南海北部西沙海槽沉积物管状黄铁矿特征及其形成机理
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１ ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｒｏｇｅｎｉｃＢｅｌｔｓａｎｄＣｒｕｓｔａｌＥｖｏｌｕｔｉｏｎ， ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ， ＳｃｈｏｏｌｏｆＥａｒｔｈａｎｄＳｐａｃｅＳｃｉｅｎｃｅｓ， ＰｅｋｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８７１， Ｃｈｉｎａ
２ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｉｌ＆ Ｇａｓ，ＰｅｋｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８７１，Ｃｈｉｎａ ３ ＧｕａｎｇｚｈｏｕＭａｒｉｎｅＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ， ５１０７６０， Ｃｈｉｎａ ４ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ＆ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ ５ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭａｒｉｎｅＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｃｅａｎｏｌｏｇｙ， ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，
ＳｈａｎｄｏｎｇＱｉｎｇｄａｏ２６６０７１， Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ ＡｕｔｈｉｇｅｎｉｃｐｙｒｉｔｅｉｓｗｉｄｅｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｓｏｆｃｏｒｅｃｏｌｕｍｎａｔＳ１ｉｎｔｈｅＸｉｓｈａ ＴｒｏｕｇｈｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＳｅａ．Ｉｔｉｓｍａｉｎｌｙｔｕｂｕｌａｒｉｎｆｏｒｍ ａｎｄｈａｓｉｎｎｅｒｈｏｌｌｏｗｃｉｒｃｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｏｒｉｇｉｎｏｆｔｕｂｕｌａｒｓｈａｐｅａｎｄｃｉｒｃｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ＳＥＭ， ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ， ＳＩＭＳａｎｄｏｔｈｅｒｔｅｓ ｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｕｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ：（１） Ｐｙｒｉｔｅｔｕｂｅｓｈａｖｅａｎｉｎｎｅｒｈｏｌｌｏｗｃｉｒｃｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｉｎｎｅｒｌａｙｅｒ（Ｉｐｙ）ｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｐｙｒｉｔｅｆｒａｍｂｏｉｄｓｗｈｉｃｈａｒｅｄｅｎｓｅｌｙｐａｃｋｅｄａｓｐｙｒｉｔｏｈｅｄｒｏｎ， ｗｈｉｌwenku.baidu.comｔｈｅ ｏｕｔｅｒｌａｙｅｒ（Ｏｐｙ） ｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｏｃｔａｈｅｄｒｏｎｐｙｒｉｔｅｗｉｔｈｂｅｔｔｅｒｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｈａｐｅａｎｄｌａｒｇｅｒｇｒａｉｎｓｉｚｅ， ｍｉｘｅｄｗｉｔｈｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙｄｅｂｒｉｓａｎｄｃａｌｃａｒｅｏｕｓｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓｈｅｌｌ．