龟山岛附近海底热液自然硫烟囱体的硫同位素研究

利用稳定同位素质谱仪对龟山岛附近海底热液自然硫烟囱体分层取样的硫同位素分析,获得了自然硫烟囱体的硫同位素特征。结果表明,龟山岛附近海底热液自然硫烟囱体的δ34S值变化不大,幅宽只有0.913,说明自然硫的来源较为单一,受控因素相对较少。根据硫同位素值的特征,划分出三种类型的烟囱体,它们是由热液流体中的硫同位素值和海水与烟囱体外壁的反应来控制,Ⅰ型烟囱体、Ⅱ型烟囱体的外壁与海水发生化学反应,形成一定量的自然硫沉淀,烟囱体的生长是向内、向外两个角度同时生长;Ⅲ型烟囱体则主要是向内一个角度生长。热液流体中的δ34S值(H2S)随时间的变化是由于海水端元和玄武岩端元不同比例的混合所致。     

台湾岛东北部龟山岛附近海域自然硫烟囱体的基本特征研究

龟山岛热液活动区位于冲绳海槽向西延伸的部位，菲律宾海板块向欧亚板块下方俯冲在此隐没，热液活动的出现为研究该地区进一步的发展提供了契机．龟山岛热液活动产生的烟囱体高度富集自然硫，几乎没有其它矿物结晶形成，烟囱体本身呈现分层现象，自然硫的含量也是从烟囱体的外层到内层依次增高，与烟囱体颜色上表观的分层呈现良好的对应关系．我们根据这种分层现象探讨了烟囱体的成因机制和热液流体随时间的变化特征，同时根据等离子质谱（ICP-MS）和X射线衍射仪（XRF）的实验数据分析了自然硫烟囱体存在两种物质来源：热液活动区基底的安山岩和地幔，但是对于地幔物质以何种形式加入到热液流体中还需进一步研究．     

用化学平衡常数判断台湾岛东北部龟山岛附近海域海底热液活动形成自然硫的化学反应

由龟山岛热液气体推断几个可能化学反应方程式的存在,根据相关的假设条件,尽量接近于真实的龟山岛热液环境情况,通过计算、比较这些可能存在的化学反应在标况和龟山岛热液条件下的平衡常数,得出龟山岛热液活动区自然硫的形成可能反应式2H2S(g) O2(g)=2S(s) 2H2O(l)和CH4(g) SO2(g)=3S(s) 2H2O(l) CO2(g)起到了较大的作用。这与龟山岛热液活动所具有的水深浅,周围氧气含量高的事实以及采集的热液气体中含有大量CO2气体等情况十分一致。     

龟山岛附近海域热液活动流体的来源

台湾东北部龟山岛附近热液活动区流体的来源较为复杂,判断流体来源同时探讨该地区岩浆活动的程度对于龟山岛热液活动研究具有至关重要的意义。通过测定热液流体中的元素浓度和氢氧同位素特征显示:热液流体的微量元素浓度总体上接近海水值,但是通过Mg浓度为0回推得出热液流体的端员组分较为简单,而且有低Cl-浓度的组分(如地下水)加入,所测定热液流体中海水特征是由于取样过程中海水混入所致,氢氧同位素的对应曲线表明热液流体与该地区海水的同位素特征值不一致,并且不是单一龟山岛上地下淡水来源。龟山岛附近热液流体在氢氧同位素值分布特征上与南胡安得富卡洋脊的深水热液活动流体较为一致。可以初步判断龟山岛附近热液活动流体来源主要由两部分组成:深部物质和龟山岛上的大气降水,深部的岩浆物质在上升过程中,发生相分离,分离相在继续上升的过程中遇到下渗的淡水,两者混合构成了热液流体的端员组分。因此龟山岛热液活动的出现是由于深部物质活动造成的,表明目前该地区地壳活动较为活跃。     

大西洋洋中脊海底表层热液沉积物的铅同位素组成及其地质意义

新测得 TAG热液区中 6件海底表层热液沉积物样品的铅同位素组成 ,其变化范围不大 ,具有均一性的特征。在 Pb- Pb图解上 ,热液沉积物的铅同位素数据大多落在 MARB的铅同位素组成范围内 ,与大西洋沉积物和 Fe- Mn结核相比明显具较少的放射成因铅 ,反映其上部洋壳岩石为该区热液沉积物的形成提供了铅。对比研究表明 ,因不同地质 -构造环境中的海底热液区为热液沉积物形成提供物源的情况不同 ,是导致有沉积物覆盖洋中脊中热液沉积物的铅同位素组成与无沉积物覆盖洋中脊不同的主要原因。海底扩张中心的扩张速率与热液沉积物的铅同位素组成有一定的对应关系 ,但其并不是热液沉积物铅同位素组成的唯一控制因素     

