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。     

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。     

古代与现代火山成因块状硫化物矿床研究进展

    火山成因块状硫化物（VolcanogenicMas siveSulfide,简称VMS）矿床可见于前寒武纪至现代的各个地质时代。现代海底热液成矿作用为研究VMS矿床提供了一种新的途径,DSDP／ODP钻探资料揭示：①VMS矿床虽然可产生于不同环境,但均与张裂断陷有关。②成矿物质可能来源有 2种：一种是含矿火山岩系及下伏基底物质的淋滤;另一种是深部岩浆房挥发份的直接释放。③洋中脊海底热液循环呈双扩散对流模式。在有沉积物覆盖的洋中脊,热液循环更多地考虑流体与沉积物相互作用产生的效果。④从矿物组合的空间分布来看,热液硫化物堆积体上部以烟囱体为主,下部以块状硫化物为主,深部以网脉状硫化物为主,这在不同热液活动区似乎具有普遍性。
    VMS矿床的矿化模式反映的是一种热液成因,这种热液是深部（1～3 km）岩浆侵入所引起并通过海水在热穹隆之上循环产生的。VMS矿床的深入研究要求我们致力于发现新的矿产地,提高样品采集、分析技术,加强海底热液活动与构造、岩浆作用和环境演变的一体化研究。     

粤北晚古生代盆地压实流体的性状

盆地构造演化、流体系统、矿化作用是当代矿床学研究的新课题。盆地演化过程中,压实流体系统温度场、动力场和地球化学场可以通过地质研究和数字模拟来重塑。粤北晚古生代沉积盆地存在三种类型的矿化流体。大宝山型流体与岩浆热动力作用有关,形成海底火山热液沉积多金属矿床;凡口型流体与深部建造的循环热液有关,形成中低温海底热泉喷溢沉积铅锌银汞矿床;红岩型流体与盆地成岩压实水有关,形成低温单一黄铁矿矿床。粤北晚古生代盆地沉积物主要由透水性较好的粗碎屑物质和碳酸盐组成,沉积建造厚度较薄,数字模拟结果表明,盆地压实流体系统难以形成较高的地热储和流体势,不可能形成自身的突发喷溢。但在同生断裂作用引导下,流体在沉积层的特殊部位汇聚形成红岩型低温黄铁矿矿床。     

现代海底热液活动与块状硫化物矿床成因研究进展

现代海底热液活动的发现及对其分布特征和成矿机理的研究是近年来海洋地质学和矿床地质学的一大进展。对现代海底金属硫化物成矿作用的研究大大推动和促进了对古代块状硫化物矿床成因的认识。有关研究成果综合分析表明：(1)深部热液对流循环系统是块状硫化物成矿的核心，对流循环模式有简单的热液对流模式和双扩散对流模式。(2)块状硫化物矿床集中分布在大洋中张裂性活动板块边界，与大地构造活动紧密联系。(3)成矿流体与成矿物质均有多源性，在强调海水循环淋滤的同时，通过应用新的方法技术，岩浆来源物质(流体及成矿金属等)对一些块状硫化物矿床成矿的直接贡献得到初步确认。(4)在高温热液活动区及金属硫化物沉积中发现大量生命活动和生物群体，意义重大。     

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     

关于现代海底热液活动系统模式的思考

现代海底热液活动往往与岩浆作用相伴生.传统的热液系统循环模式认为:海水沿裂隙（通道）下渗,被加热并与围岩发生水岩反应,萃取岩石中的金属元素,形成热液流体并上涌喷出海底,沉积生成多金属硫化物矿体.这一模式合理地解释了构成现代海底热液系统的3个基本要素:流体、通道和热源,与我们现今条件下所观察到的许多事实相吻合.然而,基岩渗透率、热液流体性质、热液生态系统和热液产物上的差异表明现代海底热液活动系统可能存在另一种注入式循环模式,即热液流体来自深部岩浆房流体和挥发性组分的直接注入.据此提出现代海底热液活动系统可能存在两种模式:一种是浅层循环模式,即传统的热液循环模式;另一种是岩浆后期热液注入模式（简称"注入模式"）.在岩浆作用强烈和构造裂隙发育的环境中,两种模式可能同时存在,形成双扩散对流循环模式.双扩散对流循环模式可以很好地解释现代海底热液活动研究中近期所发现的多种现象和事实.对弧后盆地而言,在研究其岩浆作用与热液活动时,还要考虑板块俯冲的构造背景和俯冲组分及陆壳组分加入等因素,同时构建了适用于弧后盆地海底热液活动系统的理论模型.      

