近日，国际地学top学术期刊《The Geological Society of America Bulletin》发表了题为“Formation of authigenic carbonates contributed by sulfate- and metal-driven anaerobic oxidation of methane in the northern Okinawa Trough, East China Sea”的研究成果。该成果由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室管红香教授、青岛海洋地质研究所吴能友研究员和博士生刘磊等合作完成。

海底甲烷排放影响全球气候变化，而金属驱动的甲烷厌氧氧化在地球早期演化过程中可能起到关键性的作用，但是目前地质历史时期的Fe-AOM的证据十分稀少。冲绳海槽发育有冷泉-热液体系，为Fe-AOM的发生提供了潜在的物源。总体上，冲绳海槽自生碳酸盐岩以富含铁矿物为特征。在硫酸盐-甲烷转化带，硫酸盐含量充足，主要发生硫酸盐驱动的AOM，沉淀的碳酸盐岩矿物以方解石和文石为主，且伴随强烈的Mo元素富集、古菌生物标志物含量丰富和硫化的现象；而在更深的层位，硫酸盐含量不足以支持SD-AOM，丰富的Fe供给为Fe-AOM的发生提供了可能。Fe-AOM参与形成的碳酸盐岩以白云石和菱铁矿等矿物为主，且古菌生物标志物含量低、古菌和硫酸盐还原细菌出现不耦合的现象。随着Fe含量的升高，铁同位素呈现逐渐降低的趋势，也指示被还原后的Fe2+保存在了碳酸盐岩中。

图1 全球冷泉站位甲烷厌氧氧化过程中古菌和细菌特征性生物标志物碳同位素对比

图2  解释冲绳海槽北部自生碳酸盐形成的示意模型

本文以冲绳海槽碳酸盐岩为对象，研究了硫酸盐和金属驱动的甲烷厌氧氧化作用机制、生物标志化合物表征以及元素、矿物的响应，从生物标志物、元素、矿物和铁同位素角度揭示了金属驱动的甲烷厌氧氧化作用证据，为探寻金属驱动甲烷厌氧氧化的记录特征提供新的视角。

Liu, L., Guan, H., Xu, L., Sun, Z., Wu, N., 2023. Formation of authigenic carbonates contributed by sulfate- and metal-driven anaerobic oxidation of methane in the northern Okinawa Trough, East China Sea. Geological Society of America Bulletin, 135, 1652–1666.

文章链接：https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/gsabulletin/article-abstract/135/7-8/1652/618541/Formation-of-authigenic-carbonates-contributed-by?redirectedFrom=fulltext.