（２） Ｔｈｅｉｎｎｅｒａｎｄｏｕｔｅｒｌａｙｅｒｓａｒｅｃｈａｒａｃ ｔｅｒｉｚｅｄｂｙｐｏｏｒＳｒｉｃｈＦｅａｎｄｒｉｃｈＳｐｏｏｒＦｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｉｔｍａｉｎｌｙｒｅｓｕｌｔｅｄｆｒｏｍ ｔｈｅｒｅｄｕｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｃａｕｓｅｄｂｙｍｅｔｈａｎｅｌｅａｋａｇｅ， ｔｈｅｌａｔｔｉｃｅｖａｃａｎｃｙｏｆｐｙｒｉｔｅｗｈｉｃｈｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｅｎｔｒｙｏｆＡｓ， ａｎｄａｂｓｏｒｂｉｎｇ Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ，ＺｎａｎｄｏｔｈｅｒｅｌｅｍｅｎｔｓｗｉｔｈｓｉｍｉｌａｒｒａｄｉｕｓａｎｄｃｈａｒｇｅｏｆＦｅ．（３） Ｐｙｒｉｔｅｔｕｂｅｓｕｎｄｅｒｗｅｎｔ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｏｆｓｕｌｆｕｒｉｓｏｔｏｐｅｓ， ｗｉｔｈａｎａｖｅｒａｇｅｏｆ－３７８‰ ｆｏｒｔｈｅｉｎｎｅｒｌａｙｅｒａｎｄ－２９３‰ ｆｏｒｔｈｅｏｕｔｅｒ ｌａｙｅｒ．Ｉｔｉｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｐｙｒｉｔｅｔｕｂｅｓｓｅｒｖｅｄａｓａｃｈａｎｎｅｌｆｏｒｍｅｔｈａｎｅｌｅａｋａｇｅ，ｔｈｅｇｒｏｗｔｈｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｓｔａｇｅｓ：（１） ｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｔａｇｅｏｆｇａｓｗａｔｅｒｃｈａｎｎｅｌ：ｕｐｗａｒｄｍｉｇｒａｔｉｏｎｏｆ ｍｅｔｈａｎｅｆｌｕｉｄｓｇｒａｄｕａｌｌｙｆｏｒｍｓｇａｓｗａｔｅｒｃｈａｎｎｅｌｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｐｏｒ
关键词 西沙海槽 管状黄铁矿 微量元素 硫同位素 生长机制 第一作者简介 石思思，女，１９９３年 生， 北 京 大 学 地 球 与 空 间 科 学 学 院 地 质 学 专 业 硕 士 研 究 生。 Ｅｍａｉｌ： ｓｈｉｓｉｓｉ＠ｐｋｕｅｄｕｃｎ。 通讯作者简介 吴朝东，男，１９６５年生，北京大学地球与空间科学学院博士 生 导 师， 从 事 沉 积 学 以 及 储 集 层 地 质 学 方 面 研 究 。 Ｅｍａｉｌ：ｃｄｗｕ＠ｐｋｕｅｄｕｃｎ。 中 图 分 类 号 ： Ｐ５１２２；Ｐ７３６３ 文 献 标 志 码 ：Ａ
南海北部西沙海槽沉积物 管状黄铁矿特征及其形成机理
石思思 １，２ 吴朝东 １，２ 梁金强３ 王熠哲 １，２ 叶云涛４ 方允鑫３ 马 健 １，２ 翟俪娜５
１北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室，北京 １００８７１ ２北京大学石油与天然气研究中心，北京 １００８７１ ３广州海洋地质调查局，广东广州 ５１０７６０ ４中国石油勘探开发研究院，北京 １０００８３
收 稿 日 期 ： ２０１９－０４－０２ 改 回 日 期 ： ２０１９－０９－２０
１７６
古 地 理 学 报
２０２０年 ２月
ＳｈｉＳｉＳｉ１，２ ＷｕＣｈａｏＤｏｎｇ１，２ ＬｉａｎｇＪｉｎＱｉａｎｇ３ ＷａｎｇＹｉＺｈｅ１，２ ＹｅＹｕｎＴａｏ４ ＦａｎｇＹｕｎＸｉｎ３ ＭａＪｉａｎ１，２ ＺｈａｉＬｉＮａ５
Ｃｈａｒａｃｔｅｒｓｔｉｃｓａｎｄｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆｐｙｒｉｔｅｔｕｂｅｓｉｎ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓｆｒｏｍ ＸｉｓｈａＴｒｏｕｇｈｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＳｅａ
国家地质调查项目 （编 号：ＤＤ２０１６０２１１， ＧＺＨ２０１５００３０６， ＪＪＨＴ－２０） 和 国 家 重 点 研 发 计 划 项 目 （编 号：２０１７ＹＦＣ０３０７６０３） 联 合 资 助。［ＣｏｆｕｎｄｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙＰｒｏｊｅｃｔ（Ｎｏｓ．ＤＤ２０１６０２１１， ＧＺＨ２０１５００３０６， ＪＪＨＴ－２０） ａｎｄｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＲ ＆ Ｄ Ｐｒｏｇｒａｍ （Ｎｏ２０１７ＹＦＣ０３０７６０３）］
