適當的地質條件下,甲烷氣會沿海床下沉積物中的裂隙及斷層而向上逃溢,使得海床上 地質、地球化學產生變化,例如底層水溶解的甲烷氣濃度區小區域性急劇增加、硫酸鹽還原 消耗深度的降低、硫化礦物(黃鐵礦)的生成、底棲有孔蟲組成的變化及殼體碳同位素的變 輕很多、孔隙水中[CH4]的增加、海洋表層厭氧菌類的增加、特殊軟體動物(如Calyptogena) 的存在等。本研究的目的,即在利用海洋沉積物的特徵(尤其還原環境下自生黃鐵礦或黃鐵礦 取代現象、特殊生物組成、底棲有孔蟲組成及殼體碳同位素),配合其地球化學指標,在年度 調查區域內去發現有天然氣水合物異常現象。
由於黃鐵礦僅在還原環境下形成,同時甲烷氣溢出會加速海洋沉積物上部硫酸鹽還原作用, 產生黃鐵礦。但在臺灣西南海域高屏斜坡的底層水為富溶氧環境,而表層沉積物 及岩心中卻出現黃鐵礦,顯示必有因甲烷氣溢出/冷泉現象而產生的還原環境、且其位置集 中在高屏峽谷的東、西兩側,水深在1000-1500公尺間。在上述沉積物中出現黃鐵礦的區域, 底層水所含溶解甲烷氣水含量亦非常高(楊燦堯, 2005) 及硫酸鹽/甲烷間界面非常淺(林曉 武, 2005)。由黃鐵礦在空間上廣泛分佈於研究區域,顯示幾乎臺灣西南海域高屏斜坡上均 可能存在甲烷氣水化合物。自生碳酸鈣(authigenic carbonate) 在高屏峽谷兩側7個站位之 表層沉積物或活塞岩心中發現。在活塞岩心中若存在自生碳酸鈣,則必然含有大 量黃鐵礦。自生碳酸鈣的碳同位素非常低,主要δ13C介於-35 ~-55?間,顯 示為甲烷來源經化學作用形成的自生碳酸鈣。
臺灣西南海域高屏斜坡自生碳酸鈣分佈圖。
臺灣西南海域93~94年度調查區域活塞岩心中含黃鐵礦分佈。