TAG活动山体处海底热液活动的构造控制

ＴＡＧ活动山体处海底热液活动的构造控制ＭａｒｔｉｎＣ．Ｋ．等大西洋中脊北纬２６°附近的活动山体是横贯大西洋综合地质调查（ＴＡＧ）中发现的最大的、生命力活跃的火山成因块状硫化物沉积体之一．形成这样一个沉积体需要上升热液流体在这一场所沉积数万年，但人们对...     

大西洋中脊轴外新发现的热液泉(30°N)

越来越多的证据表明 :热液泉不仅沿大洋中脊分布 ,也出现在远离扩张中心的老洋壳地区。北纬 3 0°的大西洋中脊和大西洋断裂带的东部发现了一个大的热水田 ,泉口区与已知的海底热水田明显不同 ,因为它处在 1 .5Ma的老洋壳上 ,距扩张轴约 1 5km,热泉的热驱动可能源自海水和地幔熔岩间放热蛇纹岩化的反应。这些热水泉分布在似圆丘状的断块山上 ,陡侧发育碳酸盐烟囱 ,为典型的黑烟囱热水田硫化物构造。泉口液体的温度较低 ( 40～ 75℃ )、偏碱性 ( p H9.0～ 9.5) ,并维系了包括耐热厌氧菌在内的稠密的微生物群体的存在。因大西洋断块的地质特…     

胡安·德富卡洋脊因代沃段热液黑烟囱体成矿物质来源:硫同位素的限制

选取胡安·德富卡洋脊(Juan de Fuca Ridge,JDFR)因代沃(Endeavour)段的17个热液黑烟囱体样品对其中的硫同位素进行分析测定,讨论了因代沃段热液活动区内黑烟囱体成矿的物质来源、将硫同位素数据与已发表的热液流体及硫化物数据耦合,并结合前人的成果得到如下认识:(1)因代沃段硫化物的硫同位素组成与其他无沉积物覆盖的洋脊硫化物硫同位素组成相似,然而其相比于南胡安·德富卡洋脊(South Juan de Fuca Ridge,SJFR)硫化物亏损重同位素;(2)结合前人研究成果,如果SJFR硫化物的硫全部来自基底玄武岩的淋洗与海水中的硫酸盐,那么因代沃段硫化物的硫可能有1%~3%来自沉积物的贡献,故提出因代沃段成矿系统中的硫来源主要来自基底玄武岩,同时伴随有少量海水硫酸盐来源及沉积物来源的硫加入;(3)将硫同位素数据与已发表的热液流体及硫化物数据进行耦合发现热液流体中的沉积物信号与硫化物中的硫可能来自不同的源,并提出沉积物端元可能位于下渗区。     

大西洋中脊的TAG热液场

TAG热液场是1992-1993年间发现的，当时在裂谷的东壁发现低温热液产物。现今它已成为扩张洋脊热液场中调查研究最多的矿场之一。由于进行了大量的专业考察，其中包括利用水下载人潜器的调查，在此采样、描述和发现，TAG算得上在低扩张速率脊活动的水下热液源之一，也包括高温黑烟囱（Elderfield，1985；Rona，1985，1986；Thompson等，1988；李西岑等1989，1990）。     

莱菌堡场的黑烟囱——非生物成因合成甲烷的规模性分布区

许多研究者一直关注着洋底的热液活动 ,并且有时会得到新的发现 ,例如１９９５年在位于海底大西洋中脊北纬１４°４５′的洛加契夫场 ;２ａ后又在莱茵堡场（同一洋脊北纬３６°处）发现了新类型的热液活动。它不是与洋壳的玄武岩有关 ,而是与地壳下部和地幔上部的蛇纹石化（即含有矿物蛇纹石—含水镁矽酸盐）超基性岩有关。在这些场地上面的水层中ＣＨ４ 的含量异常高 ,超过背景值５～２０倍 ,而在该区的热液硫化物矿石中存在着广泛系列的石油烃类。莱茵堡场是已查明的在一大段大西洋中脊轴部的近海底水层中的甲烷异常区。据不同的作者估算 …     

