现代海底热液硫化物的成矿序列和指示意义——以印度洋中脊为例

与快速扩张的洋中脊相比,主要由超慢速-慢速扩张洋脊组成的印度洋中脊具有独特的热液硫化物成矿模式.运用高精度矿相显微镜、XRD、电子探针和ICP-AES/MS等测试手段,对印度洋中脊的热液硫化物矿床样品开展了矿物成分、结构构造、地球化学等各方面分析.结果表明,来自中印度洋脊(CIR)艾德蒙德(Edmond)热液区的硫化物A主要由黄铁矿、白铁矿以及黄铜矿构成,其成矿期次可划分为白铁矿-黄铁矿阶段(Ⅰ)、闪锌矿-黄铜矿阶段(Ⅱ)以及后期石英阶段(Ⅲ),成矿流体温度经历了低-高-低的变化;同样来自于艾德蒙德热液区的硫化物B主要矿物成分为黄铁矿、白铁矿和硬石膏,成矿期次划分为硬石膏-白铁矿-黄铁矿阶段(Ⅰ)和胶状黄铁矿-石英(Ⅱ) 2个阶段,流体温度经历了低-高的变化;与之相比,来自西南印度洋脊(SWIR)龙旂热液区的硫化物C主要由纤铁矿、黄铜矿、黄铁矿和白铁矿组成,成矿期次划分为纤铁矿-白铁矿-黄铁矿阶段(Ⅰ)和闪锌矿-黄铜矿(Ⅱ)阶段,后期闪锌矿、黄铜矿的出现反映热液流体温度发生了升高.地球化学特征表明,印度洋中脊的热液硫化物总体为富Fe型,并相对富集Co和Ni元素,而Zn和Cu元素的含量相对较低.此外,取自艾德蒙德热液区的硫化物与EPR 21°N热液硫化物组成非常相似,而与慢速扩张脊TAG相比,Pb、Zn、Ag和Sr元素含量较高,Cu和Fe元素含量则较低.     

洋中脊热液系统中的锇及其同位素

洋中脊热液系统是将相对富集在深部的Os运移到海底表面的重要媒介,同时该过程也是全球Os循环的重要组成部分.在归纳总结洋中脊热液系统各物源组分和产物中Os的化学形态、含量及其同位素组成特征的基础上,探讨了Os在洋中脊热液活动各阶段中的分布演化规律及物源贡献特征.在缺乏沉积物覆盖的洋中脊区域,热液系统中的Os及其同位素组成特征主要受控于海水和不同构造环境下洋壳组分特征的差异以及这两种物源组分混合比例的不同.经历了海底之下的水岩反应后,围岩会将下渗海水中的部分放射性成因Os固定,而将自身富集的非放射性成因Os释放进入热液流体中.堆积在海底之上的各种热液产物中的Os大多来自海水,而海底之下的热液产物则因为海水下渗深度以及海水与热液流体混合程度的差异而体现出宽泛的Os含量和187Os/188Os比值变化范围.      

遗传神经网络测井解释技术在宝北区块的应用初探

将遗传算法与人工神经网络(BP网络)的原理结合,对BP网络进行了改进,提高了收敛速度,并防止陷入局部极小。应用改进后的BP算法,建立了针对测井解释的神经网络模型,并应用此模型定量计算了宝北区块的多口井的渗透率值,其解释结果及精度均令人满意。     

末次盛冰期以来冲绳海槽中部沉积物有机碳和磷的地球化学研究

利用元素及同位素地球化学方法研究了冲绳海槽中部沉积物岩芯中有机碳及磷的地球化学特征及影响因素。结果表明，冲绳海槽沉积速率（16.5~32.5 cm/ka）变化小，不是沉积物中有机碳埋藏的重要影响因素。相对于全新世氧化性底水环境，末次盛冰期/冰消期冲绳海槽缺氧底水环境提高了沉积物对有机碳的埋藏效率。冲绳海槽沉积物中各形态磷的相对含量与其他边缘海沉积物中的相似。交换态磷（Ex-P）含量低、变化小。末次盛冰期/冰消期缺氧底水环境下铁氧化物的还原溶解导致铁结合磷（Fe-P）释放以及自生磷矿物（Au-P）的形成。全新世氧化性底水条件有利于铁氧化物的有效再生及对磷的再吸附，但不利于Au-P的保存。总有机碳（TOC）和有机磷（Org-P）之间良好的相关性表明TOC埋藏对Org-P含量的重要控制作用。冲绳海槽沉积物中碎屑磷（De-P）含量低于长江口及东海陆架沉积物中的含量，这与陆源碎屑向外海传输减弱有关。在约9.3 ka BP（岩芯200 cm深度），TOC、Fe-P、Org-P、De-P以及Fe_HR均出现的极小值可能由物质坡移造成。     

