马晓理，刘丽华，徐行，金光荣，魏雪芹，翟梦月

1. 中国科学院广州能源研究所，中国科学院天然气水合物重点实验室，广州 510640

2. 中国科学院大学，北京 100049

3. 中国地质调查局广州海洋地质调查局，广州 510760

4. 中国地质大学（北京）海洋学院，北京 100083

海底甲烷渗漏活动是指富碳氢化合物（通常以甲烷为主）的流体沿裂隙、断裂等高渗通道及多孔介质以渗流或喷溢的形式从深部向上运移至海底浅部的过程。渗漏的甲烷主要来源于有机碳的原地转化、深部埋藏的天然气水合物分解[1-3]或油气泄漏[4]。甲烷的温室效应强度是二氧化碳的20倍以上，海底中甲烷的大量释放会对全球气候变化产生重大影响。然而研究表明近90%的海底渗漏甲烷被厌氧氧化（Anaerobic Oxidation of Methane, AOM）所消耗而未能释放到大气中[5]。AOM是一种由微生物介导的氧化还原过程，参与的电子受体包括锰氧化物、硝酸盐、铁氧化物、硫酸盐等[6-8]。其中硫酸盐在海底沉积物中广泛存在，通过上覆海水向下扩散或原位储存于海洋沉积物孔隙水中，在沉积物早期成岩过程中发挥重要作用[8]。因此，在甲烷渗漏环境中，硫酸盐作为主要的氧化剂驱动甲烷厌氧氧化作用的发生（Sulfate-Driven Anaerobic Oxidation of Methane, SD-AOM）[6]，简化的化学反应式见式（1）。

SD-AOM发生在一个狭窄的硫酸盐-甲烷过渡带（Sulfate Methane Transition Zone，SMTZ）内[9-14]。反应产物HS−进一步与孔隙水的Fe2+、氧化还原敏感元素（如Mo）等形成自生硫化物矿物；HCO3−提高孔隙水中碱度的同时，与孔隙水中部分碱土金属元素（如Ca2+、Mg2+、Sr2+）结合形成自生碳酸盐岩。这些自生硫化物矿物（如黄铁矿）、自生碳酸盐岩种类以及Mo元素在沉积物中的富集程度可用来推测过去甲烷渗漏的强度和期次[15-19]。……