热液柱温度异常与地球化学异常研究

现代海底热液活动(Modem Seafloor/Subma-rine Hydrothermal Activity)是普遍发育于海底活动板块边界和板内火山活动中心的一种自然现象,它是大洋与地壳之间能量和质量交换的主要执行者,其产生的巨大热量是不可忽视的能量来源,Lowell等.(1995)的初步计算表明海底热液活动传送的热量占地球总热通量的25%.现代海底热液活动的一个突出表现是高温的热液流体从海底喷出,被周围的海水稀释104～105倍(Lupton等,1985).在热液流体和周围海水混合过程中,发生一系列的沉淀和氧化反应,充满颗粒物的热液柱上升几百米甚至1000m(Gendron等,1993),然后向侧面扩张,最终形成一个明显的具有好几千米空间尺度的水文和物理化学层,这为我们寻找海底热液多金属硫化物和新的热液喷口位置提供了一个放大镜.在对海底热液活动的调查研究过程中,人们逐渐认识到热液流体与大洋沉积物和玄武岩之间的相互作用、热液柱中各种元素的迁移、沉降和吸附等地球化学行为是影响化学元素全球循环的重要因素.     

热液流体活动的识别方法及油气地质意义研究进展

基于大量的文献调研,归纳总结了热液流体活动的识别方法,并系统梳理了热液活动对油气成藏的影响。目前热液流体活动的主要识别方法可归纳为3大类,分别为岩石矿物学特征组合法、温感参数异常法、地球化学元素含量异常法。在具体应用时,应尽可能选取多种方法进行综合判识。热液流体活动对油气成藏的影响体现在4个方面：深部热液流体通过提供烃源岩成熟演化所需要的热能、外源氢和催化剂等方式为烃类物质的形成创造了良好的条件;热液流体对油气储层的影响既有建设性也有破坏性,以热液溶蚀的建设性为主;深部热液流体可以增强盖层封闭性;热液流体可促进烃源岩生烃并形成生烃增压,从而促进油气的初次运移,热液流体的溶蚀作用可改善储层物性进而促进油气的二次运移。     

现代与古代海底热液成矿作用研究进展

海底热液成矿是近年来地质学家关注的热点问题。现代海底热液成矿作用的研究推动了古块状硫化物矿床成矿过程的认识。结合现今研究成果综合分析表明:海底热液成矿作用主要分布在张性活动板块边界,与大地构造活动紧密相连;成矿金属物质来源具有多元性,金属矿化的类型受基底类型(洋壳-陆壳)和岩性组合(基性岩石-中酸性岩石)的控制,岩浆来源的物质也可能对一些块状硫化物矿床有贡献;主导海底热液成矿作用的核心为对流热循环系统,对流循环具有单循环和双扩散对流模式;海底块状硫化物的堆积过程是烟囱的生长、倒塌堆积和热液流体充填与交代的过程,成矿热液流体的温度和密度在这个过程中起关键作用。基于海底热水矿床的重要性,建立完整的热水喷流成矿理论意义重大。     

大西洋洋中脊TAG热液区中块状硫化物的Os同位素研究

新测得TAG热液区中5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2.305～7.879之间,均值为5.986,介于现代海水和上部洋壳岩石的锇同位素组成之间,表明该区海底块状硫化物中锇是海水和上部洋壳来源锇混合的产物.在海底热液循环过程中,海水的混入对该区热液流体的Os浓度及其同位素组成产生了明显的影响。     

国际大洋科学钻探的数据资源与共享现状

国际大洋科学钻探可以追溯到20世纪60年代的“莫霍钻”计划。在50余年的历史中,经历了深海钻探计划、大洋钻探计划、综合大洋钻探计划和国际大洋发现计划四个阶段,执行了300多个航次的洋底钻探任务。所获得的海量、珍贵的洋底数据,如今保存在多个数据库中。这些数据包括了测井信息、岩芯基概况信息、物理属性信息、化学属性信息、岩石特征、古生物化石内容等观测和实验分析结果,数据量巨大。这些数据还通常附于相关的大洋钻探出版物中发表,部分被相关专业数据库收录。总体来看,大洋钻探目前的数字化工作存在多个数据库间数据类型不匹配和数据检索方式单调等问题,不利于后续对于数据的再挖掘和利用。未来需要重视综合性大数据平台的建设,将不同来源、不同类型的多源异构数据有效融合,互联互通,并充分利用已有的大数据技术手段支撑相关的科学研究。     

现代海底热液成矿作用研究现状及发展方向

现代海底热水成矿作用研究的重大进展表现在两个方面：（１）大批活动的和窒息的热液活动区和硫化物矿床在洋脊、岛弧、弧后盆地及板内火山活动中心等海底环境相继发现。在沉积物饥饿洋脊，矿床规模较小，Ｃｕ－Ｚｎ为主，沉积物覆盖洋脊，矿床规模巨大，Ｐｂ－Ｚｎ为主。弧后扩张或弧间裂陷盆地，形成Ｐｂ－Ｚｎ→Ｚｎ－Ｐｂ－Ｃｕ→Ｃｕ－Ｚｎ矿床谱系。岛弧环境硫化物矿床不具规模，板内火山活动中心以氧化物－硫化物矿化为特色。（２）现代海底热水成矿作用观察和研究为古代ＶＭＳ矿床成因研究提供了重要信息，对现有成矿理论产生重要影响。现代成矿观念强调：①海底成矿作用虽可产生于不同环境，但均与张裂断陷事件密切相关。矿床规模和分布特点受张裂速率制约；②成矿物质主体来源于热水循环的火山－沉积岩和下伏基底物质；③硫化物堆积发生于丘堤－烟囱联合构成的机构和结壳下部，通过开放空间的硫化物充填和先成矿石淋滤迁移来实现。④热液流体呈双扩散对流循环。现代海底热水成矿作用的未来研究方向可概括为强度方向和广度方向。广度研究将加大力度去发现新的矿床，强度研究将采用地球物理方法并配以必要的钻探，深入揭示矿床的三维结构和热液体系及成矿机制。     

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.      

