大陆边缘的海底甲烷渗漏广泛存在。大量微生物介导的生物地球化学过程与海洋甲烷渗漏密切相关,并在近海底环境中对碳循环和硫循环产生重要影响。在这些过程中,硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化(SD-AOM)是甲烷消耗的主要机制,能够去除超过90%近海底的甲烷。这一过程对调控水体和大气中的甲烷排放具有重要意义。对甲烷渗漏相关过程的广泛研究已有多种地球化学指标,可用于识别现代和古代的SD-AOM作用,并重建甲烷渗漏在地质历史时期的变化。在这些指标中,甲烷驱动的自生碳酸盐(MDAC)被广泛研究,包括其矿物学特征、碳氧稳定同位素、主量与微量元素及稀土元素组成。
尽管MDACs在冷泉区十分常见,但在以扩散为主的甲烷运移环境中常常缺失,这可能会限制对甲烷渗漏活动的准确重建。相比之下,黄铁矿是一种在地质记录中广泛存在的自生矿物,在不同甲烷渗漏环境中亦较为常见。这使得黄铁矿成为记录SD-AOM过程和甲烷渗漏活动的理想矿物载体。已有研究表明,黄铁矿的丰度、形貌以及其铁、硫同位素等特征是识别甲烷渗漏的可靠指标。
早期研究中,黄铁矿组分通常通过湿化学方法从沉积物中提取,但这类方法容易受到所在沉积物中元素的污染影响。近年来,激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)原位分析技术有效地克服了这一问题,成为研究黄铁矿微量元素含量的有力工具。中国科学技术大学、中国海洋大学联合多家科研机构的研究人员,利用原位LA-ICP-MS技术分析了南海海马冷泉区沉积物中黄铁矿的微量元素组成,以深入理解其循环过程,并揭示与甲烷渗漏相关的地球化学机制。