马里亚纳海槽热液烟囱的显微构造及形成温度研究

本文通过对马里亚纳海槽海底热液烟囱体试样进行的扫描电镜(SEM)观测和δ18O值测定,研究了以蛋白石为主的中低温热液矿物类型和形成温度.表明纯硅质烟囱的氧同位素温度低于40℃,与黄铁矿、白铁矿和重晶石共生的热液烟囱氧同位素温度接近100℃,反映了马里亚纳海槽海底热液活动的产生条件和性质.     

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。     

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纳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     

冲绳海槽海底热液活动区玄武岩的矿物学和岩石化学特征及其地质意义

１９９２年５月－１９９２６月对绳海槽热液活动区进行调查采样，对拖网采到的新鲜的玄武岩样品做了斑晶矿物学及岩石化学研究。结果表明，冲绳海槽玄武岩的斑晶矿物主要由橄榄石、单斜辉石、斜方辉石和斜长石组成，副矿物有铬铁尖晶石和磁铁矿，因而将样品定为橄榄玄武岩。     

太平洋三海区热液烟囱物的地球化学标型特征研究

以成因矿物学的理论和方法，运用电子探针、中子活化、常规化学分析和稳定同位素分析等多种地球化学实验测试技术，较系统地研究了太平洋三区四地热液烟囱物的地球化学组成和变化，揭示了研究区不同热液喷发类型中的地球化学标型特征。高温热液类型的硫化物，由高温热液矿物组成，除本身富合Fe，Zn，Cu，Pb等金属元素外，氧同位素换算温度也表现最高或中高；中低温热液类型的烟囱物，金属元素合量较低，氧同位素换算温度也表现较低。由此论证了不同标型特征的热液矿物地球化学特征与热液喷发环境之间相互依存的紧密关系。     

马里亚纳海槽热液活动区玄武岩的岩石地球化学特征

对拖网采自马里亚纳海槽热液活动区 (18°N附近 )的 8个玄武质岩石样品进行岩石地球化学初步研究。岩石富集 L IL E和 L REE,稀土分布型式呈右倾图式 ,L a N=10 .6 8～ 2 2 .6 4 ,(L a/Yb) N=1.6 1～ 2 .4 7,并略显 Eu正异常。在相对于原始地幔的标准化微量元素分布图中 ,7个样品具较明显的 Nb亏损和 Zr、Hf富集 ,而 1个样品不具 Nb的亏损 ;HFSE/HFSE、L IL E/HFSE、L IL E/L IL E等微量元素比值大都在 N- MORB和 EMI2个地幔端员组分间变化。这表明岩浆起源于受俯冲组分改造或影响的上地幔 ,且地幔源区存在明显的化学不均一性。与冲绳海槽玄武岩相比 ,马里亚纳海槽玄武岩的 Nb亏损明显减弱 ,暗示俯冲组分对地幔源区的影响程度也随之减弱 ,这反映出处于弧后张裂阶段的冲绳海槽与处于从弧后张裂向海底扩张过渡阶段的马里亚纳海槽 ,在岩浆起源及其动力学背景存在明显差异     

马里亚纳海槽玄武岩K-Ar地质年代学及地球化学研究

对马里亚纳海槽弧后扩张脊上所采集的玄武岩样品进行了系统的Ｋ－Ａｒ定年和微量元素及稀土元素地球化学特征研究,指出马里亚纳海槽的张开及其与之相伴的玄武岩浆活动至今仍在进行,海槽的半扩张速率可能为２０～２．５ｃｍ／ａ。同时,海槽玄武岩年龄在空间上具有从南到北逐渐变新的演化规律。地球化学特征指示,地幔岩的部分熔融程度是控制海槽区玄武岩地球化学性质差异的主要机制。岩石学和微量元素地球化学特征及其随纬度的规律     

