中印度洋脊Edmond热液区黄铁矿-白铁矿的共生演化及指示性

<正>现代海底热液活动及海底"黑烟囱"的形成是海洋科学研究的前沿领域之一[1-2]。现代洋脊区是目前世界海底热水活动和金属硫化物矿床形成最多和最重要的环境[3]。印度洋洋脊区与太平洋,大西洋洋脊区相比,所发现的海底热液活动相对较少,研究程度相对较低[4]。Edmond是中印度洋脊的典型的热液活动区域,在此发现有大量硫化物堆积体和块状硫化物碎块。其中,不同的矿物组合及其演化规律记录了海底热液作用的大量信息。对其进行研究,可反演成矿的物理化学条件和宏观过程,对深刻认识该区成矿物质聚集过     

大西洋中脊热液硫化物矿点地形制约及勘探靶区筛选

<正>近几十年来,由于勘探技术的进步,世界诸国开始重视和进行深海大洋海底矿产资源的调查勘探工作。海底多金属硫化物是海底矿产资源极为重要的一项,对其的研究具有明显的经济与科学意义。大西洋中脊属于慢速扩张脊,慢速扩张洋中脊容易发育大型的热液多金属硫化物。大西洋的热液硫化物主要分布于洋中脊地区,底部基岩主要由基性玄武岩与少量超基性岩组成。大西洋中脊的热液硫化物可主要分为Cu-Zn型和Cu-Fe型硫化物。已发现的热液硫化物区域在地形上具有显著差异,主     

慢速洋中脊超基性岩热液区热液产物特征

<正>慢速洋中脊离轴区高温热液对流系统主要建立在超基性岩基础上,其成矿流体为碱性还原性流体(Bach et al.,2010),流体组分很大程度上取决于高温海水与超基性岩的水-岩反应,该类热液区上的块状硫化物因此表现出相对特殊的矿物组成和化学成分(Klevenz et al.,2011)。我们对Rainbow区(Lein et al.,2003)、Logatchev(Gablina et al.,2000)、Ashadze(Mozgova et al.,2008)等离轴区热液喷口流体     

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。     

慢速-超慢速扩张西南印度洋中脊研究进展

西南印度洋中脊具有慢速—超慢速扩张速率和斜向扩张的特征,是全球洋中脊系统研究的热点之一,也是研究海底构造环境、热液活动、地幔深部过程及其动力学机制的重要区域。在前人工作的基础上较为详细地介绍了西南印度洋中脊的研究历史、地形划分、扩张速率及其构造特征,归纳了西南印度洋中脊热液活动及岩石地球化学特征,探讨了超慢速扩张洋脊和超镁铁质岩系热液系统的特殊性,并认为超慢速扩张洋脊广泛暴露的地幔岩及其蛇纹石化作用、超镁铁质岩系热液系统以及热液硫化物成矿作用是西南印度洋中脊今后研究的重要内容。     

慢速-超慢速扩张洋中脊热液活动及其机理

海底热液系统是地球热量平衡的重要组成,也是地球化学循环和成矿作用发生的主要场所,与洋中脊系统在空间上具有很强的联系。慢速-超慢速扩张洋中脊中确认的活跃热液喷口数量约占全球总数量的三分之一,查明热液发育位置及发育岩性与岩浆-构造活动的耦合关系,对于研究海底热液活动演化过程和海底找矿具有很好的指示意义。本文将全球慢速-超慢速扩张洋中脊中已确认的活跃热液活动进行统计分类,其中受岩浆活动控制的热液活动有29处,而受构造活动控制的热液活动有15处,相对于快速-中速扩张洋中脊显示出较强的构造相关性。研究发现,岩浆作用控制下的热液活动集中在洋中脊轴部中央裂谷内,而构造主控型热液活动常发育在非转换不连续间断和拆离断层系统内。随着大洋核杂岩成熟,热液活动位置向着离轴方向迁移,并且热液类型由高温"黑烟囱"型向低温弥散流型转变。     

西南印度洋超慢速扩张脊热液区多金属硫化物Fe-Cu-Zn同位素组成特征初步研究

<正>海底热液硫化物是一种重要的海底矿产资源,并在全球范围内的大洋中脊、海山及弧后盆地有较为广泛的分布,具有重要的经济价值和战略意义,其中西南印度洋中脊(SWIR)热液体系更因其超慢速的扩张速率而在全球大洋中脊系统中独具特色,且研究程度较低(陶春辉等,2011)。而同位素地球化学对于解释海底多金属硫     