５中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室，山东青岛 ２６６０７１
摘 要 南海北部西沙海槽 Ｓ１站位的岩心柱沉积物中广泛发育自生矿 物 黄 铁 矿， 其 形 态 以 管 状 为 主， 且 具 有内部中空的圈层结构。使用扫描电镜、电子探针、ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ、ＳＩＭＳ等测试 方 法 研 究 了 管 状 黄 铁 矿 的 形 态 及 圈层结构，结果显示：（１） 管状黄铁矿发育内部中 空 的 圈 层 结 构，其 中 内 圈 层 （Ｉｐｙ） 由 莓 球 状 黄 铁 矿 呈 五 角 十 二面体紧密堆积组成，外圈层 （Ｏｐｙ） 由晶形较好晶粒较大的八面体黄铁矿组成， 并 混 有 沉 积 碎 屑 及 钙 质 生 物 壳 体；（２） 内圈层和外圈层分别呈现出贫 Ｓ富 Ｆｅ和富 Ｓ贫 Ｆｅ的 特 征， 其 成 因 是 甲 烷 渗 漏 造 成 的 局 部 还 原 环 境 使 得 Ａｓ进入黄铁矿中导致晶 格 空 缺 或 被 扭 曲， 从 而 促 进 Ｎｉ、 Ｃｏ、 Ｃｕ、 Ｚｎ、 Ｐｂ等 微 量 元 素 的 掺 入； （３） 内 圈 层、 外圈层发生了明显的硫同位素分馏现象，内圈层中 δ３４Ｓ平均为 －３７８‰， 外 圈 层 中 δ３４Ｓ平 均 为 －２９３‰。 研 究 认 为，管状黄铁矿作为曾经甲烷渗漏的通道，其生长机制可分为 ３个阶段：（１） 气水通道形成阶段：向上运移的甲 烷流体在沉积物孔隙中逐渐形成气水通道；（２） 外圈 层 形 成 阶 段：当 向 上 运 移 的 甲 烷 与 硫 酸 盐 发 生 甲 烷 厌 氧 氧 化时，逐渐形成晶体较大、 晶 形 较 好 的 八 面 体 黄 铁 矿 外 圈 层； （３） 内 圈 层 形 成 阶 段：随 着 甲 烷 浓 度 逐 渐 降 低， 在气水通道中的微生物作用下，剩余甲烷与向下运移的硫酸盐继续反应形成莓球状黄铁矿内圈层。因此，南海 北部的泥岩中大量发育的管状黄铁矿常常与地层中甲烷水合物的存在有关。
第 ２２卷 第 １期 ２０２０年 ２月
古地理学报
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＰＡＬＡＥＯＧＥＯＧＲＡＰＨＹ （ＣｈｉｎｅｓｅＥｄｉｔｉｏｎ）
文 章 编 号 ： １６７１－１５０５（２０２０）０１－０１７５－１８ ＤＯＩ：１０．７６０５／ｇｄｌｘｂ．２０２０．０１．０１１
Ｖｏｌ２２ Ｎｏ１ Ｆｅｂ．２０２０
２ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｉｌ＆ Ｇａｓ，ＰｅｋｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８７１，Ｃｈｉｎａ ３ ＧｕａｎｇｚｈｏｕＭａｒｉｎｅＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ， ５１０７６０， Ｃｈｉｎａ ４ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ＆ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ ５ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭａｒｉｎｅＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｃｅａｎｏｌｏｇｙ， ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，
ＳｈａｎｄｏｎｇＱｉｎｇｄａｏ２６６０７１， Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ ＡｕｔｈｉｇｅｎｉｃｐｙｒｉｔｅｉｓｗｉｄｅｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｓｏｆｃｏｒｅｃｏｌｕｍｎａｔＳ１ｉｎｔｈｅＸｉｓｈａ ＴｒｏｕｇｈｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＳｅａ．Ｉｔｉｓｍａｉｎｌｙｔｕｂｕｌａｒｉｎｆｏｒｍ ａｎｄｈａｓｉｎｎｅｒｈｏｌｌｏｗｃｉｒｃｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｏｒｉｇｉｎｏｆｔｕｂｕｌａｒｓｈａｐｅａｎｄｃｉｒｃｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ＳＥＭ， ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ， ＳＩＭＳａｎｄｏｔｈｅｒｔｅｓ ｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｕｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ：（１） Ｐｙｒｉｔｅｔｕｂｅｓｈａｖｅａｎｉｎｎｅｒｈｏｌｌｏｗｃｉｒｃｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｉｎｎｅｒｌａｙｅｒ（Ｉｐｙ）ｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｐｙｒｉｔｅｆｒａｍｂｏｉｄｓｗｈｉｃｈａｒｅｄｅｎｓｅｌｙｐａｃｋｅｄａｓｐｙｒｉｔｏｈｅｄｒｏｎ， ｗｈｉｌwenku.baidu.comｔｈｅ ｏｕｔｅｒｌａｙｅｒ（Ｏｐｙ） ｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｏｃｔａｈｅｄｒｏｎｐｙｒｉｔｅｗｉｔｈｂｅｔｔｅｒｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｈａｐｅａｎｄｌａｒｇｅｒｇｒａｉｎｓｉｚｅ， ｍｉｘｅｄｗｉｔｈｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙｄｅｂｒｉｓａｎｄｃａｌｃａｒｅｏｕｓｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓｈｅｌｌ．（２） Ｔｈｅｉｎｎｅｒａｎｄｏｕｔｅｒｌａｙｅｒｓａｒｅｃｈａｒａｃ ｔｅｒｉｚｅｄｂｙｐｏｏｒＳｒｉｃｈＦｅａｎｄｒｉｃｈＳｐｏｏｒＦｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｉｔｍａｉｎｌｙｒｅｓｕｌｔｅｄｆｒｏｍ ｔｈｅｒｅｄｕｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｃａｕｓｅｄｂｙｍｅｔｈａｎｅｌｅａｋａｇｅ， ｔｈｅｌａｔｔｉｃｅｖａｃａｎｃｙｏｆｐｙｒｉｔｅｗｈｉｃｈｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｅｎｔｒｙｏｆＡｓ， ａｎｄａｂｓｏｒｂｉｎｇ Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ，ＺｎａｎｄｏｔｈｅｒｅｌｅｍｅｎｔｓｗｉｔｈｓｉｍｉｌａｒｒａｄｉｕｓａｎｄｃｈａｒｇｅｏｆＦｅ．（３） Ｐｙｒｉｔｅｔｕｂｅｓｕｎｄｅｒｗｅｎｔ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｏｆｓｕｌｆｕｒｉｓｏｔｏｐｅｓ， ｗｉｔｈａｎａｖｅｒａｇｅｏｆ－３７８‰ ｆｏｒｔｈｅｉｎｎｅｒｌａｙｅｒａｎｄ－２９３‰ ｆｏｒｔｈｅｏｕｔｅｒ ｌａｙｅｒ．Ｉｔｉｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｐｙｒｉｔｅｔｕｂｅｓｓｅｒｖｅｄａｓａｃｈａｎｎｅｌｆｏｒｍｅｔｈａｎｅｌｅａｋａｇｅ，ｔｈｅｇｒｏｗｔｈｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｓｔａｇｅｓ：（１） ｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｔａｇｅｏｆｇａｓｗａｔｅｒｃｈａｎｎｅｌ：ｕｐｗａｒｄｍｉｇｒａｔｉｏｎｏｆ ｍｅｔｈａｎｅｆｌｕｉｄｓｇｒａｄｕａｌｌｙｆｏｒｍｓｇａｓｗａｔｅｒｃｈａｎｎｅｌｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｐｏｒ
关键词 西沙海槽 管状黄铁矿 微量元素 硫同位素 生长机制 第一作者简介 石思思，女，１９９３年 生， 北 京 大 学 地 球 与 空 间 科 学 学 院 地 质 学 专 业 硕 士 研 究 生。 Ｅｍａｉｌ： ｓｈｉｓｉｓｉ＠ｐｋｕｅｄｕｃｎ。 通讯作者简介 吴朝东，男，１９６５年生，北京大学地球与空间科学学院博士 生 导 师， 从 事 沉 积 学 以 及 储 集 层 地 质 学 方 面 研 究 。 Ｅｍａｉｌ：ｃｄｗｕ＠ｐｋｕｅｄｕｃｎ。 中 图 分 类 号 ： Ｐ５１２２；Ｐ７３６３ 文 献 标 志 码 ：Ａ