冲绳海槽中部热液活动区岩芯沉积物稀土元素地球化学特征

针对冲绳海槽中部热液活动区附近的沉积物岩芯(H9),利用碱熔法和等离子体发射光谱法对其稀土元素组成进行了分析。结果表明,在岩芯中稀土元素含量在75—80cm段发生转折,75cm以上岩芯段沉积物中稀土元素总量相对较高,而且稀土元素总量,尤其是轻稀土元素总量,与(Fe+Mn)/Al相关性较好。该段沉积物中稀土元素页岩标准化配分模式呈右倾或近似水平,突出特征表现为轻稀土间的明显分异和Eu的相对富集,与热液源稀土元素组成极为相似。与热液流体和热液硫化物相比,分异程度和Eu正异常程度都较低,同时,具有明显的负Ce异常,与海水的稀土配分模式相类似。由此可见,热液活动对该岩芯上段沉积物中稀土元素组成具有重要影响,一方面表现为热液源物质的直接输入,另一方面表现为热液颗粒物质沉积过程中对海水中稀土元素的清扫。     

冲绳海槽Jade热液场烟囱物稀土元素和锶、钕同位素地球化学特征

热液烟囱物是弧后扩张盆地现代海底热液活动成矿系统的重要产物.冲绳海槽中的伊是名(Izena)海洼Jade热液活动区烟囱物稀土元素特征表现为轻稀土元素相对富集,并具有铕的较强的正异常.87Sr/86Sr和143Nd/144Nd的平均值分别为0.708928和0.512292,介于冲绳海槽海水和海槽酸性浮岩中的值之间.这些特征表明,Jade热液活动区的热液硫化物矿床的成矿物质来源于下伏的酸性火山岩.矿床的成矿机制可描述为:下渗的海水被加热,它与酸性火山岩发生水-岩热化学交换反应时淋滤出大量的成矿物质形成以富含轻稀土元素为特征的热水溶液;当热液喷出并发生快速结晶沉淀时,形成了以具有轻稀土元素相对富集和铕的正异常为特征的铜-锌硫化物和重晶石-非晶质SiO₂型矿石.     

冲绳海槽现代海底热液活动研究概况

1948年,瑞典“信天翁号”调查船在红海发现高温高盐溶液和多金属软泥,至此揭开了海底热液活动研究的序幕。随着全球范围内大洋调查活动的展开,先后在大洋中脊、断裂活动带、岛弧和弧后扩张盆地发现了众多的海底热液活动区以及颇具经济远景的海底热液多金属矿产资源,从而使海底热液活动的调查与研究成为地区中热点领域。冲绳海槽作为一个年轻的弧后扩张盆地,是环太平洋火山、地震带的一个重要组成环节,构造活动和火山作用频繁。其特殊的地理位置、地质现象引起了各国学者的注意,并从1984年开始在冲绳海槽(主要是中部)发现了多处热液活动区。…     

马里亚纳海槽沉积岩心主要元素的地球化学特征

深海沉积物地球化学的早期研究工作证明,岩性不同的深海沉积物中主要元素的含量差别很大,而且某些深海沉积物所聚集的痕量元素则明显不同于大陆和近岸环境下的沉积[1].本文研究的61KL和57KL岩心是在1988年7～8月,中国-联邦德国马里亚纳海槽和西菲律宾海盆海洋地质联合调查期间取得的.对岩心样品进行了9种主要化学元素的分析.     

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。     

冲绳海槽中、南部热液活动区金属硫化物的地球化学特征

对新近(2014年)采自冲绳海槽南部Yonaguni Knoll IV热液活动区和中部伊平屋热液活动区的金属硫化物样品分别进行了X射线荧光光谱(XRF)和等离子体质谱(ICP-MS)分析,旨在通过对比分析两个热液活动区金属硫化物的元素地球化学特征,探讨两个不同热液活动区成矿元素的富集规律、热液成矿的作用过程及其区域差异。研究结果表明:在冲绳海槽中部和南部热液区分布有两种金属硫化物,分别为富Fe-Zn型硫化物和Ba-Zn-Pb型硫化物(+硫酸盐);相较于大洋中脊和其它弧后盆地的热液硫化物,研究区硫化物中Pb的含量明显较高,而Cu和Fe的含量相对较低,这与冲绳海槽存在较厚的沉积盖层有关;无论是常量元素、微量元素、还是稀土元素(REE),其含量和相关的特征值都变化较大,表明研究区热液硫化物形成于不同的热液成矿阶段;富Fe-Zn型硫化物是在高温热液活动阶段形成的,而Ba-Zn-Pb型硫化物(+硫酸盐)则形成于热液喷出海底与海水混合的过程中,成矿温度较低;即使在同一热液活动区,成矿环境也有较大变化,主要表现在成矿温度的波动上;研究区热液硫化物中REE的配分模式特征表明硫化物中REE的物源相同,但经历的过程(REE的迁移和富集)有所不同,反映了热液硫化物形成于不同的热液成矿阶段;热液成矿作用存在区域性差异,海槽南部的成矿温度较中部低,成矿物质来源方面,南部热液区硫化物的Pb含量较中部高,表明其成矿物质可能部分来源于沉积物。     

