大西洋中脊TAG热液区硫化物中流体包裹体的He-Ne-Ar同位素组成

对大西洋中脊TAG (Trans-Atlantic Geotraverse)热液区硫化物中流体包裹体的He, Ne和Ar同位素组成进行了测定, 流体包裹体的3He/4He比值为2.2～13.3 Ra, 均值为7.2 Ra, 与该区喷口热液流体(3He/4He=7.5～8.2 Ra)和MORB(3He/4He=6～11 Ra)相比, 其变化范围明显较大. 20Ne/22Ne比值为10.2～11.4, 明显高于大气值(9.8). 而40Ar/36Ar比值的变化范围从287到359, 接近大气值(295.5). 这些结果表明, 热液硫化物中流体包裹体的稀有气体是地幔和海水端员混合的产物, 热液流体捕获的地幔源稀有气体中有部分可能来自下地幔, 且流体包裹体中的He主要来自上地幔, Ne和Ar主要来自海水.     

现代海底热液多金属硫化物的成矿物源:同位素证据

现代海底热液活动的调查研究已经持续了30多年。尽管提出了多种有关海底热液活动的演化模式,但围绕现代海底热液成矿的物源体系和时空演化问题仍然存在许多谜。因此,从80年代初,人们开始广泛关注现代海底热液沉积物的同位素地球化学研究,解决现代海底热液成矿的物源问题,并揭示热液流体的时空演化规律,进而探索海底热液活动与岩浆．构造活动的关系。     

现代海底热液沉积物中硫化物集合体和其单矿物之间的硫同位素关系及其意义

硫化物集合体的硫同位素比值介于其单矿物中硫同位素比值的最大和最小值之间。当｜δ2-δ1｜<Δ时 ,δ(1 2 ) 与矿物中硫同位素组成最大和最小值的距离均小于Δ。当｜δ2-δ1｜>Δ时 ,δ(1 2 ) 与δ1 和δ2 的距离有可能大于Δ。对现代海底热液沉积物来讲 ,排除了生物和有机质的影响后 ,直接测定其硫化物集合体的硫同位素比值进行同位素示踪研究是可行的。     

现代海底热液沉积物中硫化物集合体和其单矿的之间的硫同位素关系 …

硫化物集合体的硫同位素比值介于其单矿物中硫同位素比值的最大和最小值之间。当｜σ２－σ１｜〈△时,－σ（１＋２）与矿折中硫同位素组成最大和最小值的距离均小于△。当｜σ２－σ１｜〉△时,σ（１＋２）与σ１和σ２的距离有可能大于△。对现代海底热液沉积物来讲,排除了生舶和有机质的影响后,直接测定其硫化物集合体的硫同位素比值进行同位素示踪研究是可行的。     

大西洋中脊TAG热液活动区中热液沉积物的稀土元素地球化学特征

用ＩＣＰ－ＭＳ对ＴＡＧ热液活动区表层热液沉积物中６个块状硫化物样品进行了稀土元素分析。所有样品均表现出正Ｅｕ异常（ＥｕＮ／Ｅｕ＊Ｎ＝１．２７～２．６８）和ＬＲＥＥ相对富集（ＬａＮ／ＹｂＮ＝１５．７９～４７．６２）的球粒陨石标准化配分模式,热液沉积物样品中稀土元素组成的变化是由于海底热液循环体系中热液流体和海水不同程度混合作用的结果,并且,海水与热液流体的混合作用是在热液沉积物形成以前发生的,与黑烟囱流体的稀土元素配分模式对比,表明热液沉积物的ＲＥＥ部分来自下伏的玄武岩基底,在热液沉积物的形成过程中,ＬＲＥＥ得到了较高程度的富集,同时,海底热液沉积物的稀土元素中Ｅｕ的变化可以一定程度的反映出热液流体的演化特征。     

三峡工程一期蓄水后长江口及其邻近海域沉积地球化学研究

对采自长江口及其邻近海域的29个表层沉积物中的31个元素(或氧化物)的含量进行了富集因子和变异系数分析,探讨了元素的来源和分布特征,结合沉积环境和沉积物分布特征,Q型聚类分析结果表明研究区可划分为五大沉积地球化学区,相关分析和R型因子分析揭示了长江口及其邻近海域表层沉积物中元素分布的主要影响因素。     

