作者：魏铭聪; 许天福; 贝科奇; 金光荣; 刘肖; ...甲烷渗漏区自生碳酸盐铁硫化物形成条件自生矿物
摘要：甲烷渗漏区沉积层中存在的大量自生碳酸盐岩和铁硫化物,是指示天然气水合物存在的标志。但对其形成条件的实验研究还不多见。利用自主研发的模拟装置,首次在富含甲烷氧化菌和硫酸盐还原菌的微生物系统内,通过水化学分析方法,探讨不同温度和压力下水化学组分的变化;通过扫描电镜和能谱分析方法,确定自生碳酸盐和铁硫化物的形态和种类,研究它们在不同温压条件下的形成规律。结果表明：5℃,8℃和10℃实验中,p H保持在6.5～7.4之间,ORP稳定在-100.0 m V附近,HCO3^-浓度为202.55～639.93 mg/L。2.5 MPa,5.0 MPa和7.5 MPa实验中,p H在6.1～7.2之间,ORP稳定在-100.0～-50.0 m V之间,HCO3^-浓度为324.08～789.95 mg/L。温度和压力通过影响微生物代谢产生S^2-和HCO3^-、离子结合两个过程,最终控制矿物的形成。碳酸钙、菱铁矿和铁硫化物在各实验中都有生成。温度升高：HCO3^-浓度变化范围变小,S^2-浓度增加,氧化还原电位减小;碳酸钙形成较少;菱铁矿随温度升高而增加,铁硫化物形成随S^2-浓度增加而变广,表明温度升高促进铁硫化物和菱铁矿的形成。压力增加：S^2-生成量增加,ORP（氧化还原电位）变得更小;形成的铁硫化物颗粒越大且形态更好;生成的碳酸钙变少,可能受到S^2-浓度的影响。这些实验结果对于研究全球海洋中碳和硫的存储及循环、自生矿物的形成机理等都具有重要意义。
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