《Marine and Petroleum Geology》：Discovery of an active crater-like mud volcano at ～42°S on the Chilean Margin: structural controls and gas hydrate associations
编辑推荐：
智利大陆架发现首个显著火山口状泥火山Cucao Mud Volcano，位于Chiloé岛86公里外1800米深度。地震数据显示其沿断层anticline构造，揭示构造变形控制形态与流体通道。高分辨率地形与地震反射特征（BSR、地震空白带、亮点）证实气 hydrate及活跃流体迁移。2012-2018年对比表明表面活动减弱，可能进入休眠期。穹状反射体暗示气 hydrate分解与垂直导流通道。该发现凸显构造、气 hydrate系统与泥火山活动的复杂相互作用，为研究活动大陆架流体动力学提供关键位点。
Cristian Rodrigo | Fernanda Ruiz | Nitza Garrido | Ximena Contardo
安德烈斯·贝洛大学工程学院-地质系，智利维尼亚德尔马市基洛塔街980号
摘要
海底泥火山（MVs）是常见于构造活跃边缘、沉积物丰富且处于压缩状态下的海底特征。本研究首次在智利海域发现了一个显著的火山口状泥火山，命名为Cucao泥火山（CMV），位于奇洛埃岛（Chiloé Island）以北约86公里处，深度为1800米。多通道地震数据表明，CMV沿断层背斜的顶部形成，处于挤压构造环境中，这表明其形态和流体运动都受到构造变形的控制。强烈的底部模拟反射层（BSR）信号、地震盲区、亮点以及浅层地下的混乱岩性表明存在天然气水合物、游离气体和活跃的流体运动。高分辨率多波束测深和后向散射图像显示该火山具有类似破火山口的构造，包括中央火山口、穹顶状侧翼及周围的凹陷。2012年和2018年的对比数据表明其表面活动有所减弱，可能预示着该火山已进入一个相对静止的阶段。此外，BSR上方的穹顶状反射层暗示可能存在与天然气水合物分解和超压相关的侵入体及垂直通道。这些发现强调了构造活动、天然气水合物系统与泥火山活动之间的复杂相互作用，使CMV成为研究汇聚型大陆边缘流体动力学的关键地点。
引言
泥火山（MVs）是一种地质构造，其特征是流化的泥浆或泥砾向上穿过岩层-沉积物柱（Dimitrov, 2003）。这种构造既可能出现在陆地上，也可能出现在海底，通常由沉积序列深处释放的气体、水和粘土物质引发（Kopf, 2002）。它们多发育在经历构造压缩的区域（例如Medialdea等人，2009），主要存在于增生楔系统中（Deville, 2009）。然而，在南美洲太平洋沿岸，这类构造的描述和识别相对较少。智利大陆边缘从大约南纬18.4°延伸到57.4°，是全球最活跃的边缘之一，以构造压缩导致的地壳变形、广泛的断裂和断层为特征（Contreras-Reyes, 2018）。
根据Milkov（2000）的研究，海底泥火山（MVs）的形成主要受两个因素影响：a）高沉积速率；b）侧向构造压缩。在南智利边缘地区，由于该地区的构造和沉积特征，预计会有显著的流体运动（例如Loreto等人，2007）。尽管多项研究探讨了天然气水合物与流体运动的关系（例如Rodrigo等人，2009；Vargas-Cordero等人，2016），但直接证据表明海底有气体释放或泥火山存在的案例仍较为罕见。以往的发现包括大陆架上的气体释放（Jessen等人，2011）、被沉积层覆盖的不活跃泥火山（Contardo & Jensen, 2009），以及通过地貌和地震相关性推断出的泥火山（Vargas-Cordero等人，2021）。因此，本研究首次确认了一个明显的、位于海底以上的活跃泥火山，具有完整的火山口和泥流特征，为智利奇洛埃岛附近海域的泥火山存在提供了确凿证据（图1）。虽然本研究的主要焦点是描述该泥火山本身，但我们也采用了更广泛的视角，将其置于大陆边缘的动态背景下，强调它并非孤立现象，而是边缘尺度过程的表现。这一发现与泥火山活动与边缘的构造和沉积特征以及天然气水合物存在密切相关的观点一致，突显了地质结构、沉积作用和流体流动在该区域中的动态相互作用。这些过程对于量化从地下层到太平洋的碳循环至关重要，因为它们控制着含碳流体的释放、传输和封存。
数据和方法
海底泥火山的结构是在2018年9月24日至10月18日期间，利用AGS-61“Cabo de Hornos”号调查船进行的CIMAR24航次中首次发现的。测深工作使用的是Kongsberg EM122多波束声纳，工作频率为12 kHz。测深数据通过声速仪（SVP）进行了现场校准。为了确定泥火山的地质形态，数据处理过程中手动去除了异常数据。
测深和后向散射
所发现的泥火山位于水深约1800米的中间大陆坡上，该区域存在多个海底峡谷和沟壑（图1）。为便于识别，我们将其命名为“Cucao”（CMV），因为它靠近奇洛埃岛上的Cucao海底峡谷和同名沿海城镇（图1）。CMV的坐标为南纬42°9.471′，西经75°6.659′，距离奇洛埃岛约86公里。CIMAR24航次获得的测深图显示...
讨论
CMV火山体的规模和形态与全球已记录的多个海底泥火山（MVs）相当（例如Somoza等人，2003；Sauter等人，2006；Wallmann等人，2006；Wu等人，2019）。这种形态上的相似性可能反映了相似的形成机制和活动过程。海底泥火山与多种地质和构造环境相关，包括沉积速率高、流体和气体丰富的压缩边缘区域...
结论
本研究首次提供了智利大陆边缘斜坡上存在显著火山口状泥火山的直接证据。该火山被称为Cucao泥火山（CMV），位于深度1800米处，距离奇洛埃岛约86公里。多波束测深、后向散射图像、底床剖面和多通道地震数据表明，CMV是一个复杂的动态构造，位于构造活跃的段落上...
作者贡献声明
Ximena Contardo：撰写初稿、调查、数据分析、概念化。
Nitza Garrido：方法论、数据分析。
Fernanda Ruiz：方法论、数据分析。
Cristian Rodrigo：撰写修订稿、可视化处理、项目管理、方法论、调查、资金筹集、概念化。
未引用参考文献
Ceramicola等人，2017；Hammond，1973；Roelofse等人，2021。
数据获取
CIMAR 24的数据可从CENDHOC（智利海军水文和海洋数据中心）获取，该中心隶属于智利海军的水文和海洋服务部门（SHOA）。
利益冲突声明
? 作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究是由Comité Oceanográfico Nacional（CONA）和SHOA资助的C24F18-01项目的一部分。感谢2018年CIMAR 24航次的AGS-61“Cabo de Hornos”号调查船的船长和全体船员。特别感谢R. Fernández和G. de Pascale。同时感谢N. Bangs提供了R/V “Marcus Langseth”号航次中的地震数据。此外，也感谢海洋地球科学数据系统（MGDS）和国家数据中心的支持。