现代海底热液活动区的分布与构造环境分析

对全球490多个热液活动区的三维空间分布和构造背景进行了研究,对发育热液活动的构造环境进行了分类,并对各种构造环境发育热液活动的频度进行了统计分析。根据已有的统计数据指出了现代海底热液活动的三维空间分布规律,并对此进行了理论分析。指出现代海底热液活动区主要沿大洋中脊、弧后盆地和板内火山分布,并主要限于40°N和40°S中、低纬度带之间,水深集中在 1300～3700 m之间。出现热液活动概率最高的水深为 2600 m,其次为 1700 m、1900 m、 2200 m、3000 m和 3700 m,平均水深为 2532 m。扩张轴的中轴谷、海底火山口及不发 育中轴谷的扩张脊是发育热液活动的主要构造背景。并提出,现代海底热液活动总是出现在构造活动的部位,但并不是构造活跃的部位就发育热液活动。热液活动的发育和构造并不直接相关但却和岩浆发育密切相关。热液活动的发育在位置上受控于岩浆活动,在时间上,它发生在岩浆活动结束后,是强烈的热膨胀、热冷缩后的释热形式。     

Hydrothermal Processes in the Solar System:A Review

最近美国航空与空间计划署(NASA)开展的卡西尼-惠更斯外空探测计划发现,在直径为500 km的卫星--土卫二上存在水冰和间隙泉的喷发活动.这一现象和在火星上工作的"机遇号"和"勇气号"漫游车所发现的液态水一起,证明了除地球以外的其他星球上过去和现在都存在水,其中的一些星体还有火山活动的证据,这意味着这些星球上可能存在过热液活动地质过程.讨论了火星、木卫二和土卫二可能存在的热液系统类型.这些热液系统类型是根据地球上的构造背景进行相似性研究后得出的,例如海底、火山和裂谷系统.将东非裂谷和贝加尔湖裂谷系统与火星Tharsis高原上巨大的水手大峡谷进行了对比,这些地区都是由地幔柱作用下构造-热液活动导致的地壳抬升、火山和裂谷作用.在火星上,地下冰或低温层会在火山活动和(或)小行星或彗星撞击作用下溶解而形成热液对流.     

蛇纹岩化对洋中脊超基性岩热液硫化物成矿的影响:来自青藏高原德尔尼铜矿床的启示

洋中脊超基性岩热液成矿系统通常与洋底核杂岩构造有关,多发育大型矿床,具有巨大的资源前景。然而,受大洋调查取样手段的限制,超基性岩蛇纹岩化对成矿的影响仍需进一步研究。德尔尼铜矿床是地质历史上该类矿床的典型案例,对于理解其成矿模式,以及大洋硫化物勘探具有指导意义。本文选取德尔尼铜矿床块状硫化物样品进行黄铁矿的S同位素分析,结果表明其δ³⁴S值主要分布在-0.4‰～+6.3‰。结合前人研究发现,形成于深部网脉状、条带状矿石中的δ³⁴S值为负值,而经历表层喷流和破碎作用的块状和角砾状矿石中的δ³⁴S值为正值,二者呈对称分布,这主要是由于还原条件下岩浆排气产生的SO_2和H_2S动态平衡并逐渐沉淀S^2-,表明蛇纹岩化提供的还原环境对热液系统演化产生了重要影响。然而,磁黄铁矿和矿床Ni的分布指示成矿物质中超基性岩的贡献较小,主要物质来源是洋中脊深部的基性岩浆,通过热液循环将物质运移至海底并喷流成矿。对比现今超基性岩赋矿的高温热液硫化物矿床,德尔尼铜矿床形成温度更低,代表了超基性岩赋矿热液硫化物中的中温端元,表明在距离拆离面一定距离(约2～4km)的位置也可能形成大型的热液硫化物矿床,这对于现今洋中脊热液硫化物勘探具有一定的指导意义。     

湘西地区前寒武纪-寒武纪转折期碳酸盐-硅泥质沉积体系的截然转换:地层-沉积样式,形成机理及意义

前寒武纪一寒武纪转折期是地球历史演化的重要阶段之一,不仅纪录了后生动物的产生、灭绝以及加速分异的过程,同时也伴随着海洋地球化学明显的变化、长期全球性海洋缺氧等.为了更好地认识这一重要时期地球表层环境演变及动力机制,我们对湘西地区台地一盆地转换带不同沉积类型及空间变化进行了重点解剖,发现寒武纪最早期该地区在台一盆转换带上...