西南印度洋洋中脊表层沉积物地球化学特征及其热液活动指示意义

洋中脊热液硫化物勘探技术的滞后,严重制约了对海底热液硫化物资源的勘探开发。以我国西南印度洋硫化物勘探合同区域采集的25个表层沉积物样品为研究对象,基于主量、微量和稀土元素检测数据,采用元素含量特征、相关性分析、元素对比值、特征元素三角图解,以及稀土元素分馏特征值等手段,开展沉积物热液信息研究。结果表明:样品所代表的大部分研究区域内主要为钙质生物沉积,部分样品元素地球化学特征受沉积物中玄武岩风化碎屑的影响,龙旂热液区的部分样品中表现出一定的热液迹象,稀土元素分馏特征和配分模式、（Al+K）?Mg?（Fe+Mn）三角图解可较好地指示热液活动。研究不仅为我国在西南印度洋的硫化物勘探提供基础数据参考,同时也是对海底热液硫化物勘探的沉积物地球化学找矿理论和方法的初步探索。     

东太平洋海隆热液活动区沉积岩心的地球化学研究

东太平洋隆是现代海底热液活动及热液沉积分布最为广泛的构造环境之一。本文对采自 EPR13°N 现代海底热液活动区附近的两个沉积物岩心分别进行了元素地球化学分析，并结合沉积物中有孔虫壳体对岩心进行关键层位 14C 年代学研究。目的在于通过对比距现代海底热液喷口不同距离的两岩心的地球化学特征，研究热液活动在岩心沉积物中所何存的地球化学记录，探讨海底热液活动对洋中脊附近沉积作用的贡献，以及热液活动在一定地质历史时期内的变化规律。显示，距热液喷口区相对较近的 B13－26 岩心沉积物含有丰富的热液特征组分，绝大多数微量元素和 REE 都与 Fe和Mn 成较强的正相关关系，而与 Al、Na、Ca、Mg、Ti 等元素相关性较弱或呈负相关，说明这些元素的富集机制主要是热液成因非晶质 Fe－Mn 化合物对热液及海水中元素的吸附作用。距热液喷口区相对较远的 B13－62岩心上部沉积物中元素的富集特征与 B13－26 岩心相似，但中下部沉积物中 Fe 与 Mn 无明显的相关关系，说明这些元素的富集主要受深海粘土沉积的影响，而受热液活动的影响减弱或消失。由于与海隆扩张轴距离的不同，两岩心受热液活动影响的强度不同。由海隆扩张轴向外，沉积作用受热活动的影响逐渐减弱，正常深海沉积作用逐渐加强。两个岩心沉积物地球化学上的共性是 Ca 和 Sr 都与其他元素呈现负相关关系或极微弱的正相关关系，表明生物碳酸盐沉积作用的独特性。有孔虫 14C 年龄测定结果表明，B13－26 岩心 35～250cm 段年龄十分接近，前后相差仅在几百年内。根据年龄测量中的误差范围，可以断定这段沉积物岩心是短时间内快速沉积的产物。结合热液活动特征性元素在岩心中的分布特征，判断该岩心段记录一次强烈的热液活动事件，从而形成了典型的事件沉积。在 B13－62 岩心的45～50cm 处测得有孔虫的 14C 年龄为距今 32900±530 yr。由于 14C 测年方法上的局限性，在岩心 135～140cm 处 14C 测年只能给出大于40000 yr 的结果。显然，B13－62 岩心处早期并没有受到热液活动明显的影响，沉积速率非常缓慢，只是在近期受到了热液活动的影响，形成了上部富含 Fe、Mn、Zn、Cr、Co、Ni、V 等热液活动特征元素的沉积。     