南海北部西沙海槽沉积物 管状黄铁矿特征及其形成机理
石思思 １，２ 吴朝东 １，２ 梁金强３ 王熠哲 １，２ 叶云涛４ 方允鑫３ 马 健 １，２ 翟俪娜５
１北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室，北京 １００８７１ ２北京大学石油与天然气研究中心，北京 １００８７１ ３广州海洋地质调查局，广东广州 ５１０７６０ ４中国石油勘探开发研究院，北京 １０００８３
收 稿 日 期 ： ２０１９－０４－０２ 改 回 日 期 ： ２０１９－０９－２０
１７６
古 地 理 学 报
２０２０年 ２月
ＳｈｉＳｉＳｉ１，２ ＷｕＣｈａｏＤｏｎｇ１，２ ＬｉａｎｇＪｉｎＱｉａｎｇ３ ＷａｎｇＹｉＺｈｅ１，２ ＹｅＹｕｎＴａｏ４ ＦａｎｇＹｕｎＸｉｎ３ ＭａＪｉａｎ１，２ ＺｈａｉＬｉＮａ５
Ｃｈａｒａｃｔｅｒｓｔｉｃｓａｎｄｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆｐｙｒｉｔｅｔｕｂｅｓｉｎ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓｆｒｏｍ ＸｉｓｈａＴｒｏｕｇｈｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＳｅａ
国家地质调查项目 （编 号：ＤＤ２０１６０２１１， ＧＺＨ２０１５００３０６， ＪＪＨＴ－２０） 和 国 家 重 点 研 发 计 划 项 目 （编 号：２０１７ＹＦＣ０３０７６０３） 联 合 资 助。［ＣｏｆｕｎｄｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙＰｒｏｊｅｃｔ（Ｎｏｓ．ＤＤ２０１６０２１１， ＧＺＨ２０１５００３０６， ＪＪＨＴ－２０） ａｎｄｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＲ ＆ Ｄ Ｐｒｏｇｒａｍ （Ｎｏ２０１７ＹＦＣ０３０７６０３）］
５中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室，山东青岛 ２６６０７１
摘 要 南海北部西沙海槽 Ｓ１站位的岩心柱沉积物中广泛发育自生矿 物 黄 铁 矿， 其 形 态 以 管 状 为 主， 且 具 有内部中空的圈层结构。使用扫描电镜、电子探针、ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ、ＳＩＭＳ等测试 方 法 研 究 了 管 状 黄 铁 矿 的 形 态 及 圈层结构，结果显示：（１） 管状黄铁矿发育内部中 空 的 圈 层 结 构，其 中 内 圈 层 （Ｉｐｙ） 由 莓 球 状 黄 铁 矿 呈 五 角 十 二面体紧密堆积组成，外圈层 （Ｏｐｙ） 由晶形较好晶粒较大的八面体黄铁矿组成， 并 混 有 沉 积 碎 屑 及 钙 质 生 物 壳 体；（２） 内圈层和外圈层分别呈现出贫 Ｓ富 Ｆｅ和富 Ｓ贫 Ｆｅ的 特 征， 其 成 因 是 甲 烷 渗 漏 造 成 的 局 部 还 原 环 境 使 得 Ａｓ进入黄铁矿中导致晶 格 空 缺 或 被 扭 曲， 从 而 促 进 Ｎｉ、 Ｃｏ、 Ｃｕ、 Ｚｎ、 Ｐｂ等 微 量 元 素 的 掺 入； （３） 内 圈 层、 外圈层发生了明显的硫同位素分馏现象，内圈层中 δ３４Ｓ平均为 －３７８‰， 外 圈 层 中 δ３４Ｓ平 均 为 －２９３‰。 研 究 认 为，管状黄铁矿作为曾经甲烷渗漏的通道，其生长机制可分为 ３个阶段：（１） 气水通道形成阶段：向上运移的甲 烷流体在沉积物孔隙中逐渐形成气水通道；（２） 外圈 层 形 成 阶 段：当 向 上 运 移 的 甲 烷 与 硫 酸 盐 发 生 甲 烷 厌 氧 氧 化时，逐渐形成晶体较大、 晶 形 较 好 的 八 面 体 黄 铁 矿 外 圈 层； （３） 内 圈 层 形 成 阶 段：随 着 甲 烷 浓 度 逐 渐 降 低， 在气水通道中的微生物作用下，剩余甲烷与向下运移的硫酸盐继续反应形成莓球状黄铁矿内圈层。因此，南海 北部的泥岩中大量发育的管状黄铁矿常常与地层中甲烷水合物的存在有关。
第 ２２卷 第 １期 ２０２０年 ２月
古地理学报
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＰＡＬＡＥＯＧＥＯＧＲＡＰＨＹ （ＣｈｉｎｅｓｅＥｄｉｔｉｏｎ）
文 章 编 号 ： １６７１－１５０５（２０２０）０１－０１７５－１８ ＤＯＩ：１０．７６０５／ｇｄｌｘｂ．２０２０．０１．０１１
Ｖｏｌ２２ Ｎｏ１ Ｆｅｂ．２０２０