南海北部九龙甲烷礁冷泉活动及其生态影响的沉积记录

The cold seep system have drawn wide attention in the global climate change research because of releasing methane during its formation and evolution. Jiulong methane reef is the largest area of the cold seep systems currently found in the South China Sea. Its formation and evolution will inevitably have a major impact on the surrounding ecological environment. However, the history of cold seep activity and its impact on ecological environment is not clear, and whether they are recorded and preserved in marine sediments has yet been researched. The main purpose of this project is how to select a valid object and indicators to reveal and reproduce cold seep activity process and its impact on ecological environment.The representative sediment cores from northern South China Sea are the specific study object of this project. Based on the AMS14C dating, the stable carbon and oxygen of planktonic foraminifera and benthic foraminifera, stable calcium isotope and species composition and ecological characteristics of benthic foraminifera will be comprehensive analyzed，accordingly to determine the seabed methane releasing history and ecological response characteristics in the geological period, combined with the comparative analysis of existing data,the cold seep activity process of Jiulong methane reef and the mechanism of its impact on the surrounding ecological environment will also be discussed.This research can not only deepen awareness and understanding of formation and evolution mechanism of the cold seeps system in northern South China Sea and its eco-environmental effects, but also provide important basic data and scientific basis for global climate change research.

冷泉系统因其形成演化过程中释放甲烷而在全球气候变化研究中引起广泛关注。九龙甲烷礁是目前南海发现的面积最大的冷泉系统，其形成演化必然会对周围生态环境产生重要影响，然而目前我们对冷泉活动的历史及其生态环境影响并不清楚，它们是否在海底沉积物中得到记录和保存也尚未开展研究，如何选取有效的研究对象和指标来揭示和重现冷泉活动过程及其生态环境影响是本项目的主要目的。本项目以南海北部九龙甲烷礁所在海域代表性沉积柱样为具体解剖对象，在AMS14C定年基础上，综合分析浮游和底栖有孔虫的碳、氧同位素和底栖有孔虫的钙同位素组成，以及底栖有孔虫种属组成和特征生态指标，确定地质时期海底甲烷释放历史及其生态响应特征，并结合已有资料的对比分析，探讨九龙甲烷礁冷泉活动过程及其对周围生态环境的影响机制。此研究可深化认识和理解南海北部冷泉系统的形成演化机制及其生态环境效应，也将为全球气候变化研究提供重要的基础资料和科学依据。

冷泉系统因其形成演化过程中释放甲烷而在全球气候变化研究中引起广泛关注。九龙甲烷礁是目前南海发现的面积最大的冷泉系统，其形成演化必然会对周围生态环境产生重要影响，然而目前我们对冷泉活动的历史及其生态环境影响并不清楚，它们是否在海底沉积物中得到记录和保存也尚未开展研究，如何选取有效的研究对象和指标来揭示和重现冷泉活动过程及其生态环境影响是本项目的主要目的。本项目以南海北部九龙甲烷礁海域为重点研究区域，围绕冷泉活动过程及其对周围生态环境的影响机制开展了较系统的研究，在九龙甲烷礁的活动历史、甲烷礁形成对底栖有孔虫生态的影响机制及其表现形式、甲烷礁冷泉活动过程及其生态效应的综合分析等方面取得了一些重要认识和进展。主要成果包括：1）通过对九龙甲烷礁所在海域沉积物柱样中多项指标的综合分析，发现该海域在地质历史时期出现过天然气水合物分解或冷泉活动事件，且这些事件很可能与“九龙甲烷礁”的形成演化具有密切的关系；2）基于该海域沉积物柱样中两种特征底栖有孔虫的数量统计，发现底栖有孔虫同样记录到了海底甲烷释放事件，且该事件对底栖有孔虫的数量和种类组成影响很大；3）通过对研究区冷泉碳酸盐岩样品的矿物学及元素和同位素地球化学研究，揭示了研究区甲烷流体渗漏的特征及其对水合物成藏的影响；4）对比分析了南海北部神狐海域沉积物柱样中记录到的海底甲烷释放事件，发现天然气水合物分解或冷泉活动不是局部事件，很可能是全球事件。以上研究不仅深化认识了南海北部冷泉系统的形成演化机制及其生态环境效应，并为全球气候变化研究提供了重要的基础资料和科学依据。