关于现代浅海型海底热液活动的研究进展

浅海型海底热液活动一般出现于海底火山顶部或者翼部，其所处的特殊地理位置是深海热液活动和陆上热泉的过渡地形。研究浅海型海底热液活动使我们更全面了解地球内部热量的缓慢散发形式。目前浅海型热液活动研究多侧重于流体、伴生气体、沉积物等方面：对于流体研究主要通过流体元素特征探讨流体源，虽然浅海热液活动流体在海底喷出，但流体主要组分有时是海水，有时是陆上大气水—海水只是作为少部分加入其中。对于伴生气体的研究表明：热液喷出时伴生气体组分多是火山气来源，火山气的加入导致热液流体酸性增强，使热液流体较容易淅沥出围岩中的元素，因此尽管浅海型热液流体流经路程短，但是流体中依然包含了较多物质，从而在海底表面沉淀沉积物，甚至可以形成烟囱体，由此可见浅海型热液活动与火山活动紧密相关。对于沉积物的研究显示浅海热液活动产生的沉积物组分简单，也有像深海热液活动中烟囱状沉积体的形成。沉积物对周围水域中元素浓度起到积极影响，如Fe、As含量等，这是热液流体与海水相互作用的结果。 现代浅海型热液活动往往出现于近海岸处，距离人类生活较深海热液活动更加接近，所以浅海热液活动对周围环境影响的深度及广度应该成为下一步研究重点。     

个旧锡矿成矿热液活动的微量元素地球化学指示

通过对不同地质体中微量元素含量对比及因子分析，明确成矿热液活动元素，区分不同地球化学类型的元素集群。研究表明，成矿热液活动源于花岗岩岩浆侵位，花岗岩浆期后热液及地下水在岩体热力驱动下构成了一个系统的矿化热液活动体系，对区内地质产生广泛的蚀变影响，形成矿体、热液活动脉体及矿化热液活动元素对围岩地层的改造。成矿热液活动体系为开放系统，运动方式以构造断裂导流为主，孔隙渗透为次。     

北部湾东部海域表层沉积物常量元素地球化学特征及其物源指示意义

对南海北部湾东部海域61个站位表层沉积物的常量元素分析结果表明,研究区沉积物中的常量元素以SiO2、Al2O3和CaO含量最高,平均含量分别为61.83%、11.18%和5.32%,其中SiO2、Al2O3代表了陆源碎屑组分,CaO代表了生物碎屑组分。沉积物中常量元素的含量与沉积物类型密切相关,表明元素的丰度受沉积物粒度控制明显;而元素较低的富集系数,指示沉积物中的碎屑物质主要为地壳来源。元素相关分析和R型因子分析表明,沉积作用、粒度效应、海洋生物作用和自生作用等,对沉积物中常量元素的分布起着主要控制作用。在因子分析基础上,应用Q型聚类法并综合元素空间分布规律和富集特征,把研究区分为六个地球化学分区:Ⅰ区沉积物主要来源于北部湾北部的河流输砂和近岸侵蚀物;Ⅱ区为琼州海峡东侧来砂、昌化江以及红河等其他河流输砂以及北部湾周边近岸侵蚀物的混合沉积;Ⅲ区主要为红河输砂;Ⅳ区沉积物主要来源于海南岛西部和南部近岸侵蚀物,另外海洋生物活动和自生作用也是该区沉积物的重要物质来源;Ⅴ区和Ⅵ区为北部湾湾内沉积物与外海沉积物共同作用下的混合沉积,其中Ⅵ区部分海域的沉积物受到自生作用影响。     

南极布兰斯菲尔德海峡表层沉积物中元素的地球化学相关性与影响因素初探

通过对南极布兰斯菲尔德海峡26个站位表层沉积物的地球化学组成的因子分析和相关分析,探讨了影响表层沉积物地球化学特征的主要因素。揭示了控制沉积物特征的地球化学作用。结果表明,岛（陆）架－－岛坡区表层沉积物地球化学特征较复杂,受到多种因素的影响,最主要的是受沉积区离岸远近和水深大小等因素控制的钙质生物、硅质生物和陆源碎屑的沉积作用,其次为中酸性火山碎屑沉积作用与基性火山碎屑的沉积作用;海槽－－陆坡区有层沉积物地球化学特征主要由硅质碎屑沉积和粘土质陆源、火山碎屑在时空旧的交替沉积所控制,宇宙源沉积、自生沉积、碱性火山碎屑沉积、热液作用等的影响较小。     