海水对现代海底热液烟囱体中硫同位素演化的影响

在现代海底热液烟囱体的研究中,涉及硫同位素的讨论较多,主要是因为(1)海底热液活动形成的多为硫化物、硫酸盐等矿物,对于硫同位素的研究能提供很好的素材;(2)硫同位素的研究可以探讨物源,包括海水中硫酸盐对烟囱体形成的贡献以及烟囱体的形成机制等问题[1]。但是,目前对于硫同     

现代海底热液沉积物的硫同位素组成及其地质意义

共收集到现代海底热液沉积物的1264个硫同位素数据,结合我们对冲绳海槽Jade热液区和大西洋中脊TAG热液区中表层热液沉积物的硫同位素研究成果,对比分析了不同地质-构造环境中海底热液沉积物的硫同位素组成特征及其硫源问题.结果表明:(1)现代海底热液沉积物中硫化物的硫同位素组成集中分布在1‰～9‰之间,均值为4.5‰(n=1042),而硫酸盐矿物的硫同位素组成主要分布在19‰～24‰之间,均值为21.3‰(n=217);(2)无论在洋中脊还是在弧后盆地扩张中心,无沉积物覆盖热液活动区中热液沉积物与有沉积物覆盖热液活动区相比,其硫同位素组成的分布范围相对狭窄;(3)各热液活动区中硫化物硫同位素组成的不同,反映出各自硫源的差异性.无沉积物覆盖洋中脊中热液成因硫化物的硫主要来自玄武岩,部分来自海水,是玄武岩和海水硫酸盐中硫不同比例混合的结果,而在弧后盆地和有沉积物覆盖的洋中脊,除了火山岩以外,沉积物和有机质均可能为热液硫化物的形成提供硫;(4)现代海底热液沉积物硫同位素组成的变化和硫源的不同可能归因于海底热液体系中流体物理化学性质的变化、岩浆演化和构造-地质背景的不同.     

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地质意义

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ODP Leg158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区表层热液沉积物的δ34S值从3.9‰-7.6‰变化,均值为5.98‰,与其它洋中脊热液活动区相比明显偏重.(2)从海底表层区到蚀变玄武岩区,热液沉积物的硫同位素组成有增大的趋势,而时间对热液沉积物的硫同位素组成则没有明显的控制.(3)热液沉积物中硫主要来自玄武岩,部分来自海水硫酸盐,是海水硫酸盐和玄武岩中硫不同程度混合的结果,且各硫源在不同阶段提供硫的比例分配和方式明显不同.(4)与其它无沉积物覆盖洋中脊中热液活动区相比,相对较大比例海水来源硫的加入是导致TAG区硫同位素组成偏重的一个重要原因,而TAG区具备有利海水硫酸盐还原作用进行的温度和水/岩比值条件则是促使该区热液沉积物中海水来源硫相对较多的主要原因.(5)海水的直接混入、流体-玄武岩相互作用、先期形成硫化物的重溶作用和硫酸盐矿物的还原作用是海水和玄武岩直接或间接提供硫的主要方式,也是导致本区硫同位素演化复杂化的主要原因,且硫的演化与海底岩浆作用和构造运动紧密相关.     

冲绳海槽中部Jade热液活动区中海底热液沉积物的硫同位素组成及其地质意义

测定了冲绳海槽中部Jade热液活动区中18个热液沉积物样品的硫同位素组式,其中10个硫化物样品的δ34S值为5.2×10-3～7.2×10-3,7个硫酸盐样品的34S值为16.3×10-3～22.3×10-3,1个自然硫样品的δ34S值为8.2×10-3热液沉积物的硫主要来自中、酸性火山岩和海水,并且在流体与沉积物相互作用过程中海底沉积物也可能为热液沉积物的形成提供部分的硫.导致本区热液沉积物中硫化物与其他热液活动区的硫同位素组成不同的原因,主要是各热液活动区的硫源以及有关岩浆活动和构造演变的不同.海底热液体系中硫的演化是一个复杂的过程,涉及被加热海水的上升、流体与火山岩的相互作用、海水硫酸盐和中、酸性火山岩中流的混合作用以及流体与沉积物相互作周等一系列海底热液活动,其中海水和中、酸性火山岩的相互作用是本区硫演化的一个重要机制.     