洋底“黑烟筒”成倍增加

大西洋海底热液裂口——冒着温度达350℃有毒金属黑烟的海底烟筒已发现的比以前海洋学家认为的多10倍以上。据英国海洋科学研究所迪肯实验室大西洋考察领队称,在北纬36°～38°中大西洋海脊240公里延伸地带新发现了7处“黑烟筒”,每处相距约30公里。这     

胡安·德富卡洋脊因代沃段热液黑烟囱体成矿物质来源:硫同位素的限制

选取胡安.德富卡洋脊(Juan de Fuca Ridge,JDFR)因代沃(Endeavour)段的17个热液黑烟囱体样品对其中的硫同位素进行分析测定,讨论了因代沃段热液活动区内黑烟囱体成矿的物质来源、将硫同位素数据与已发表的热液流体及硫化物数据耦合,并结合前人的成果得到如下认识:(1)因代沃段硫化物的硫同位素组成与其他无沉积物覆盖的洋脊硫化物硫同位素组成相似,然而其相比于南胡安.德富卡洋脊(South Juan de Fuca Ridge,SJFR)硫化物亏损重同位素;(2)结合前人研究成果,如果SJFR硫化物的硫全部来自基底玄武岩的淋洗与海水中的硫酸盐,那么因代沃段硫化物的硫可能有1%～3%来自沉积物的贡献,故提出因代沃段成矿系统中的硫来源主要来自基底玄武岩,同时伴随有少量海水硫酸盐来源及沉积物来源的硫加入;(3)将硫同位素数据与已发表的热液流体及硫化物数据进行耦合发现热液流体中的沉积物信号与硫化物中的硫可能来自不同的源,并提出沉积物端元可能位于下渗区。     

大西洋中脊14°N段的罗加乔夫热液场

在1993—1994年间,俄罗斯“罗加乔夫教授”号科学调查船,在大西洋15°20′N处的转换断层以南35海里处发现新的活动热液场。它的存在与原先的推测一致,曾在底水中发现异常的甲烷和锰（Klinkhammer等1985;Bougault等1993）。相似的硫化物沉积曾在14°54′N即紧靠裂谷峡谷东壁底部的摄像中出现（Eberhart等,1988）。     

EPR 9°~10°N L喷口黑烟囱体形成环境重建：来自矿物学及铅 210年龄的限制EPR 9°~10°N L喷口黑烟囱体形成环境重建：来自矿物学及铅 210年龄的限制

为了重建EPR 9°~10°N L喷口的形成环境,采用矿物学、地球化学及年代学的方法,对黑烟囱体的矿物组成、矿物结构、元素剖面分布以及黑烟囱体内外层铅210测年进行了研究。矿物学观察表明,该喷口烟囱体内壁主要由方黄铜矿组成,而外壁则主要由硬石膏组成。铅210测年结果表明,烟囱体形成于EPR 9°~10°N区域内1991年的火山喷发事件之后,并有较低的生长速率,约为03 cm/a。结合该喷口及其附近A喷口已发表资料认为,该烟囱体开始生长是由于蒸气相流体引起的,其后期受到卤水相流体的影响,而且流体温度应不小于330 ℃。     

封面海底黑烟囱的故事

海底热液硫化物,以富含铜、锌、铅、金、银等为特征,主要发现于大洋中脊和部分弧后盆地。冷的海水沿洋壳断裂下渗,被下伏的岩浆加热后上浮,从而形成对流,这一过程中萃取了围岩中的金属元素,最后喷出海底。经过一系列物理化学变化后,在海底发生沉淀形成了具有经济价值的海底热液硫化物矿床。海底“黑烟囱”是这一类矿床常见的外在形貌。     

洋中脊处矿床的形成

２０年前,科学家乘“阿尔文”号深潜器沿东太平洋海隆２１°Ｎ洋中脊下潜,通过舷窗看到一个惊人景象:翻腾的云团状黑色“烟雾”从高高的岩石质“火山囱”顶部快速上升。由黑色、细粒颗粒组成的烟雾悬浮在热液卷流中,火山囱由富金属矿物组成。“阿尔文号”用特制流体瓶子和...     