西藏羊八井—宁中地区水系沉积物中分散元素地球化学特征及其对找矿的指示意义

水系沉积物中元素地球化学特征研究是区域地球化学勘查找矿工作的基础, 分散元素作为一类新型的地球化学勘查指标, 已在勘查找矿工作中显示出显著的效用。西藏地区研究程度低, 以往区域地球化学勘查工作中, 多以主成矿元素及伴生有益元素研究为主, 一直缺乏对分散元素组成特征的研究。本文首次报道了西藏羊八井—宁中地区680件水系沉积物样品的分散元素地球化学特征。从区域上看, 研究区内水系沉积物中强烈富集Cd、Se、Te元素, 其它元素分布均匀, 无富集。与羊八井—宁中地区水系沉积物中分散元素平均值相比, 区内二叠系洛巴堆组地层中强烈富集Cd、In、Se、Te元素, Tl仅在第四系中富集, Cd、In、Se、Te元素的富集可能是由洛巴堆铅锌铜矿床中闪锌矿、方铅矿等金属硫化物的风化作用引起的, Tl元素的富集与羊八井—宁中一带地热资源的热水沉积作用有关; 不同时代侵入岩区水系沉积物中分散元素含量接近研究区平均值, 仅有In、Tl呈现弱的富集。Cd、In、Se、Te元素作为地球化学勘查指标, 可指示铅锌矿化体的产出范围, 为区内开展铅锌多金属矿产勘查工作提供了地球化学依据。     

沉积物地球化学方法在海底多金属硫化物探矿中的应用

<正>海底多金属硫化物矿主要由热液喷流沉积作用形成,其成因与海底热液活动有密切的关系。海底热液活动区热液沉积物主要有两种,一种是简单混合了来自热液流体或热液柱的硫化物矿物微颗粒或Fe、Mn氧化物微颗粒的热液含金属沉积物,表现为相对普通深海沉积物富集Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Au、Ag等金属元素;另一种则是热液沉积物经过后期的氧化作用改造形成或者是化学混合了硫化物氧化产物微颗粒形成的热液蚀变沉积物。根据Bostrom于1973年提出的判断含金属沉积物的Al、Fe和Mn元素     

青海省都兰县查哈西里地区地球化学异常特征及成矿远景评述

通过1：5万水系沉积物的地球化学测量,对查哈西里地区Au、Cu等16种元素的地球化学特征进行了初步分析.综合元素富集程度、分异程度、叠加强度,发现Au、Cu、Ni、Cr、Co在研究区内有富集成矿的可能,是研究区主要成矿元素.根据异常特征与成矿地质条件,推断区内为构造蚀变岩型Au-Cu多金属矿床及热液蚀变型Cu-Ni多金属矿床.优选出4处成矿远景区,即科德日特-巴嘎哈尔散金铜多金属成矿远景区、查干热格沟铜多金属成矿远景区、乌兰可镍多金属成矿远景区和马尼特沟南铁镍多金属成矿远景区.     

甘肃北山拾金坡—南金滩地区水系沉积物地球化学特征及找矿远景

依据甘肃北山拾金坡—南金滩地区1∶5万水系沉积物测量成果,研究了区内元素分布、单元素异常及异常元素组合特征,共圈出11处综合地球化学异常,结合异常所处的地质特征,划分为4类11处成矿远景区。第一类综合异常处于中酸性侵入岩区,与断裂构造密切相关,以Au为主成矿元素,是寻找蚀变岩型和石英脉型金矿的有利地区;第二类综合异常处于蓟县系平头山组地层区,是寻找喷流沉积型铅锌矿、铁矿及矽卡岩型多金属矿的有利地区;第三类综合异常处于敦煌群地层出露区,是寻找变质热液型金矿的有利地区;第四类综合异常与基性—超基性杂岩体有关,是寻找铜镍矿的有利地区。     

