自生黄铁矿是海洋沉积物中的普遍矿物,在水合物背景区中亦存在,是沉积物中碳和硫循环的桥梁,具有重要意义。通常来说,黄铁矿是微生物参与下沉积物中有机质厌氧氧化和孔隙水硫酸盐还原共同作用产物,而在水合物背景下,自生黄铁矿是甲烷和有机质厌氧氧化与硫酸盐还原共同作用的结果。本文选取南海北部陆坡东沙海域DH-CL7-2012、DH-CL11-2012站位岩心柱共计70个浅表层沉积物样品为研究对象,对沉积物岩性、干湿比、磁化率以及沉积物中自生黄铁矿丰度、形貌、硫同位素特征进行了研究。DH-CL7-2012站位沉积物粒度、含水量在300cm深度界面上下存在明显差异,界面上部沉积物较湿,粒度小;界面以下沉积物变干,变大。沉积物自生黄铁矿含量较少,主要呈棍棒状、短柱状、有孔虫充填型和块状集合体形态,粒径约0.1~2mm,岩心柱上下均有分布。扫描电镜下,自生黄铁矿均由莓球状黄铁矿组成,莓粒直径约5~150μm,黄铁矿微晶以立方体、八面体、截断八面体为主。沉积物中自生黄铁矿硫同位素值极度负偏(-39.23~-47.34‰CDT),反映其经历了较强烈硫同位素分馏和硫歧化反应。沉积物磁化率特征不明显,与沉积物中自生黄铁矿丰度相关性较弱。DH-CL11-2012站位沉积物岩性、含水量在450cm深度界面上下存在明显差异,上部沉积物含较干,粒度小;下部沉积物变干,变大。沉积物自生黄铁矿含量较多,呈短柱状、块状、管状和有孔虫充填型集合体形态,粒径约0.1~10mm,主要分布在岩心柱450cm深度界面以下。扫描电镜下可见自生黄铁矿均由莓球状黄铁矿和松散微晶颗粒构成,莓球直径约20~100μm,微晶结晶良好,晶面清晰,主要以八面体、截断八面体形态为主,一些八面体晶体表面存在晶体相互穿插现象。自生黄铁矿硫同位素值以700cm深度为界分为上下两个部分,上部硫同位素值相对平稳,负偏程度大(-50.2~-41.4‰CDT),下部负偏程度小(-23.2~-13.4‰CDT),反映有混合硫的加入,指示该站位下伏沉积物可能经历了其他来源的烃类氧化和硫酸盐还原作用。沉积物磁化率与自生黄铁矿丰度特征相关性较高,反映了黄铁矿等自生矿物的种类、含量对沉积物磁化率的影响。结合研究区DH-CL7-2012和DH-CL11-2012结果和前人研究,认为研究区两站位均处于天然气水合物的成藏背景,经历了不同的沉积环境和沉积过程;沉积物中自生黄铁矿主要是下伏甲烷流体上涌的结果。DH-CL7-2012站位甲烷通量较小,生成的黄铁矿较少;DH-CL11-2012站位经历了一次较长时间的甲烷渗漏活动,初期甲烷渗漏强烈,生成大量黄铁矿,后期甲烷渗漏活动减弱,甲烷通量减小,造成了沉积物中H2S供应不足,生成了部分强磁性的胶黄铁矿,造成了岩心柱745.5~765.5cm深度沉积物磁化率的异常增大。沉积物中自生黄铁矿硫分馏明显,是甲烷参与下的硫还原反应和硫歧化反应共同作用的结果,后期甲烷渗漏活动减弱,甲烷通量减小,硫酸盐还原速率较低,造成岩心柱底部自生黄铁矿硫分馏减弱。