西南印度洋龙旂热液区(49.6°E)硫化物的矿物学特征

<正>不同的构造环境必然会产生不同的热液循环系统。在超慢速扩张的西南印度洋(SWIR),不仅扩张速率不同于快速扩张脊,中脊扩张机制(动力)、岩浆供应的规模与形式、海底基岩的类型等也都有所不同,这就使得SWIR的热液活动系统在热液循环、岩水反应、物质来源、热液喷出的规模与频率等诸多方面都必将有其独特性。然而,由于受调查工作的限制,我们迄今对超慢速扩张脊热液活动及     

超基性岩的蛇纹石化和碳酸盐化耦合关系

大洋中脊超基性岩的蛇纹石化是普遍的地质过程,反应产生了蛇纹石、水镁石、磁铁矿等并释放氢,该过程可为洋中脊化能自养型微生物提供能量和生命物质,是生命起源主要的水岩变质反应。然而,在生命起源初期全球高浓度的CO_2使超基性岩(包括科马提岩)同时发生蛇纹石化和碳酸盐化,这种情况下初始生命物质的产生机制与在洋中脊热液环境中截然不同。本文结合近年来有关超基性岩蛇纹石化和碳酸盐化的研究成果,系统介绍了贫CO_2和富CO_2条件下,超基性岩的蚀变机制、化学反应、蛇纹石化和碳酸盐化的耦合关系,以及氢气释放的有效途径及其制约因素,以增进对初始生命物质来源和生命起源演化的理解。     

洋中脊超镁铁岩硫化物矿床的微量元素富集特征:激光剥蚀电感耦合等离子体质谱微区分析

<正>海底超镁铁岩热液系统所产出的硫化物富集Au、Ag、Cu、Zn、Co和Ni等金属元素使其正逐渐成为海底多金属硫化物找矿勘查的重要对象(Fouquet et al.,2010)。Kairei热液区是印度洋首个被发现的活动热液区,喷口流体化学和围岩地球化学的研究结果均证实了该热液区受到了基底超镁铁岩的影响(Kumagai et al.,2008)。所采集的硫化物富集Cu、Zn、Au、Co和Sn等元素(Wang et al.,2014),     

西南印度洋脊龙旂热液区富铝蚀变黏土矿物类型和地球化学特征研究

产出于不同地质背景下的热液成因黏土矿物组成、晶体结构及化学成分等信息,可指示与海底热液作用有关的水-岩反应过程和流体的物理化学条件变化。但目前对于以西南印度洋脊为代表的超慢速扩张脊热液区的黏土矿物研究程度较低,尚未了解其经历的热液蚀变作用及形成过程。本文综合应用SEM-EDS、XRD、FT-IR、EPMA和LA-ICP-MS等多种分析测试手段对采自龙旂热液区矿化蚀变角砾的形貌结构、矿物组成及其化学成分进行系统表征。研究表明:该蚀变角砾中的共生矿物相主要由具二八面体结构、富Al端元的蒙皂石族矿物贝得石与蛋白石组成,角砾中可见呈细粒浸染状的TiO_2。蚀变黏土矿物的化学成分较为单一,具有富Al、贫Mg和贫Fe的特征;其稀土元素总量普遍不高(2. 43～43. 45μg/g),配分模式呈负Eu异常(0. 31～0. 53)而未显示Ce异常(1. 09～1. 16)。推断产出于硫化物堆积丘体边部的矿化角砾长期受酸性、相对还原的、低温热液流体持续叠加和淋滤改造,除Al和Ti以外大部分元素被活化迁移,形成矿物组成简单的富铝黏土矿物相。本研究查明了龙旂热液区新的蚀变黏土矿物类型及其元素地球化学特征,反映该区广泛发育低温热液蚀变作用,为进一步探讨西南印度洋超慢速扩张脊热液成矿系统的水-岩反应过程提供了一定依据。     

小秦岭西南段金矿床的地球化学研究

本文简要叙述了金成矿的地质条件和地球化学特征 ,主要阐述了金的来源、迁移和沉淀机制及矿床成因。研究表明 ,金大部分来源于周围变质岩层 ,小部分由燕山期花岗岩和基性岩脉提供 ;成矿介质热液以岩浆期后热液为主 ,还有少量的大气降水的加入 (或变质岩的粒间溶液 ) ;矿化剂如 Cl-,CO2 ,S2 -多数来源于基性岩脉或上地幔汁 ,少数由地层本身提供。金在成矿早阶段几乎都呈 [Au Cl2 ]-形式迁移 ;在成矿中阶段主要呈 [Au(HS) 2 ]-形式迁移 ;在成矿晚阶段大部分呈 [Au2 (HS) 2 S]2 -形式迁移。金主要是由于含金热液在从封闭系统转化为开放系统时降压沸腾而沉淀富集的     

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。     

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.      