辽宁弓长岭铁矿二矿区条带状铁建造地球化学特征及成因探讨

本文以弓长岭铁矿二矿区磁铁石英岩、磁铁富矿和蚀变围岩样品为研究对象,进行了主量元素、微量元素、稀土元素和Fe同位素的测试。结果表明:磁铁石英岩主要由TFe2O3和SiO2组成,Al2O3和TiO2质量分数较低,微量元素质量分数和稀土元素质量分数均较低;经澳大利亚后太古界平均页岩(PAAS)标准化的稀土配分模式呈现出轻稀土亏损和重稀土富集,La、Eu和Y的正异常明显,Ce的异常不明显,Y/Ho值较高;富集Fe的重同位素,且与海底喷发热液经过氧化沉淀后的Fe同位素特征一致。磁铁富矿与磁铁石英岩的地球化学特征有很好的一致性和继承性,但磁铁富矿的REE和Eu质量分数较高,且较磁铁石英岩富集Fe的轻同位素,范围更大,与蚀变岩的Fe同位素组成相近。弓长岭铁矿的磁铁石英岩是陆源物质加入很少的古海洋化学沉积岩,为喷出的海底热液与海水的混合条件下氧化沉淀形成的。磁铁富矿推测为富Fe的轻同位素热液对磁铁石英岩进行改造,经过去硅富铁作用形成的。     

南极普里兹湾表层沉积物微量元素分布特征及其物源指示意义

利用电感耦合等离子体质谱仪测定了中国南极科考21~27航次期间获取的普里兹湾表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Al、Fe、Mn的含量,分析了普里兹湾微量元素的分布特征,结合沉积物粒度分布、生物硅含量,并利用富集系数和主成分分析的方法,探讨了微量元素的物源指示意义。研究结果表明:普里兹湾沉积物中的微量元素含量与南大洋其他海域具有很好的可比性。Cu、Zn、Cr、Co、Fe、Mn含量在陆坡深海区明显高于冰架边缘区和陆架区;Al、Pb含量在冰架边缘区较高;而Cd含量在陆架区相对较高。人类活动对普里兹湾沉积物中的微量元素没有明显的影响,南极大陆岩石风化产物和海洋生物源性沉降是其主要来源。冰架边缘区及陆架破折处P2-9站位的微量元素主要为岩源性输入。陆架区、陆坡深海区的微量元素Cu、Zn、Cr、Co、Fe、Mn明显受到生源性物质输入的影响。而普里兹湾沉积物中Cd则主要来源于硅藻的吸收利用及硅质软泥的富集。     

塔里木克拉通东北缘二叠纪镁铁质岩浆氧化物与硫化物成矿条件对比

塔里木克拉通东北缘坡北、磁海等地二叠纪幔源岩浆活动形成了镍钴硫化物矿床和铁钴氧化物矿床，两者赋矿镁铁 超镁铁岩体的年龄相近(290~260 Ma)，主、微量元素和Sr Nd Hf同位素组成相似，分配系数接近的微量元素比值分布于相同趋势线，揭示两者岩浆源区相同，可能为俯冲板片流体交代的亏损地幔或软流圈地幔。两类矿床镁铁 超镁铁质岩中Co与Ni含量正相关，Co主要富集在基性程度高的岩石中；块状硫化物与磁铁矿矿石中Co与Ni相关性差，Co和Ni具有不同的富集机制，Co热液富集作用明显。北山镁铁 超镁铁杂岩体是地幔柱相关软流圈上涌，诱发俯冲板片交代的亏损岩石圈地幔发生部分熔融，形成的高镁母岩浆演化过程中经历壳源混染、硫化物饱和富集镍钴形成铜镍钴硫化物矿床，富铁母岩浆氧逸度高、富水，岩浆分离结晶磁铁矿、叠加热液作用富集钴，形成铁钴氧化物矿床。     

