甲烷厌氧氧化作用和白云石形成的关系

• 作者: T．S．Moore 廖志良 陆红锋
• 来源期刊: 海洋地质
• 学科: 地球科学
• 关键词: 氧化作用 甲烷 石形 海洋沉积物 白云石化作用 SO4^2- CO3^2- 反应速率 形成速率 通量计算 有机质降解 AMO 厌氧氧化 大陆边缘 扩散通量 还原作用 过硫酸盐 沉积环境 关系模式 形成机理 稳定常数 形成区域 CO2 控制 CH4
• 年，卷（期）: 2005,（2）
• 页码范围: 46-57
• 页数: 12页
• 分类号: P736.21

摘要

我们研究了有机质降解、甲烷厌氧氧化(AMO)与硫酸盐亏损之间的关系，并探讨了这些过程影响和控制白云石化作用的机理。利用ODP175航次在西非大陆边缘若干个富集有机质的站位中的研究数据，我们确定了AMO发生的深度和反应速率与白云石形成之间的联系。本研究根据CH4和SO4^2-的在沉积物中的扩散通量计算了AMO的反应速率以及根据Mg离子的扩散通量计算了白云石形成速率。研究表明，白云石的形成速率相对比较稳定，不随其形成的深度而变化，这显示了Mg、Ca离子扩散通量不会受到深度的限制。根据计算的logIAP值，我们得出白云石的logKsp值在-16．1～-16．4这样一个狭窄的范围。白云石的形成部分受甲烷厌氧氧化作用(AMO)和甲烷生成作用相互竞争的控制，这两个作用控制着流体中溶解a32的种类。通过硫酸盐的还原作用，沉积物中AMO过程增加了环境中CO3^2-的浓度，有利于白云石的形成，而甲烷生成作用增加沉积物中孔隙水的CO2的活度，抑制了白云石的沉淀。甲烷生成作用和AMO作用一起控制着沉积环境中CO2和碱度，从而决定了富含有机质的海洋沉积物中白云石的形成。此外，我们建立了在AMO作用和白云石形成机理之间存在的关系模式，运用这种模式，可以计算现代海洋沉积物中白云石的稳定常数，并且可以预计白云石形成区域和深度。