冲绳海槽CLAM热液区低硫逸度热液成矿

冲绳海槽是琉球俯冲系统的重要组成部分,该区热液硫化物研究对揭示非成熟弧后盆地内部热液成矿作用特征具有重要意义。CLAM热液区位于冲绳海槽中部（27°33′N、126°58′E）,大量研究表明,该区成矿作用特征与海槽其他热液区存在显著差异,但其成因尚不明确。对CLAM热液区硫化物矿物组成、共生组合关系及闪锌矿微区元素组成进行了系统分析测试,在此基础上提出,该区特殊的矿物学特征及矿物化学组成可能受热液流体硫逸度控制。本文研究样品为富Fe型块状硫化物,主要由磁黄铁矿及低温闪锌矿组成,磁黄铁矿的大量结晶暗示着该区热液流体具有低硫逸度特征。热液成矿过程中,流体温度及硫逸度经历了由低到高的演化。闪锌矿中极高的Fe含量同样受控于该区流体低硫逸度条件,计算结果表明,热液流体的硫逸度值为–15,与其他受沉积物影响的热液活动区一致。流体-沉积物反应过程中,沉积物中有机质的分解可能是导致CLAM热液区热液流体硫逸度系统性降低的主要原因。     

冲绳海槽北部柱状沉积物中有机质地球化学特征——对热液活动的指示

通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS),分析了冲绳海槽北部柱状沉积物中有机质的分布和组成特征。样品中正烷烃显示出明显的双峰分布,其中高分子正烷烃显示出明显的奇数碳优势;低分子的正烷烃显示出偶数碳优势,其丰度最大值位于C16和C18处。该柱状沉积物中120～140cm层样品(样品S10-7)中沥青、正烷烃以及脂肪酸的含量都要远高于其他层位样品,且该层位样品中正十八烷酸质量比(16.915μg/g)要高于其他层位样品1～2个数量级。S10-7样品中3个成熟度参数也高于其他样品,预示该层位样品受到明显的热蚀变。S10-7样品中有机质的分布和组成情况预示该柱状沉积物样品周围可能存在未被发现的热液区。本研究旨在揭示该柱状沉积物中有机质的来源,同时评估该区热液活动的可能性。本研究的开展可为该区沉积物中有机质来源及热液活动研究提供研究基础和依据。     

马里亚纳海槽的地球物理特征

本文依据国内外资料,概括性地描述和解释了马里亚纳海槽的地震、重力、磁力以及大地电测诸方面的地球物理特征,即群发地震不断发生,重力异常呈正值分布,磁力异常变化幅度小,线性排列不甚清晰,地热流高而多变,海底热液活动在海槽扩张中心仍在进行.文章最后探讨了海槽的形成机制及演化过程,并认为马里亚纳海槽在整体岛弧系极其复杂的构造运动中,正处于多轴性地向斜的发育和演化阶段,实质上是岛弧系上发育的负向构造,并自始至终属岛弧系的一部分.     

马里亚纳海槽热液流体的化学特征

马里亚纳海槽是在马里亚纳海沟后的活动弧后盆地，扩张速率约为3cm／a．在这里，太平洋板块俯冲于菲律宾海板块之下。中马里亚纳海槽（18°13’N，144°42’E，水深3600m）的热液活动被认为是饥饿沉积弧后盆地的典型活动，但有关该处热液流体的化学资料的积累还不够。1987年，阿尔文号首次在中马里亚纳海槽发现存在硫化物一硫化物烟囱类的热液活动。1992年，Shinkai6500深潜器再次进入该热液站，并取回了热液流体样．1987年和1992年取回的热液流体的化学和同位素资料如下：温度＊so“－287t少H：3．9－44St：123－14．offiM；HFZmM；CO…