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摘要
陆地泥火山流体来源及其演化过程的研究,对于理解板块俯冲边界增生楔中流体特性及迁移途径有重要作用,对于油气等资源勘探具有指示意义。通过分析台湾西南部新养女湖(SYNH)泥火山喷出流体的离子组分、氢氧同位素组分以及泥质沉积物的矿物组分,探索泥火山喷出流体源区的化学特征、流体的来源及源区温度和深度条件;搭建组分运移、演化的概念模型。调查发现SYNH泥火山喷出泥质沉积物的矿物以石英、长石、伊利石、绿泥石为主,含少量方解石和白云石。流体中Na+、Cl-占主导,且Na+和Cl-呈显著正相关,表明泥火山流体起源于海洋沉积孔隙水。泥浆池中流体的Cl-浓度约为海水的1/5;氧同位素δ18O为6.24‰～6.59‰,明显富集18O;氢同位素δD的范围为-23.72‰～-12.9‰,显示贫化的特征。Cl-浓度和氢氧同位素特征指示蒙脱石脱水稀释流体组分、改变流体的化学特征。此外,氢氧同位素分布偏移大气降水线,表明大气降水对泥火山流体的影响较小。流体中富集Na+,严重贫化K+,可能与蒙脱石的伊利石化作用有关。根据Na/K、K/Na地温计和氢氧同位素数据推算深部流体的温度范围为79～181℃。结合地温梯度,推测SYNH泥火山喷出流体起源的深度为2.6～6.0 km,对应中新世长石坑组及乌山组的页岩-砂岩和上新世的开竹寮页岩。基于研究区构造背景、矿物组成及流体地球化学特征搭建SYNH泥火山深部流体喷出过程的简化模型,即原始海水组分被保留在孔隙中,塑性页岩的圈闭作用使得孔隙流体排出不均衡,随着上覆岩层的压实作用及横向构造挤压,孔隙内部流体压力急剧升高,当压力大于上覆岩层压力或存在高渗通道时,流体携带沉积物喷出地表。
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