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大陆边缘海底广泛发育的甲烷渗漏活动,可以显著改变区域甚至全球海洋碳、硫循环,潜在影响深部生物圈的铁、磷等循环过程。然而目前对甲烷渗漏活动影响铁-磷耦合特征以及磷循环的程度了解有限,尤其缺乏对不同甲烷渗漏强度环境中铁-磷耦合特征和磷循环的了解。本文选取了南海东沙海域发育代表弱甲烷渗漏活动的冷泉站位（D-7）和临近不发育甲烷渗漏活动的背景站位沉积物柱状样品（D-8）以及代表强甲烷渗漏的烟囱状冷泉碳酸盐岩样品为研究对象,通过样品不同铁和磷组分含量以及其它基本地球化学参数的分析,用于探讨甲烷渗漏活动对不同形态铁和磷组成的影响,揭示甲烷渗漏对沉积物铁和磷埋藏途径和特征的影响,旨在提高对甲烷渗漏环境中磷循环和铁-磷耦合特征的认知。分析的两个站位柱状沉积物中不同铁组分和磷形态组成结果显示背景站位D-8和冷泉站位D-7的碳酸盐相的铁(FeCarb)和非晶质铁氧化物的铁(FeOx1)以及磁铁矿(FeMag)的铁含量随深度变化范围较小。FeCarb,FeOx1和FeMag含量在D-8和D-7两站间没有明显差异。晶质铁氧化物的铁(FeOx2)在D-8和D-7两站位的硫酸盐甲烷还原带（SMTZ,约1.5-2.0米）附近的分布完全相反,D-8站位的FeOx2在此处含量明显减小,平均含量为4.1mg/g,D-7站位的FeOx2在此处含量增大,平均含量为7.6mg/g。而磷组分方面,两站位的可交换态磷(PEx)、陆源碎屑磷(PDetr)、有机磷(POrg)含量在深度剖面上的变化趋势基本一致,并且在D-7的SMTZ范围内与D-8相比含量均接近,显示D-8和D-7具备相同的沉积背景,并且D-8作为背景站位能为D-7提供很好地参考。铁氧化物结合态磷(PFe)含量在SMTZ深度D-7明显高于D-8,平均值分别为2.3μmol/g和2.9μmol/g。两个站位自生磷酸盐(PAuth)差别较大,D-7在SMTZ附近含量明显增大,平均值6.0μmol/g,超出背景站位的20%。两个站位铁组分和磷组分对比结果显示,甲烷渗漏活动促使了易还原的铁氧化物和磁铁矿含量减少,导致了可还原的铁氧化物增多,同时引起了铁氧化物吸附的磷和自生磷含量明显增加。因此,甲烷渗漏活动会显著地影响沉积物中铁氧化物的形成,进一步影响铁氧化物吸附磷酸盐的丰度,有利于磷灰石等自生磷酸盐沉积。东沙海域冷泉碳酸盐岩烟囱样品根据采样位置和矿物成分组成可以分成烟囱外层和内层两类。烟囱样品矿物组成以石英、长石、方解石和文石为主,其中内层样品的碳酸盐矿物主要以文石和方解石为主,外层则主要由方解石组成。内层出现的文石则说明其形成后期可能由于水文地质活动等原因暴露于海底表面,同时因具有较高含量的石英、长石等陆源碎屑物质,表明其形成过程中受到较大的背景沉积影响。样品的碳同位素普遍偏负且所有点位均小于-55.0‰,平均值约为-58.8‰,由此可确定成岩环境的冷泉流体中甲烷来源是生物成因甲烷,为冷泉碳酸盐岩烟囱的13C主要碳源。样品的氧同位素组成普遍偏正,且普遍高于5‰,平均值约为5.6‰,表明烟囱样品在形成过程中受到了天然气水合物分解的影响。从烟囱的外层到内层,碳同位素的组成普遍有着两边高、中心低的分布特征,而氧同位素的组成特征则大致与碳同位素的变化呈现相反的趋势,即冷泉碳酸盐岩烟囱的碳氧同位素组成曲线呈“此消彼长”的耦合关系,推测是由于碳酸盐岩烟囱中的渗漏流体在单一通道中运移而发生的扩散作用所致。烟囱样品碳含量很高,总体上随外层向内层有微弱的减少,总硫含量变化较小且中心处出现峰值,由二者计算所得的碳酸盐和黄铁矿含量显示,冷泉碳酸盐岩烟囱沉积时的环境为强渗漏环境。根据对烟囱样品的铁组分含量分析结果显示,FeCarb含量总体变化不太大,而内层FeCarb含量略低。FeMag含量从烟囱内层到外层大致呈现逐渐升高的趋势,FeOx同样呈现出靠近烟囱内层含量逐渐减少的趋势。从烟囱内层到外层大致呈现出总铁(FeTotal)含量逐渐升高的趋势。根据对样品的磷组分含量分析结果显示,POrg内外层没有明显差异,Pex含量内层稍微低于外层,PDetr含量明显是内层比外层低,PFe和PAuth量在内层与外围含量相当或者更高。这些结果显示在强甲烷渗漏条件下,更强的甲烷渗漏强度能明显增加样品中铁结合态磷和自生磷灰石含量,说明该条件有利于铁结合态磷和自生磷灰石的富集和兰铁矿的形成。综上所述,在弱渗漏环境中,甲烷渗漏活动可影响铁氧化物形成和不同铁氧化物分布,从而影响铁氧化物吸附的磷酸盐丰度,同时也有利于自生磷灰石的形成和自生磷的埋藏。而在强渗漏环境中,高的甲烷渗漏强度环境有利于兰铁矿和自生磷灰石的形成。这些不同形态磷和铁对不同甲烷渗漏强度的响应模式可能普遍出现在大陆边缘众多受甲烷渗漏影响的沉积物或自生碳酸盐岩中,影响到该环境中的铁和磷的生物地球化学循环。