西南印度洋中脊49.6°E和50.5°E区玄武岩岩石学及元素地球化学特征

对近年来我国"大洋一号"科考船在西南印度洋中脊(SWIR)多金属硫化物调查区4个站位所获得的玄武岩进行了岩石学及元素地球化学研究。其岩相学特征为以斑状结构为主,斑晶矿物主要由斜长石、辉石和橄榄石组成。基质以间隐结构为主,主要由斜长石、橄榄石和辉石微晶组成。全岩元素地球化学分析结果表明样品属于亏损型洋中脊玄武岩。矿物化学成分表明斜长石主要为倍长石和拉长石,橄榄石为贵橄榄石。研究区玄武岩具低的Na8、K/Ti比值和LREE/HREE以及较高的Fe8值,可整体归入SWIR 49°E-70°E区指示岩浆熔融程度最高、熔融深度最深的区域内。本次研究为探索SWIR洋脊玄武岩和岩浆熔融等相关研究提供了49.6°E和50.5°E区的新资料,也指示了区内岩浆活动或成矿围岩物质来源的复杂性。     

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。     

西南印度洋中脊63.9°E斜长石超斑状玄武岩对超慢速扩张洋脊岩浆过程的指示

人们对超慢速扩张洋中脊深部岩浆过程的了解至今仍十分模糊。我们对西南印度洋洋中脊(Southwest Indian Ridge,SWIR) 63. 9°E处采集到的斜长石超斑状玄武岩(Plagioclase Ultra-Phyric Basalt,PUB)进行了岩石学和地球化学研究。样品具有以下几个特征:斜长石斑晶的体积分数高达～25%,而橄榄石斑晶的体积分数约1%;尽管该样品中玻璃的成分与同一洋脊段玄武岩的成分基本一致,但高Fo橄榄石斑晶与玻璃基质的成分不平衡;不同类型的斜长石晶体之间存在成分差异,单个斜长石大斑晶中的An值也呈现出与正常的结晶分异过程不符的环带;斜长石斑晶中发育溶蚀、筛状等不平衡结构。因此,我们认为,斜长石超斑状玄武岩经历了多期次熔体的作用,是由通过密度分选聚集在岩浆房顶部的斜长石斑晶被之后的火山喷发带出海底形成。尽管斜长石超斑状玄武岩与同一洋脊段的非斑状玄武岩之间并不存在母熔体成分上的差别,但超斑状玄武岩的出现进一步反映了超慢速扩张洋壳岩浆活动的多样性。     

印度洋构造过程重建与成矿模式:西南印度洋洋中脊的启示

印度洋经历过复杂的构造演化,其中3次重大的三联点和洋中脊跃迁、板块重组对印度洋现今构造格局的形成具有重要影响。本文基于Gplates板块重建技术和古水深数据,并融合前人热点和年代学研究结果,重点探讨了120 Ma、90 Ma、84 Ma、65 Ma、40 Ma、24 Ma和15 Ma发生在印度洋的重大构造事件,讨论了这些构造事件在西南印度洋超慢速扩张脊构造特征上的关联,探讨了西南印度洋不同演化阶段的两种海底热液成矿模式,即早期热点-洋中脊相互作用相关的热点成矿模式和后期海洋核杂岩相关的湿点成矿模式。     

印度洋构造过程重建与成矿模式：西南印度洋洋中脊的启示EI北大核心CSCD

印度洋经历过复杂的构造演化,其中3次重大的三联点和洋中脊跃迁、板块重组对印度洋现今构造格局的形成具有重要影响。本文基于Gplates板块重建技术和古水深数据,并融合前人热点和年代学研究结果,重点探讨了120 Ma、90 Ma、84 Ma、65 Ma、40 Ma、24 Ma和15 Ma发生在印度洋的重大构造事件,讨论了这些构造事件在西南印度洋超慢速扩张脊构造特征上的关联,探讨了西南印度洋不同演化阶段的两种海底热液成矿模式,即早期热点-洋中脊相互作用相关的热点成矿模式和后期海洋核杂岩相关的湿点成矿模式。     