冲绳海槽海底沉积物汞异常──现代海底热水效应的“指示剂”

基于６０余种化学元素丰度的比较，发现冲绳海槽海底存在汞异常，论证了“过剩汞”系源自海底热水，指出汞异常可作为现代海底热水效应的一个地球化学指示剂。     

Comparative study on the geochemical characteristics of rare earth elements in deep-sea sediments from different regions of the Pacific OceanSCIEI北大核心CSCD

太平洋深海沉积物中富集稀土元素(REY,包括钇),被认为是富有潜力的新型稀土资源。(含)沸石粘土、深海粘土和多金属软泥是主要的富含REY的沉积物类型,其中(含)沸石粘土和深海粘土在中、西北太平洋海盆大面积分布,而多金属软泥则多分布于靠近东太平洋洋脊热液活动的深海盆地中。目前关于中、西北太平洋海盆的深海粘土和(含)沸石粘土已有较多的研究,但关于多金属软泥中REY的研究较少。不同区域、不同类型深海沉积物中的稀土元素赋存状态有何差异?影响稀土富集的机制又是什么目前尚不清楚,也就进一步影响了对深海沉积物稀土资源的勘查和开发工作。本文分析对比了太平洋不同区域不同类型深海沉积物的地球化学特征及矿物学特征。结果表明,总体上,中、西北太平洋海盆深海沉积物中,尤其是(含)沸石粘土中的REY含量明显高于东太平洋海盆多金属软泥REY含量,其REY的富集主要与磷酸盐有关。超常富集REY(∑REY>2000×10^(-6))的沉积物中的CaO/P_(2)O_(5)比值趋向于一致(~1.4),几乎接近于磷灰石CaO/P2O5比值(~1.3),因此REY主要赋存载体为磷灰石,该区沉积物中REY的富集可能受到磷酸盐化的影响;东太平洋海盆多金属软泥明显受到热液影响,铁和锰的含量明显增加,但其∑REY含量集中于500×10^(-6)~800×10^(-6),不随铁和锰的增加而变化,REY的富集仍与磷酸盐关系密切,而与铁锰物质和铝硅酸盐关系不大。中、西北太平洋海盆富稀土的深海沉积物形成时处于较强的氧化环境,同时又有充足的含磷物质补给,才造成REY在该区沉积物中的超常富集;而东太平洋海盆多金属软泥虽然处于氧化环境,但缺少足够的磷补给,所以其∑REY含量通常低于中、西北太平洋海盆沸石粘土中∑REY含量。     

Geochemistry of hydrothermally influenced sediments off Methana (western Hellenic volcanic arc)

Surface sediment samples from near-shore shallow water as well as deeper water locations N and NE of the island of Methana were investigated geochemically. Shallow water samples from Thiafi Bay reveal up to 38-fold enrichment of As, associated with elevated contents of Sb, Fe and Zn. Deeper water samples NE of Methana show moderate Mn enrichment accompanied with elevated trace metal concentrations of As and, in some samples, Cd and Cu. In an area, where small mounds of possible hydrothermal origin were observed on the sea floor, fine-grained Fe-rich sediment was sampled with enrichment of typical hydrothermal trace elements As, P and Sb. Element enrichment in the investigated areas off Methana corresponds in terms of absolute concentrations and element suite to comparable hydrothermally influenced sediments from other locations of the Hellenic volcanic arc. The region between Methana peninsula and Aegina Island is not marked by vigorous hydrothermal activity, but localised enrichments of Fe and/or Mn, As, Sb as well as associated trace elements typically found in hydrothermally influenced sediments were identified.     