西南印度洋脊49°39′E热液活动区硫化物烟囱体的铂族元素特征

对我国大洋第19航次第Ⅱ航段在西南印度洋脊49°39′E热液区利用电视抓斗获取的热液硫化物烟囱体(Tao C et al.,2007)样品从内到外取了5个小样,进行了铂族元素含量分析,样品的PGE含量较低且变化范围较大。PGE中平均含量最高的Pt和Pd仅分别为0.667ng/g和0.     

现代海底热液场低温弥散流区微生物生态的研究进展

现代海底低温热液弥散流区微生物生态的发育情况已经成为当前热液系统研究关注的热点之一。大量的分析表明在低温热液弥散流区赋存着丰富的化能自养微生物,以硫、铁等元素的氧化还原反应获取新陈代谢能量,这些微生物的分布与低温热液流体的物理化学条件有着密切的联系。这些发现极大地丰富了我们对低温弥散流区微生物生态、关键地球化学过程与微生物新陈代谢耦合关系的认识。此外,低温热液流体是研究洋壳深部生物圈的窗口,通过这个窗口可以了解地壳内部生命的新陈代谢方式,进而理解地球内部微生物与洋壳内部流体、岩石之间的相互作用机制。     

金在现代海底热液系统中的分布及演化

现代海底热液系统内冷海水的下渗和热液流体的上涌及由此引发的水岩反应驱动着金的循环演化,并可在海底形成极具经济前景的富金矿床。海底下覆基岩深部层位中的金会因为水岩反应而大量溶解迁移到热液流体中,金含量可比海水高千倍的热液流体在向海底表面运移过程中发生的相分离作用会进一步富集金,当遭遇冷海水发生混合作用后引发H_2S浓度和温度的降低,由此导致金因溶解度降低而从热液流体中迁移出来并赋存在一同形成的硫化物矿物中。海底硫化物中金含量的分布受到围岩性质和构造环境的控制,形成在岛弧和弧后环境中的硫化物一般比洋中脊环境中的硫化物的金含量高,而在相似构造环境下形成在长英质围岩系统和超镁铁质围岩系统中的硫化物其金含量比镁铁质围岩系统中的高。相对于高温阶段形成的黄铜矿,低温成因的黄铁矿和闪锌矿普遍更富集金。在分布最广的黄铁矿的晶格内,固溶体态金的溶解度受到砷含量的控制,当超过矿物的溶解度时则会出现纳米到微米级金颗粒聚合体。虽然热液硫化物中的金含量比热液沉积物高的多,但由于受其捕获效率的制约,随热液流体运移到海底表面的金还是有相当一部分最终随着羽状流扩散到了远端沉积物中或被海洋水体所接纳。若要更清晰甚至定量化地厘清金在现代海底热液系统中的迁移演化过程及控制因素,则微区、原位和高精度的实验方法、分析技术和模拟研究将是下一步工作的重点。     

三叠纪全球海水的锶同位素组成及主要控制因素

三叠纪是地球环境的重大变革时期,海水锶同位素组成的研究也较为困难。三叠纪海水的87S r/86S r值或是在短时间内剧烈变化(如早三叠世),或是在较长时间内保持稳定(如中三叠世—晚三叠世早期);已公布的全球海水锶同位素曲线也具有显著的不一致性。早三叠世约10 M a时间中海水87S r/86S r值在海平面上升的背景下反而急剧增加,其控制因素与二叠/三叠纪生物绝灭事件之后的生态空白、尤其是全球古陆缺乏植被的保护和相应的侵蚀作用加剧有关;早三叠世末全球生态环境的逐步恢复(尤其是大陆植被的复苏)以及该时间间隔中的火山作用是全球海平面上升背景下早三叠世末—中三叠世早期海水87S r/86S r值的下降的主要控制因素;中三叠世—晚三叠世早期海水87S r/86S r值的长时间稳定主要与全球海平面持续上升的背景下,大范围分布的陆表海对放射性成因锶的保护作用有关;古特提斯洋的关闭、西米里亚大陆与欧亚大陆的碰撞造山、以及全球海平面的显著下降造成了晚三叠世中期以后再次出现的海水87S r/86S r值增加。