Abstract In the cold seep region, the carbonate rocks/nodules help to reveal the source of methane and gas-hydrate decomposition. Conventionally, authigenic carbonate rocks/nodules are great proxy of AOM, but it only forms under an intermediate methane flow rate. It is thus vital to explore another carbon component proxy of AOM. In this paper, we investigate different carbon component features from a 5.2 m-long sediment core (SH-CL52) in the Shenhu region. We constrain the location of SMTZ based on the natural remanent magnetization (NRM) characteristic, pyrite content, TS/TOC and sulfur isotope, after that we discuss carbon component’s isotopic response to AOM. Pyrite increases in 300–360 and 440–480 cmbsf, negative (NRMAF60mT - NRMAF80mT)/NRM values occurrence in 300–360 and 440–480 cmbsf, bulk-sediment δ34S values have positive excursion in 300–360 and 440–480 cmbsf and pyrite δ34S positive excursions appear in 300–360 and 440–480 cmbsf. All these reflect that at least two methane release events (MREs) are identified in 300–360 and 440–480 cmbsf in the core SH-CL52, respectively. In these zones, δ13CTC, δ13CTIC, δ13CFC and δ13CFGC variety is not discernable, but δ13CTOC has positive excursions which are most likely interpreted to the relatively higher methanogenesis rate in SMTZs. Our results suggest that δ13CTOC represents a potential proxy of SMTZ as a relatively higher methanogenesis rate in SMTZ would modify the TOC isotope.

中文翻译：

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海洋沉积物中的碳成分及其对甲烷厌氧氧化（AOM）的元素和同位素响应：以南海北部神湖地区为例

摘要 在冷渗区，碳酸盐岩/结核有助于揭示甲烷和天然气水合物分解的来源。通常，自生碳酸盐岩/结核是 AOM 的重要代表，但它仅在中等甲烷流速下形成。因此，探索 AOM 的另一种碳成分代理至关重要。在本文中，我们研究了神狐地区 5.2 m 长沉积岩芯 (SH-CL52) 的不同碳组分特征。我们根据自然剩磁 (NRM) 特性、黄铁矿含量、TS/TOC 和硫同位素约束 SMTZ 的位置，然后讨论碳组分对 AOM 的同位素响应。黄铁矿增加 300–360 和 440–480 cmbsf，负 (NRMAF60mT - NRMAF80mT)/NRM 值出现在 300–360 和 440–480 cmbsf，大块沉积物 δ34S 值在 300-360 和 440-480 cmbsf 有正偏移，黄铁矿 δ34S 正偏移出现在 300-360 和 440-480 cmbsf。所有这些都反映了至少两个甲烷释放事件（MRE）分别在核心 SH-CL52 的 300-360 和 440-480 cmbsf 中被确定。在这些区域中，δ13CTC、δ13CTIC、δ13CFC 和 δ13CFGC 的变化无法辨别，但 δ13CTOC 具有正偏移，这很可能解释为 SMTZ 中相对较高的产甲烷速率。我们的结果表明 δ13CTOC 代表了 SMTZ 的潜在代表，因为 SMTZ 中相对较高的产甲烷率会改变 TOC 同位素。所有这些都反映了至少两个甲烷释放事件（MRE）分别在核心 SH-CL52 的 300-360 和 440-480 cmbsf 中被确定。在这些区域中，δ13CTC、δ13CTIC、δ13CFC 和 δ13CFGC 的变化是不可辨别的，但 δ13CTOC 具有正偏移，这很可能解释为 SMTZ 中相对较高的产甲烷速率。我们的结果表明 δ13CTOC 代表了 SMTZ 的潜在代表，因为 SMTZ 中相对较高的产甲烷率会改变 TOC 同位素。所有这些都反映了至少两个甲烷释放事件（MRE）分别在核心 SH-CL52 的 300-360 和 440-480 cmbsf 中被确定。在这些区域中，δ13CTC、δ13CTIC、δ13CFC 和 δ13CFGC 的变化是不可辨别的，但 δ13CTOC 具有正偏移，这很可能解释为 SMTZ 中相对较高的产甲烷速率。我们的结果表明 δ13CTOC 代表了 SMTZ 的潜在代表，因为 SMTZ 中相对较高的产甲烷率会改变 TOC 同位素。