北祁连镁铁质火山岩中块状硫化物矿床的形成背景及成因

北祁连造山带东段老虎山—崛吴山一带发育以奥陶系细碧-角斑岩为主的火山岩系,并可见基性岩和超基性岩侵入体及海相沉积岩,属蛇绿岩组合。其中产出有猪咀哑吧和银硐沟铜-锌型块状硫化物矿床。矿床形成于弧后盆地扩张脊附近,属海底火山喷气-沉积成因。     

大西洋中脊26°S热液区硫化物中的似微生物构造

<正>现代海底黑烟囱及其生物群落的发现,是人类20世纪以来最伟大的发现之一。随着对黑烟囱及块状硫化物的矿物学研究,在很多热液区的金属硫化物中均发现有生物遗迹,如在大西洋中脊的TAG热液区(Rona et al.,1993)、Broken Spur热液区(Butler et al.,1998)、Menez Gwen热液区     

西南印度洋脊玉皇山热液区的发现及其热液成矿作用特征

<正>继2007年中国大洋第19航次在超慢速扩张的西南印度洋脊49.6°E附近发现首个海底黑烟囱以来(Tao et al.,2012),2010年,中国大洋21航次第7航段在49.2°E附近中央裂谷南侧的远轴山坡上又新发现一个热液区(韩喜球等,2010;Han et al.,2010),现场命名为玉皇山热液区(位置:49.265°E/37.935°S,水深1443 m)。该热液区位于龙旂热液区(49.65oE/37.79oS)以西40 km,是迄今在西南印     

西南印度洋超慢速扩张脊49.6°E热液区硫化物矿物学特征及其意义

2005年在西南印度洋脊49.6°E发现热液异常,并于2007年取得硫化物样品,这是首个在全球超慢速扩张洋脊发现活动的海底热液区。对该区硫化物开展了矿物学和矿物化学研究。结果表明,西南印度洋脊49.6°E热液区硫化物可划分出富Zn和富Fe两种矿石自然类型,矿石中广泛发育溶蚀孔洞构造、"黄铜矿疾病"结构、网格状固溶体分解结构、同质增生结构等结构构造。根据矿物化学成分变化,矿石矿物可划分出Fe-S系列、Zn-S系列、Cu-Fe-S系列、Cu-S系列及Au、Cu、W自然金属系列等。该区硫化物的沉积过程可划分为2个阶段:Ⅰ.富Zn硫化物沉积阶段,矿物组合以闪锌矿-黄铁矿-黄铜矿为主,成矿流体沉积温度相对较低;Ⅱ.富Fe硫化物阶段,矿物组合以黄铁矿-白铁矿-闪锌矿-等轴古巴矿为主,成矿流体沉积温度相对较高。后期沉积过程(阶段Ⅱ)对早期沉积过程(阶段Ⅰ)的硫化物进行了部分叠加改造。     

南大西洋脊多金属硫化物热液区的预测与发现

大西洋中脊属于慢速扩张洋中脊,最北端到达87°N,距离北极仅333km,最南端延伸到54°S的布韦岛,占到全球洋中脊总长度的40%。随着北大西洋TAG(26°N)热液区的发现及较大硫化物资源量的证实,大西洋慢速扩张脊成为全球海底热液硫化物调查与研究的重点地区。俄罗斯、     

西北印度洋卡尔斯伯格脊沉积物特征及其找矿启示

<正>卡尔斯伯格脊位于西北印度洋2°S~10°N之间,属于慢速扩张洋中脊,广泛受沉积物覆盖。沉积物的矿物学和地球化学组成可以作为反映海底热液活动的存在、强度及其位置的一种有效方法。2012年以来,我国经过4个航次的热液硫化物调查,在卡尔斯伯格脊先后发现了4处热液活动区(卧蚕1、卧蚕2、天休和大糦热液区),并取得了多站位多类型的沉积物样品。本文对所获的样品进行了矿物成分和主量、微量及稀土元素分析,了解研究区沉积物类型、物质组成和地球化学特征,以期为我国在