析獲取硫酸鹽虧損梯度為6.17mmol·L?1·m?1（R2=0.9911），與東海沖繩海槽西部陸坡AOM作用強(qiáng)烈發(fā)育區(qū)C孔、A孔和中部甲烷滲漏區(qū)的硫酸鹽虧損梯度（5.96，6.83，5.63 mmol·L?1·m?1）[46,49]以及布萊克海臺(tái)的多項(xiàng)研究[39]獲得的硫酸鹽虧損梯度（0.18～2.86 mmol·L?1·m?1）相比，本研究站位硫酸鹽的虧損梯度較大。硫酸鹽濃度的虧損可能來(lái)源于有機(jī)質(zhì)厭氧氧化或甲烷的AOM反應(yīng)，據(jù)沉積物成巖理論模型，發(fā)生沉積物有機(jī)質(zhì)礦化分解反應(yīng)時(shí)，沉積物孔隙水硫酸根剖面通常會(huì)顯示明顯彎曲的上凸曲線[50]，當(dāng)硫酸根濃度呈現(xiàn)線性降低時(shí)，沉積物甲烷厭氧氧化占主導(dǎo)作用[31,51]。綜合本研究站位G16硫酸根線性降低、強(qiáng)烈虧損梯度、Mg2+、Ca2+和總堿度的變化特征以及?TA與比值，可以指示AOM對(duì)硫酸鹽的強(qiáng)烈消耗以及AOM的發(fā)育，證明此站位的深部可能是水合物的賦存區(qū)。

圖5 G16站位沉積物孔隙水總堿度增量（經(jīng)過(guò)Ca2+和Mg2+消耗量校正）與消耗量的變化關(guān)系Fig.5 TA produced corrected for Ca2+ and Mg2+ loss and the relation to consumed in pore water at site G16

硫酸根-甲烷界面（SMI）是識(shí)別海洋沉積物中甲烷通量（天然氣水合物賦存）的一個(gè)重要生物地球化學(xué)標(biāo)志[29]。Borowski等[39]的研究表明，在普通深水沉積物中，SMI界面深度一般大于50m，在確定存在天然氣水合物的海區(qū)，由于甲烷與厭氧氧化反應(yīng)的影響，大量消耗，濃度快速降低，SMI界面向上移動(dòng)，沉積物SMI界面的埋深較淺。欒錫武[38]認(rèn)為SMI的抬升是下部甲烷充足供應(yīng)的結(jié)果,這樣的區(qū)域主要發(fā)生在斷層、泥底辟、泥火山以及高速沉積等區(qū)域,而這樣的區(qū)域也是水合物通常發(fā)育的區(qū)域。方銀霞等[40]通過(guò)對(duì)硫酸鹽-甲烷界面與甲烷通量及下伏天然氣水合物賦存的關(guān)系研究，發(fā)現(xiàn)淺表層沉積物SMI界面的埋深可以用于判別甲烷向上的擴(kuò)散量。陸紅鋒等[52]的研究也表明SMI界面越淺，硫酸鹽還原-甲烷厭氧氧化過(guò)程越強(qiáng)烈，進(jìn)而暗示強(qiáng)烈的甲烷滲溢現(xiàn)象。G16站位SMI埋深為4.62 m，對(duì)比中國(guó)南海北部海域以及其他海域SMI值（約10m）[29,53]，屬于較淺埋深，遠(yuǎn)小于國(guó)際上已經(jīng)證實(shí)存在天然氣水合物的沉積物埋深最大SMI值（50m）[39]，表明甲烷通量比較大[53]，推斷極有可能與該站位下部存在天然氣水合物藏有關(guān)。

研究表明[54]，只要有機(jī)碳含量達(dá)到0.5%,即可滿足水合物形成所需的生物成因甲烷，G16站位沉積物0～85cm有機(jī)碳含量降低明顯，表明淺表層存在一定程度的有機(jī)質(zhì)的氧化作用，之后隨著深度增加有機(jī)碳含量變化不大，綜合SO42?濃度急劇線性降低的特征，表明甲烷厭氧氧化驅(qū)動(dòng)起主導(dǎo)作用，進(jìn)而指示有較大的甲烷通量。硫化物礦物組分是天然氣滲漏系統(tǒng)的重要標(biāo)志之一，也是海底淺埋藏天然氣水合物產(chǎn)出伴生沉積，沉積物中黃鐵礦含量特征記錄了沉積物中硫酸鹽-甲烷界面（SMI）附近發(fā)育的甲烷厭氧氧化反應(yīng)（AOM）過(guò)程[55-56]。甲烷厭氧氧化成因的黃鐵礦含量高異常，記錄了地質(zhì)歷史時(shí)期可能曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的甲烷滲漏事件，可能與天然氣水合物分解或構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造成的深部氣體滲漏有關(guān)[57]。Sato Hisatoshi等[58]和Fang Chen等[59]的研究表明Mo在甲烷滲漏強(qiáng)烈的沉積物中出現(xiàn)高度富集，與滲漏甲烷AOM反應(yīng)產(chǎn)生的H2S有關(guān)，硫化鐵是控制Mo富集的宿主相。G16站位SMI估算深度4.62 mbsf，沉積物中黃鐵礦和Mo的分析結(jié)果（圖5）可以看出，沉積物海底以下425～505cm為黃鐵礦富集帶，465～485cm為Mo含量異常高值區(qū)，自生黃鐵礦富集帶層位與Mo相對(duì)異常值以及有機(jī)碳峰值出現(xiàn)層位基本吻合，可共同指示G16站位曾發(fā)生過(guò)較強(qiáng)甲烷異常滲漏事件，很可能與該站位天然氣水合物藏的演化歷史相關(guān)。

綜上所述，G16站位孔隙水陰陽(yáng)離子的含量特征、淺的SMI界面（約4.62 m）以及沉積物有機(jī)碳、黃鐵礦和Mo的地球化學(xué)特征表明在本站位的下面可能賦存有天然氣水合物。

4 結(jié)論

（1）阿拉伯海北部馬克蘭增生楔G16站位有機(jī)碳含量平均值0.89%，滿足水合物形成所需的生物成因甲烷，有機(jī)碳的含量隨深度的變化規(guī)律表明，淺表層有機(jī)質(zhì)的厭氧氧化作用較強(qiáng)，85cm以下甲烷的厭氧氧化驅(qū)動(dòng)起主導(dǎo)作用。

（2）G16站位沉積物孔隙水中Mg2+和Ca2+的濃度隨深度明顯降低，Mg2+/Ca2+隨深度顯著增加，總堿度值較高且隨深度線性增加，濃度線性降低以及與?TA的比值關(guān)系，暗示AOM作用發(fā)育較強(qiáng)。

（3）G16站位沉積物較淺的SMI埋深（4.62 m）暗示甲烷通量較大，研究站位下部很大可能為天然氣水合物有利區(qū)。

（4）G16站位沉積物SMI界面附近，存在自生黃鐵礦的富集帶和Mo含量的異常值，進(jìn)一步反映可能在地質(zhì)歷史時(shí)期存在區(qū)域性的甲烷滲漏現(xiàn)象，指示研究區(qū)可能下伏滲漏型天然氣水合物藏。