大西洋中脊含金属沉积物中铀的富集

大西洋中脊含金属沉积物中铀的富集Ｒ．Ａ．Ｍｉｌｌｓ等在整个洋中脊体系观察到的富金属沉积物提供了区域性寻找某些元素的重要线索。考虑到全球平衡，这种富金属沉积物是十分重要的。７０年代在大西洋中脊２６°Ｎ横贯大西洋地质大断裂地区（ＴＡＧ区）发现了富金属沉积...     

大西洋中脊梅内兹·格文热液露头的化学成分

1热液场的构造梅内兹·格文热液场位于大西洋中脊海洋裂谷段拉基·斯特拉依克场以北(37°35′~38°N之间)。在该区,亚速尔热点对岩石圈板块张开区的地形产生了实质性的影响。当接近热点时,内部裂谷的深度减小,裂谷谷地实际上消失了。在梅内兹·格文场发育区内,主要的构造是底部     

大西洋中脊TAG热液活动区海底热液沉积物的硫同位素组成及其？…

对１９８８年取自大西洋中脊ＴＡＧ热液活动区的海底表层热液沉积物中３６件硫化物样品进行了硫同位素组成分析。结合ＯＤＰＬｅｇ１５８的近期成果,对ＴＡＧ区热液沉积物的硫同位素组成及其时空演变、硫源、硫同位素偏重的原因和硫的演化进行了探讨,得出如下结论：（１）ＴＡＧ区表层热液喾物的δ＾３４Ｓ值从２．９‰－７．６‰变化,均值为５．９８‰,与其它洋中论脊热液合活动区相比明显偏重,（２）从海底表层区到蚀变玄武岩     

大西洋中脊的热液矿泉

在过去10年中，通过国际合作，对大西洋中肯的热液矿泉及周围地质背景进行了研究。TAG热液矿泉位于26°N，45°W，距大西洋中脊轴数公里，它是世界卜已发现的最大热液矿泉之一．这个活动的热泉位于一直径为10m的烟囱上，该烟囱位于一直径为150－200m、高40m的椭圆形硫化矿山上．在这个硫化矿山附近几公里范围内还发现了几个不活动的热泉。TAG靠近两条转换断层之间的大西洋中脊．区域重力调查表明，TAG北部的剪切带在向北漂移．分析TAG海底玄武岩表明，源岩在10－15km深处．从旁侧声纳资料看出，TAG由两个复杂的烟囱组成．近海底地球…     

普通黑烟囱热液系统及巨羽流形成的基本数学模型

建立了一种新的管状模型来模拟普通黑烟囱体的热液循环系统,分别用达西方程、湍流方程、Ergun方程和“浮压力差”方程来描述热液循环不同关键环节处的动力学系统,用一个温度场的对流-扩散方程来描述反应区的热能交换及系统的温度变化规律.在联立几个方程并用有效的数值算法及Matlab语言编程求解后,得出了系统中温度、压力及物质流速随时间的变化曲线,并对黑烟囱体内部的动态热平衡和压力平衡进行了分析.在普通黑烟囱体系统模型的基础上进一步建立了巨型羽状流(巨羽流)生成的数学模型.选择胡安·德富卡(Juan de Fuca)洋脊热液喷口对巨羽流的形成进行了模拟,其结果与Baker根据实测数据估算的近似值吻合很好.在上述模型的基础上进一步探讨了巨羽状流形成的一系列条件及主要参数对巨羽流生成周期、温度和最大物质流速等的影响.主要结论如下:巨羽流系统可以由普通黑烟囱系统发展演化而成,其实际过程是普通黑烟囱流系统活动所形成的热液沉积在一定程度上会堵塞热液喷溢通道(相当于形成盖层),造成热液在海底之下积蓄和升温,从而导致浮压力差增大,经过2~3 a(浮压力差达到盖层破裂极限值)则可形成巨羽流系统,巨羽流产生时的热源温度必须超过500℃,喷出热液的最高温度为413℃左右(与实际观测到的海底热液的最高温度一致).当反应区热源温度增大时,产生巨羽流的临界时间明显变短(可能不到1 a),而临界温度(巨羽流生成时的温度)及巨羽流的最大物质流速几乎不随其变化;随着渗透率的增大,巨羽流的最大物质流速也随之增大,但其增速随渗透率的进一步增大而变缓,并逐渐趋向一个相当于下渗流无摩擦阻力时的极限稳定值.     