西南印度洋洋中脊表层沉积物地球化学特征及其热液活动指示意义

洋中脊热液硫化物勘探技术的滞后,严重制约了对海底热液硫化物资源的勘探开发。以我国西南印度洋硫化物勘探合同区域采集的25个表层沉积物样品为研究对象,基于主量、微量和稀土元素检测数据,采用元素含量特征、相关性分析、元素对比值、特征元素三角图解,以及稀土元素分馏特征值等手段,开展沉积物热液信息研究。结果表明:样品所代表的大部分研究区域内主要为钙质生物沉积,部分样品元素地球化学特征受沉积物中玄武岩风化碎屑的影响,龙旂热液区的部分样品中表现出一定的热液迹象,稀土元素分馏特征和配分模式、（Al+K）?Mg?（Fe+Mn）三角图解可较好地指示热液活动。研究不仅为我国在西南印度洋的硫化物勘探提供基础数据参考,同时也是对海底热液硫化物勘探的沉积物地球化学找矿理论和方法的初步探索。     

西南印度洋中脊轴部裂谷(49.58°E)沉积物岩心地球化学特征及物源

目前有关西南印度洋中脊沉积物的研究多集中在洋脊翼表层沉积物,对洋脊轴部裂谷沉积物的研究较匮乏,制约了对该区沉积物物质来源和沉积环境的深入认识。针对大洋49航次在洋脊轴部裂谷（东经49.58°）获取的沉积物岩心（GC03）进行了全岩样品主量、微量、稀土元素和Y（REY）含量测试分析,探讨研究区沉积物的物质来源和沉积环境。结果表明,GC03岩心样品富CaO、LOI（烧失量）和Sr,指示以钙质生物沉积占主导,并混有玄武岩碎屑。稀土元素总量（ΣREY）低,平均为54.3×10-6,稀土元素球粒陨石标准化配分图显示轻稀土元素富集,Ce和Eu显著负异常特征。其中L2层（83~87 cmbsf）富集Cu、Zn、Fe、Co等金属元素及较低的100*Al/（Al+Fe+Mn）值,揭示存在热液组分输入。Ceanom值与微量元素V/（V+Ni）-U/Th判别指标指示,研究区总体为偏氧化环境,部分层位显示还原特征。     

西南印度洋中脊轴部裂谷(49.58°E)沉积物岩心地球化学特征及物源

目前有关西南印度洋中脊沉积物的研究多集中在洋脊翼表层沉积物,对洋脊轴部裂谷沉积物的研究较匮乏,制约了对该区沉积物物质来源和沉积环境的深入认识.针对大洋49航次在洋脊轴部裂谷(东经49.58°)获取的沉积物岩心(GC03)进行了全岩样品主量、微量、稀土元素和Y(REY)含量测试分析,探讨研究区沉积物的物质来源和沉积环境....     

西南印度洋脊原位辉长岩元素地球化学特征及意义

通过对位于西南印度洋脊超慢速扩张脊东段的大洋钻探计划(ODP)ODP 735B钻孔上部岩心不同位置、不同岩性的样品进行全岩主、微量元素分析,并结合前人研究成果,对旋回内部及旋回之间的全岩地球化学特征差异进行了探讨,对其成因进行了约束.ODP 735B岩心全岩主量元素特征主要受控于分离结晶生成的矿物组合及比例.全岩主量元素之间的协变关系对反映玄武质熔体结晶演化过程中矿物生成及化学成分演化具有一定的指示意义.稀土元素的分析表明,除较明显的正Eu异常外,旋回1、2均表现出明显的LREE分馏,而HREE则未出现明显分馏.微量元素的分析表明,西南印度洋超低速洋脊的旋回1和旋回2中均表现出明显的Nb、Ta负异常和Sr、K正异常,但不能依靠其全岩微量元素Nb、Ta负异常特征对其源区地球化学特征成因和地质意义进行判断.      