Mercury Anomaly in the Okinawa Trough Sediments—An Indicator of Modern Seafloor Hydrothermal Activity

The Okinawa Trough is located between the shelf-sea area of the East China Sea and the deep-sea area of western Pacific Ocean. More than 60 chemical elements in the sediments from the shelf area of the East China Sea, the Okinawa Trough and western Pacific Ocean were determined by advanced techniques including neutron activation analysis, X-ray fluorescence spectrometry, atomic fluorescence spectrometry and atomic absorption spectrometry. Quantitative comparisons of the element abundances of the sediments were made in terms of the enrichment coefficients (K) of the elements.K > 1.5 indicates enrichment (K = 1.5–2, weak enrichment; K = 2–4, strong enrichment) andK > 4, anomalous enrichment. The results show that the Okinawa Trough sediments are characterized by Hg anomaly and the enrichment of such elements as Au, Ag, Se, Te, Sb, Cd, Mn, Mo, etc. Detailed studies show that the excess Hg comes from hydrothermal solutions rather than from the continent, sea water, marine organisms, cosmic dust or volcanic rocks. Attributed to modern hydrothermal activities on the sea floor, Hg anomaly can be used as a geochemical indicator of modern seafloor hydrothermal activity. This project was granted by the National Natural Science Foundation of China.     

莱芜张家洼铁矿磁铁矿LA-ICP-MS微量元素特征及其对成矿过程的制约

莱芜张家洼铁矿位于华北克拉通东缘的鲁西地区,矿石成因类型为夕卡岩型铁矿。矿体赋存在早白垩世高镁闪长岩与奥陶系马家沟组灰岩及白云岩接触带附近。本文通过对莱芜岩浆和热液磁铁矿电子探针(EPMA)以及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA ICP MS)分析,探讨磁铁矿微量元素组成及变化规律对成岩和成矿作用的指示,为揭示张家洼铁矿的矿床成因及其成矿流体演化过程提供重要制约。分析结果表明,莱芜岩浆磁铁矿与热液磁铁矿相比明显富集Ti、V、Cr等亲铁元素,相对富集Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素以及Sn、Ga、Ge、Sc等中等相容元素,Mg、Al、Mn、Zn、Co显著富集于热液磁铁矿中。Ti、V、Cr以及Mg、Al、Mn、Zn在岩浆和热液中具有不同的地球化学行为,Ti、V、Cr从熔体中进入磁铁矿主要受温度、分配系数以及fO2控制。Mg、Al、Mn、Zn主要受控于水岩反应和后期绿泥石+碳酸盐脉的交代,这些元素通过类质同象替换富集于热液磁铁矿中。Co在热液磁铁矿中除了受水岩相互作用和后期流体交代的影响外,硫化物的出现会导致Co含量急剧降低。Si、Ca、Na及Sr、Ba在岩浆和热液磁铁矿中的地球化学行为非常一致。Ti Ni/Cr图能够用于区分岩浆和热液磁铁矿,莱芜岩浆磁铁矿中Ti含量较高且Ni/Cr比值≤1,热液磁铁矿Ti含量较低且绝大多数Ni/Cr比值≥1。张家洼热液磁铁矿可分为早、晚两个阶段：早期阶段包括(1)早期原生粒状磁铁矿和(2)早期次生磁铁矿;晚期阶段包括(3)晚期原生磁铁矿和(4)晚期次生磁铁矿。原生磁铁矿具有典型的三联点结构特征;次生磁铁矿受后期热液交代影响表现为多空隙,通常呈不规则状、树枝状、骸晶以及交代残余结构。磁铁矿微量元素生动记录了成矿流体演化过程,从早期到晚期、从原生到次生都显示Mg、Al、Mn、Zn包括Co含量持续升高,表明成矿流体可能朝着富集这些微量元素的方向演化。后期流体的交代导致绿泥石蚀变为磁铁矿,连续水岩相互作用和后期流体的交代以及绿泥石直接蚀变是导致热液磁铁矿富集Mg、Al、Mn、Zn等元素的主要原因。热液磁铁矿晚期孔隙较为发育,孔隙度的增加促使更多的流体和磁铁矿发生反应。热液磁铁矿的微量元素不仅能够反映矿床形成的物理化学条件,而且可以反映围岩性质以及水岩相互作用过程。