太平洋三海区热液烟囱物的氧同位素特征及形成温度

使用氧同位素方法，测试了西太平洋马里亚纳岛弧、马里亚纳海槽、冲绳海槽和东太平洋加拉帕戈斯裂谷的海底热液烟囱和硫化物合岩样品。结果表明：马里亚纳岛弧上的埃斯梅拉尔达破火山口的热液硫化物的形成温度最高（达275℃），而成为高温产物的代表；冲绳海槽和加拉帕戈斯裂谷烟囱，表现为中高温类型，其氧同位素温度在150℃左右；马里亚纳海槽以蛋白石为主要矿物的烟囱物，则显示出典型的低温热液类型，少量黄铁矿砂试样则表现出中温类型特征。但上述区域大都不同程度地存在有闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿等中高温热液矿物，说明研究区除马里亚纳海槽明显有中低温热液活动类型外，其它区域皆具备中高温热液活动特征。     

海洋环境中Nd的同位素组成及其地质意义

海水,海洋沉积物中的自生组分,生物壳体乃至全岩的Ｎｄ同位素组成可以反应大洋水体和沉积物的来源及大洋水体循环特征,因而具有重要的地质意义。在综合近２０年来关于现代世界大洋海水,Ｆｅ－Ｍｎ沉积,热液,热液沉积物及其它组分的Ｎｄ同位素的研究资料基础上,总结了不同洋区,不同深度海水的Ｎｄ同位素组成特征及其控制因素;同时,依据Ｆｅ－Ｍｎ结壳及岩心中有孔虫的Ｎｄ同位素组成资料,总结了新生代以来世界海洋中Ｎｄ同     

冲绳海槽Jade热液区海底块状硫化物的Os同位素组成

用碱熔法新测得Jade热液区7件海底块状硫化物样品的锇含量及其同位素组成，^187Os／^186Os比值在2．205—6．462之间，均值为4．314，高于地幔端员，而低于海洋沉积物和海水端员，表明该区块状硫化物中锇是深部来源锇与海水和／或沉积物混合的产物。结合该区块状硫化物样品的REE、硫和铅同位素组成特征，进一步揭示出海水、长英质火山岩、沉积物和深部地幔源是形成Jade区块状硫化物的物源。     

粤东海山岛全新世硬壳灰岩的沉积特征及其岩石学意义

粤东海山岛南部海积平原发育有大面积的全新世碳酸盐岩,分布范围极广,从陆上一直延伸到海域中。通过实地地质调查以及岩石薄片的镜下鉴定,发现该区发育的碳酸盐岩贝壳碎屑含量高,经大规模机械分选和搬运,大多数贝壳碎屑的粒径大于2.0 mm,胶结良好,密实,硬度大,岩层以低角度向海倾斜,倾角小于15°,根据其沉积特征和岩石学特性,本文将该处碳酸盐岩定为硬壳灰岩,而非前人所定的海滩岩或贝壳堤岩。据14C测年数据,自下而上获得典型地质剖面上3个层位的年龄分别为3 080±90、1 920±75和1 330±60 aBP,可以确定该处硬壳灰岩形成于中全新世末期至晚全新世,对应于中全新世的高海平面期。海山岛的硬壳灰岩形成于全新世冰后期海进的滨浅海环境,指示相应时期古海面潮间带至潮下带的高程。沿山麓分布的硬壳灰岩指示相应时期的潮间带,它与发育于海拔8~9 m高处的海蚀刻槽共同指示古海岸线位置。     

台湾南湾秋末冬初浮游管水母类种类多样性和数量分布

2001年11月2—3日和12月8—10日在台湾南湾12个测站分别用2种锥形浮游生物网(网长 180cm,网口直径 45cm,筛绢网目孔径 333μm和 200μm)采集表层和底层(水深约50m)92份浮游动物样品。共鉴定出管水母31种,其中有7种是台湾周围海域新记录。舟状玫瑰水母Rosacea cymbiformis 为我国海域首次记录。爪室水母 Chelophyes appendiculata、巴斯水母Bassia bassensis、拟双生水母 Diphyes bojani、异双生水母 Diphyes dispar、小拟多面水母Abylopsis eschscholtzi 和扭歪爪室水母Chelophyes contorta 为优势种,它们分别占11月和12月管水母类总量的76%和63%以上。南湾管水母类的种类数和个体丰度均以 12 月(25种,1.99个·m-3)明显多于11月(19种,0.438个·m-3),这与12月外海高盐水团增强有关。大部分测站表层的种类和个体数多于底层。讨论了2种网型浮游生物网的采集效果,并比较了南湾与邻近海域同期管水母类种类数、丰度的季节变化和区系性质。