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。     

西南印度洋中脊表层沉积物中硫化物矿物学特征与地质意义

利用电子探针以及扫描电镜和能谱仪相结合的方法对西南印度洋中脊表层沉积物进行了矿物学研究,结果表明:该区沉积物中含有黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿以及等轴方黄铜矿等硫化物颗粒,硫化物颗粒多呈自形-半自形,保存完好。其中黄铁矿晶体呈立方体及立方体-八面体聚形形态,闪锌矿与黄铜矿晶体中常见溶蚀孔洞,而等轴方黄铜矿中出现固溶体分解结构。硫化物类型、颗粒结构和微量元素组成指示49.6°E热液区附近沉积物中的硫化物至少属于两个热液成矿阶段的产物,早期为中温成矿阶段,后期经历了高温富Fe流体的改造;50.5°E热液区附近沉积物中出现了高温硫化物组合。     

洋中脊富钛铁氧化物辉长岩成因的一个新思路:以西南印度洋脊ODP 735B岩心为例

西南印度洋脊的ODP 735B岩心中拥有大量富含钛铁氧化物的含氧化物辉长岩,此现象在岩性单元Ⅳ中表现尤为显著.同时,岩性单元1中主要硅酸盐矿物亦具有独特的成分变化趋势.以前研究将造成岩性单元I中氧化物辉长岩成因和主要造岩矿物成分变化趋势归因于具浮力的、高度分异的富钛铁熔体的作用,这些熔体应形成于735B钻孔之下或其附近...     

西南印度洋中脊地质构造对地幔部分熔融的影响:深海橄榄岩尖晶石成分证据

慢速-超慢速扩张西南印度洋中脊普遍发育转换断层,洋脊分段性明显,是研究地质构造与地幔部分熔融关系的理想场所。对西南印度洋中脊(52°20′53°30′E)Gallieni转换断层与Gazelle转换断层之间洋脊段6个站位的深海橄榄岩研究发现:尖晶石Cr#的变化范围为0.194～0.329,对应的地幔部分熔融程度为7.6%～13.0%,反映全球洋中脊系统中低程度的地幔部分熔融,并且离转换断层近的地幔部分熔融程度低于洋脊分段中心,这种差异除了受转换断层的冷却作用影响外,还可能与洋脊分段中心更强的岩浆抽提作用有关。将研究区与全球其他洋脊对比发现,尖晶石Cr#及对应的地幔部分熔融程度随洋脊扩张速率的降低而降低,在探讨地幔部分熔融程度与洋脊扩张速率的相关性时,通过对转换断层效应的校正,能够更准确地反映地幔部分熔融程度随洋脊扩张速率的变化趋势。     

西南印度洋中脊活动与非活动热液区沉积物元素地球化学特征对比

龙旂热液区与断桥热液区分别是西南印度洋中脊典型的活动与非活动热液区。为研究两区内表层沉积物地球化学特征,对共59件表层沉积物进行了元素地球化学测试,对其进行物质组分、富集系数与R型聚类等分析。结果表明:两区内普遍含较高的Ca、Sr、Ba等生源元素和Fe、Mg、Si、Al等围岩元素,而构造、围岩和热液活动等因素的不同,使两区沉积物的元素地球化学特征存在差异。龙旂区沉积物出现了源于超基性围岩的组分并体现在元素聚类组合中,其沉积物中热液富集相关元素Cu、Zn、Fe和Co等。断桥区更高的生源元素含量可能指示其热液活动停止后,主要受生物沉积作用的影响,该区热液相关元素与基性围岩联系紧密,表现出Pb与W的明显富集。     

西南印度洋脊49.6°E热液区多金属硫化物硫同位素组成特征研究

同位素地球化学特征是海底多金属硫化物成矿作用研究的重要内容之一,是成矿物质来源及成矿介质的性质与条件是探讨矿床成因与时空分布规律的关键所在。在海底多金属硫化物成矿过程中,同位素的分馏机制与示踪特性可有效指示成矿元素的物质来源与迁移演化过程及成矿环境的物理化学变化。     

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。     

西南印度洋脊49°39′E热液活动区硫化物烟囱体的铂族元素特征

对我国大洋第19航次第Ⅱ航段在西南印度洋脊49°39′E热液区利用电视抓斗获取的热液硫化物烟囱体(Tao C et al.,2007)样品从内到外取了5个小样,进行了铂族元素含量分析,样品的PGE含量较低且变化范围较大。PGE中平均含量最高的Pt和Pd仅分别为0.667ng/g和0.