东太平洋海隆13°N表层含金属沉积物物质组成与元素赋存状态

为了解不同类型含金属沉积物在物质组成和元素赋存状态的差异,对东太平洋海隆13°N洋中脊两侧表层含金属沉积物(站号:E271和E53)进行了矿物学、地球化学分析,顺序提取实验,并与前人对轴部表层沉积物(站号:17A-EPR-TVG1)的研究结果作了对比分析。研究结果表明, E271和E53是远端含金属沉积物,由非浮力热液羽状流中颗粒物沉降所形成的;17A-EPR-TVG1沉积物是近喷口含金属沉积物,由黑烟囱或者热液硫化物丘状体崩塌、堆积,或者由热液羽状流中Fe-Mn氧化物和硫化物快速沉淀而形成的,近喷口沉积物比远端沉积物更富集Fe、Cu和Zn等元素。元素在两种含金属沉积物中的赋存状态基本相同,除了Fe,Cu,Zn,Mo和稀土元素(REE)等元素在远端沉积物中主要存在于Fe-Mn氧化物相,在近喷口沉积物中主要在残留相中。远端沉积物中REE页岩标准化配分模式与海水相似,表明REE主要来自海水,而近喷口沉积物中REE配分模式与热液流体相似,说明REE以高温热液流体来源为主。相关研究结果加深了对热液沉积作用研究的认识。     

马里亚纳海槽热液区岩石矿物学和岩石化学特征研究

马里亚纳海槽中央轴裂谷中的小扩张脊部位，广布火山喷发的玄武岩体，海底热液硫化物就是从这些岩体的裂隙中喷溢堆积起来的。利用我国“大洋一号”船拖网所获岩样进行了矿物学和岩石化学特征研究，认定为高铝低钾的大洋底玄武岩或拉斑玄武岩系列和钙－碱玄武岩。为进一步弄清马里亚钠海槽区热液活动岩石学条件和探讨海槽区热液物质来源提供科学证据。     

海底下面的火山口

就在２０多年前,科学家勘查洋中脊系统,首次发现了壮观的黑烟囱由金属硫化物矿物构成的热液火山管强有力地释放出热的、充满粒子的黑色流体进入海洋。这些烟囱喷发的流体的最终来源是海水,但海水和热液流体的化学成分明显不同。喷口流体不仅远比周围的海水热,而且它们的酸性更大,更富集金属,并且具有较高的溶解气浓度,如氢、甲烷和硫化氢等。受流体频繁搬运的金属在海底形成矿床,溶解气供给一个丰富的生物群体,它们是通过化学反应而不是阳光获得能量的。那么,海水是通过什么过程转变成从黑烟囱中喷出的流体的呢？答案就在海底下面…     

大西洋中脊TAG海区的热液活动和长期监示

大西洋中脊ＴＡＧ海区的热液活动和长期监示ＫａｎｔａｒｏＦｕｊｉｏｋａ等在１９９４年大西洋航次中，《Ｓｈｉｎｋａｉ６５００》完成了１５次下潜。母船《Ｙｏｋｏｓｕｋａ》也安装了仪器，包括地球物理仪器。下面简述该航次的初步结果。地貌和地质ＴＡＧ位于大西洋中...