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本论文通过常量元素组成(XRF)、沉积物矿物组成(XRD)、碳和氧稳定同位素、稀有气体成分和同位素、孔隙水的离子成分和总有机碳含量(TOC)等分析,对我国西北陆地泥火山喷发特征及其喷发的气体、水体和沉积物的沉积学和地球化学特征进行了研究,取得了以下认识和结论: 1.独山子、四棵树和艾渠沟三处泥火山都为小型泥火山,泥浆粘度大,岩屑或角砾含量相对较低。沉积物矿物成分以伊利石、绿泥石、石英和钠长石为主,含少量的钾长石或方解石。沉积物主量元素组成以SiO2为主,其次为Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、Na2O和MgO,还含有极少量的MnO、P2O5和TiO2。矿物和氧化物在横向和垂向上变化都不大。 2.独山子和四棵树泥火山的柱状沉积物的孔隙水阴离子主要是Cl-和SO42-,阳离子主要是Na+、Ca2+和Mg2+,含少量的Br-、K+、Li+、NH4+和甲酸。独山子泥火山孔隙水的Cl-、SO42-、Na+、K+、Mg2+和Ca2+在横向和垂向上变化都较大。四棵树泥火山的孔隙水除了Cl-和Na+,其它离子浓度都不超过1mM。 3.独山子和四棵树泥火山的气体成分以CH4和CO2为主,含少量的C2H6和C3H8,不同喷口之间CH4和CO2的含量变化较大。独山子泥火山喷发的气体来自壳源,很可能有两个来源。一、是浅部的安集海河组(E2-3a),深度为1398~2707m;二、是深度大于3600m的古生界岩层。稀有气体分析显示,独山子、四棵树和艾渠沟三处泥火山气体源岩的年龄为358.7~430.7Ma,三处泥火山气体有可能来自同一岩层:深度大于3600m的古生界岩层。 4.独山子和四棵树泥火山发生了轻微的甲烷氧化与硫酸盐还原的耦合反应。艾渠沟泥火山没有发生甲烷氧化作用。 5.青藏高原的青藏公路沿线附近6个气体渗漏点的气体组分主要为CO2和N2,含少量CH4,部分样品还含有极少量C2H6和C3H8。二道沟、冬多曲和扎木曲交汇处的附近和唐古拉山兵站附近的三个地方的渗漏气体为二氧化碳型,渗漏气体的二氧化碳纯度超过96.77%,甚至接近100%。北麓河、布查湖和沱沱河东侧三处的渗漏气体为氮气型,氮气纯度为78.79~96.55%。稀有气体分析显示,布查湖的气体源岩的年龄为302.1~308.3Ma,气体源岩很可能为晚石炭-早二叠的通天河蛇绿构造混杂岩,CO2的δ13CPDB为-15.9~-8.4‰,CH4的δ13CPDB为-24.7~-24.6‰,C2H6的δ13CPDB为-20.5~-18‰,其渗漏气体为有机成因。其它几个点气体具有壳幔组合特征,属于无机成因。 6.中国西北陆地泥火山主要类型为小型和大型,缺乏中型泥火山。不同地区泥火山群的泥火山喷发特征、气体组成、沉积物特征和流体特征差别都较大,多数泥火山与油气有一定关系。