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本论文利用南海北部陆坡神狐海域和东沙海域的浅表层沉积柱DH-3和DH-5，通过沉积物主量和微量元素、TOC、TIC和总硫、还原性硫化物和还原性硫化物硫同位素的地球化学分析，研究了沉积环境的变化，尤其是氧化还原环境的变化对沉积物的矿物成分、主量与微量元素特征影响，查明了南海北部陆坡冷泉活动的强度、年代以及对底层海水氧化还原环境的影响，最后探讨了冷泉活动的诱发因素和对古环境的响应。 南海北部陆坡东沙海域DH-5沉积柱中C-S-Fe、硫化物硫同位素和主、微量元素表明在1000～1150 cm和740～820 cm处发生了甲烷缺氧氧化作用，400～550 cm处即24.8-15.4 ka发生了甲烷有氧氧化作用。异常偏正的硫化物硫同位素值（最高可达34.2‰）指示古的硫酸盐—甲烷转换带分别位于810～830 cm和1000～1070 cm。冷泉活动引起的甲烷缺氧氧化作用导致DH-5柱中的沉积物富集硫化物， S/C比值一般大于0.5，在硫酸盐—甲烷转换带附近形成接近于海水值的硫化物硫同位素值，孔隙水中出现HS-，导致Mo的富集。甲烷有氧氧化作用形成酸化和缺氧环境，导致CaCO3的溶解和利于TOC的保存。 南海北部陆坡神狐海域DH-3沉积柱在100-300 cm处，CaCO3含量表现为快速降低和缓慢回升、底层海水半缺氧的环境和高的TOC含量，类似的现象在南海北部陆坡东沙海域DH-5站位24.8-15.4 ka期间都有发现，而且附近站位ZD3、ZS5和BY3在同时期发生了底栖有孔虫的碳同位素负偏，表明南海北部陆坡在24.8-15.4 ka期间发生了大规模的冷泉渗漏，水柱中发生的甲烷有氧氧化作用形成了酸化和半缺氧的环境。此次大规模的甲烷渗漏可能与海平面降低所导致的底层海水静水压力降低有关。天然气水合物对气候变化的敏感性使其能在全球变暖时被激发分解，其释放的温室气体可能加剧全球气候的进一步变暖。