2015年3月13日下午，吉林大学地下能源与废物处置研究所在理化楼457会议室召开了2015年第二次学术交流会，会议由田海龙老师主持，内容为刘肖同学进行“甲烷渗漏背景下自生矿物形成机理研究”的专题报告，研究所全体研究生参加了会议。
该报告主要内容为：结合美国西部太平洋海域的俄勒冈州岸外，“水合物海脊”ODP 204航次研究资料，以TOUGHREACT软件模拟研究了甲烷渗漏背景下自生矿物形成机理。甲烷厌氧氧化和硫酸根还原是海底厌氧沉积物的重要生物地球化学过程，可发生在泥火山、天然气水合物储层上方等富甲烷流体渗漏逃逸的地方。泄漏的甲烷在接近或达到海底面附近时，在甲烷氧化菌和硫酸盐还原菌的协同作用下与来自海水的SO42-发生AOM-SR过程(CH4 + SO42- → HCO3- + HS- + H2O)，形成了海底面附近特殊而重要的生物地球化学系统。在微生物参与AOM-SR中，向上渗漏的甲烷作为电子供体被氧化，硫酸根作为最终的电子受体被还原，可在海底面以下形成硫酸根-甲烷转化带(Sulfate-methane transition zone, SMTZ)，使得甲烷和硫酸根浓度在垂向上形成特殊的亏损层，消耗大量的甲烷和硫酸根，并改变孔隙水的水化学组成。而由甲烷产生的生物碳酸盐局部超饱和使碳酸盐沉淀，形成凝块状微晶灰岩、放射状和葡萄状文石胶结物，即形成冷泉碳酸盐岩( 2HCO3- + Ca2+→ CaCO3 + CO2 + H2O )。该过程能够有效地将甲烷转化为碳酸盐岩沉积于海底，被视为甲烷和碳地球化学循环中的重要一环。海底碳酸盐岩和硫化物沉积是重要的水和物找矿勘探标志。
不同的甲烷泄漏速率情况下，SMTZ的深度以及由甲烷厌氧氧化反应引起的碳酸盐岩、硫化物的沉积空间变化是不同的。研究结果表明：底部甲烷泄漏速率越大，SMTZ深度越浅；碳酸盐岩主要沉积位置在海底沉积物表层，硫化物主要沉积在SMTZ位置处。
——供稿人：何斌
2015.3.14