台灣西南海域沉積物孔隙水之地球化學研究與其來源之探討

Abstract

根據前人研究結果指出，台灣西南海域有廣泛的海床仿擬反射（Bottom Simulating Reflections, BSR）存在，由平衡相圖也顯示台灣西南海域海床溫壓條件適合天然氣水合物穩定存在，這些證據指出台灣西南海域極有可能有天然氣水合物廣泛分佈。此外台灣西南海域海床上廣布著許多噴氣口，這些逸氣的氣體成分主要以甲烷為主，這種強烈的甲烷逸氣現象與天然氣水合物的解離有密不可分的關係。 本研究選定了臺灣西南海域的好景海脊（Good Weather Ridge）做為主要的研究目標。分析結果顯示好景海脊中某些站位沉積物間隙甲烷濃度極高，同時具有非常淺的硫酸鹽-甲烷交界面（sulfate-methane interface, SMI），指示了本研究區有高的甲烷通量，這些高通量甲烷暗示了可能有大量的甲烷水合物存在於海洋沉積物中。 除了甲烷濃度之外，好景海脊區中第九站的孔隙水中主要陰陽離子濃度隨著深度增加有明顯的降低，並顯著的低於此區域海水的平均背景值。鎂離子與氯離子濃度關係圖顯示此站孔隙水有強烈的深源流體訊號，此飽含甲烷的深源流體很有可能是深處天然氣水合物受熱液侵入後解離之流體。 本研究同時也針對過去發現高甲烷通量的永安海脊（Yuan-An Ridge）進行研究，結果顯示所分析具有高甲烷通量之站位沉積物，其孔隙水之氧同位素、氯離子及鎂離子濃度隨深度並無明顯改變，推測可能是因為岩心中天然氣水合物短暫生成即解離，或是岩心採樣深度距離下方天然氣水合物賦存層尚有較遠的距離，導致孔隙水中水化學變化並不明顯。 綜合來說，本研究結果顯示台灣西南海域的確有普遍高甲烷逸氣來源，驗證了前人分析之結果，而不同站位之孔隙水水化學分析結果則可能反映了不同小區域內天然氣水合物分佈模式的不同。