冲绳海槽中、南部热液活动区金属硫化物的地球化学特征

对新近(2014年)采自冲绳海槽南部Yonaguni Knoll IV热液活动区和中部伊平屋热液活动区的金属硫化物样品分别进行了X射线荧光光谱(XRF)和等离子体质谱(ICP-MS)分析,旨在通过对比分析两个热液活动区金属硫化物的元素地球化学特征,探讨两个不同热液活动区成矿元素的富集规律、热液成矿的作用过程及其区域差异。研究结果表明:在冲绳海槽中部和南部热液区分布有两种金属硫化物,分别为富Fe-Zn型硫化物和Ba-Zn-Pb型硫化物(+硫酸盐);相较于大洋中脊和其它弧后盆地的热液硫化物,研究区硫化物中Pb的含量明显较高,而Cu和Fe的含量相对较低,这与冲绳海槽存在较厚的沉积盖层有关;无论是常量元素、微量元素、还是稀土元素(REE),其含量和相关的特征值都变化较大,表明研究区热液硫化物形成于不同的热液成矿阶段;富Fe-Zn型硫化物是在高温热液活动阶段形成的,而Ba-Zn-Pb型硫化物(+硫酸盐)则形成于热液喷出海底与海水混合的过程中,成矿温度较低;即使在同一热液活动区,成矿环境也有较大变化,主要表现在成矿温度的波动上;研究区热液硫化物中REE的配分模式特征表明硫化物中REE的物源相同,但经历的过程(REE的迁移和富集)有所不同,反映了热液硫化物形成于不同的热液成矿阶段;热液成矿作用存在区域性差异,海槽南部的成矿温度较中部低,成矿物质来源方面,南部热液区硫化物的Pb含量较中部高,表明其成矿物质可能部分来源于沉积物。     

岩浆作用对海底热液系统物质的贡献

系统地总结分析了国内外关于岩浆作用对热液系统物质贡献的证据和研究成果。在此基础上,进一步分析了岩浆作用对热液系统物质贡献的主要形式,并对近期研究工作的主要方向进行了探索性分析。提出岩浆作用对热液系统物质贡献的形式除了传统的岩-水反应外,还有岩浆后期热液及挥发性组分直接进入的途径(形式);对海底热液活动系统的研究工作近期应主要集中在3个方面:(1)利用新近发展的高新技术,强化矿物及包裹体的原位微区分析,获取更加精细的矿物形成过程中的原始信息。(2)非传统稳定同位素的开发应用,为解决悬而未决的科学问题发展新的技术手段。(3)进一步发展完善岩浆作用对热液系统物质贡献的理论模型,更加贴近实际地定量评价岩浆作用对热液系统的物质贡献。上述工作,无疑对推进海底热液活动研究的进一步深化具有重要意义。     

冲绳海槽玄武岩玻璃主量、微量元素地球化学特征

The Okinawa Trough(OT) is a back-arc basin at an initial spreading stage that is under the influence of subduction of the Philippine Sea Plate. In this study, we analyzed the geochemical compositions of basaltic glass in the OT and discussed the effects of different magmatic sources, evolution, and subducted components in basalts. Our results showed that the middle and southern regions of the OT exhibit characteristics consistent with an iron-rich tholeiite series. Trace element proportions conform to the typical spider diagram pattern characteristic of back-arc basin basalts, rich in large ion lithophile elements(LILEs) including Rb, Ba, Pb, U, and Th, while depleted in high field-strength elements(HFSEs) including Nb, Ta, Zr, Hf, and Ti. The distribution of rare earth elements(REEs) is also consistent with enrichment by right-leaning light rare earth elements(LREEs).The addition of enriched mantle type I(EMI) materials as well as mantle heterogeneity may have led to variable degrees of enrichment in different regions. The magma source of the middle trough has undergone crystallization towards pyroxene, while development of plagioclase was restricted partly, and the crystallization of spinel and olivine ceased altogether. At the same time, crystallization of the southern OT magma source was dominated by olivine and including the formation of plagioclase, pyroxene, and magnetite(or titanomagnetite). Finally, the results of this study showed that 90% Th, 95% Ba in the southern basalt, 50%–70% Th and 70%–90% Ba in the middle basalt originated from subducted component. Different subducted component influence may be due to different subduction zone structural feature.     

沉积物源判别的地球化学方法

对沉积物源判别的地球化学方法进行了分类总结，并分析了各类方法中存在的问题，进一步给出了应用建议，以期更加实用。综合分析表明，常量元素（组分）主要用于表征化学风化程度和判断源岩类型；微量元素组成不仅可以示踪物源区，还可以判别构造环境，其中蛛网图和三角图是最有效的判别图解，Ce异常是判断古海洋氧化还原环境的常用指标，Eu异常常用于区分基性岩和热液流体与酸性岩和陆源物质；直接指示物源的同位素指标以Sr、Nd、Pb同位素组成及其特征值最为有效，不仅可用于追踪沉积物源，还可用于确定沉积物的年龄、划分沉积地层和反映区域性或全球性的地质事件。古气候变化是影响生物碎屑碳酸盐中C、O同位素组成变化的重要因素，而古气候直接影响物源供给。因此，生物碎屑碳酸盐中C、O同位素组成可以间接反映物源供给情况。此外，石英δ¹⁸O对于河流、沙漠、黄土和风尘等沉积物的物源分析以及陆海源汇效应的研究具有重要意义。在利用地球化学方法进行物源分析时，运用单一方法往往存在一定的局限性，应当充分利用各类方法的优势，考虑各种造成误判的因素，利用多种方法综合分析，必要时还应考虑沉积环境的其他要素。