西南印度洋超慢速扩张脊49.5°E热液区热液硫化物成矿作用研究

西南印度洋49. 5°E热液区是我国"大洋一号"科学考察船于2007年在西南印度洋科学考察航段发现的热液活动区,也是在全球超慢速扩张脊中发现的第一个正在活动的热液区(Tao et al.,2007).该区位于西南印度洋脊西端,Indomed(46. 0°E)和Gallieni (52.2°E)断裂带之间的第28脊段的裂谷西南壁上.     

西南印度洋中脊热液区烃类有机质组成及其成因意义

利用气相色谱(GC)、气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定了西南印度洋中脊49.6°E热液区热液产物中的可溶有机质,结合生物标志物和单体同位素分析,对烃类有机质的组成、来源及成因意义进行了探讨。硫化物烟囱体以正构烷烃(3.437~3.962μg/g)为主要烃类,L/H1,C22以上烷烃具有轻微奇碳数优势(CPI=1.140~1.209),NAR接近0;生物标志物类型丰富(Sq、IS40、烷基环己烷),C31藿烷22S/(R+S)高达0.77,且缺少17β(H),21β(H)构型藿烷;低碳数饱和脂肪酸为主要脂肪酸类型,异构/反异构脂肪酸含量显著,缺少单不饱和脂肪酸。热液蚀变岩以异构烷烃(2.094μg/g)为主要烃类,正构烷烃以低碳数(L/H=1.33)、偶碳优势(CPI=0.377)为特征;脂肪酸以单不饱和脂肪酸为主。结果表明,海洋原生生物体是49.6°E热液区主要的烃类有机质输入源,热液流体温度及化学条件是控制热液喷口区原生生物群落分布及热液产物中烃类有机质组成的主要因素。生物标志物类型显示硫化物烟囱体中具有产甲烷古菌与硫酸盐还原菌共存的现象,反映出热液流体中富含H2,表明49.6°E热液区具有非生物合成烃类的可能。     

西南印度洋中脊热液沉积稀土元素地球化学特征

西南印度洋中脊(SWIR)超慢速扩张段特殊的构造环境是了解洋脊深部过程和热液系统的又一天然验室,为进一步认识全球洋中脊热液系统提供了新的思路和内容。同时,慢速扩张脊较低频率的构造事件或许促进热液上升流的长寿命、多期次活动,与高度不稳定的快速扩张热液系统相比更有利于大型矿床的形成。     

中印度洋脊Edmond热液区黄铁矿的标型特征及其对海底成矿作用环境的指示

对中印度洋脊Edmond热液区的丘顶和丘坡进行电视抓斗取样,获得了大量的金属硫化物等热液作用产物样品。在进行细致的矿相学分析基础上,对硫化物中黄铁矿的标型特征及其演化进行了详细研究。结果表明,Edmond热液区的黄铁矿可分3种类型,其形态标型和成分标型分别具有以下特征:Ⅰ型:呈自形立方体状,S/Fe原子数比接近于2.00,微量元素具有高Cu,低Zn、As、Pb、Ni和Ag的特点,Cu/Zn值高,平均可达4.26;Ⅱ型:呈半自形立方体状,S/Fe原子数比平均2.03,具有高Zn、Co、低Cu的特点,Cu/Zn值(平均0.04)低;Ⅲ型:主要呈胶状、莓球状,S/Fe原子数比平均2.04,具有Ag、Pb、Zn、As元素富集的特点,Cu/Zn值介于前两者之间(平均1.09)。根据硫化物中矿物共生组合关系,认为这3类黄铁矿分别对应高温、中高温和低温成矿作用,黄铁矿的形态和成分能很好地指示热液区的成矿环境和成矿条件的演变。     

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。     

中印度洋脊Edmond热液区热液硫化物的元素富集与年代学特征

<正>上世纪80年代末,德国科学家在中印度洋脊南段区域发现了热液成因的铁锰结壳,预示着该地区存在热液活动的迹象(Herzig and Plueger,1988)。2001年4月美国科学家在"Knorr"号KN162-13航次中通过近底水柱异常调查在中印度洋脊第三洋脊段中央裂谷东侧发现了Edmond热液区(Van Dover et al.,2001),并通过"Jason"     

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。     

西南印度洋超慢速扩张脊热液区多金属硫化物纳米矿物学特征初步研究

<正>现代海底"黑烟囱"及其多金属硫化物矿床是一种正在形成的矿床,是研究热液成矿的"天然实验室",具有十分重要的科学意义和经济价值,也因此备受科研学者的青睐(Herzig&Hannington,1995)。在这个"天然实验室"中,海底热液活动既有正在形成大量的贱金属(Cu、Fe、Zn)硫化物矿床,也有金、银等贵金属元素的明显富集     

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     

西北印度洋卡尔斯伯格脊天休热液区附近水体热液异常特征

<正>2015年中国大洋33航次第一航段对西北印度洋卡尔斯伯格脊开展了地质、地球物理、生物和环境等多学科综合科学考察。在63°50′E/3°41′N发现了一处新的热液区,并命名为天休热液区。天休热液区位于西北印度洋卡尔斯伯格脊中央裂谷南侧山坡,离中轴距离约为5 km,基底为超铁镁质围岩。热液区内有大量的活动烟囱群、死亡烟囱体、硫化物、热液沉积物与热液生物和显著的热液异常等(Han et al.,2015)。在天休热液区附近进行了两个站位的CTD调查并采样。其中,CTD01(63°51′E/3°42′N)     

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。     

中印度洋脊Edmond热液区多金属硫化物中超显微金银矿物的发现及其成矿意义

<正>迄今为止,前人已在位于大洋中脊、海山以及弧后盆地热液活动区的部分块状硫化物矿床中发现有大量自然金、银金矿和自然银产出(Hannington et al.,1986,1991,1995;Herzig et al.,1993;Murphy&Meyer,1998;Moss&Scott,2001;Petersen et al.,2002)。但总体而言,Au-Ag系列独立矿物在大多数沿快速-中速扩张洋脊分布、以MORB为容矿基岩的多金属硫化物矿床中     

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     

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.     

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     

西南印度洋中脊钙质沉积物地球化学及矿物学特征

深海沉积物研究能够为海底资源开发利用提供丰富的信息,对推动沉积学发展具有重要的理论意义。以中国大洋科考20航次西南印度洋中脊附近的钙质沉积物为研究对象,选取了10个沉积物样品进行了X射线衍射物相分析、扫描电镜分析、碳氧同位素及微量元素测试。结果表明,研究区钙质沉积物矿物组成主要为方解石,黏土矿物含量较低。方解石以钙质超微化石颗石藻及有孔虫的形态存在,碳氧同位素特征显示超微化石生活在正常的近表层海水环境中,死亡后埋藏环境稳定。稀土元素具有总量低、轻重稀土元素分异明显、Eu中等负异常、Ce中等负异常的特征。微量元素中富亲石元素、贫亲铁元素,亲生物元素Sr、Ba含量远高于其他元素。微量元素特征及Ceanom值说明沉积环境偏氧化。沉积物中大量的生物成因方解石及地球化学特征反映了研究区物源以生物源为主、含有少量陆源及幔源物质的特点。     

中印度洋洋脊上MESO区热液矿床的放射性年代研究

通常认为,构造变形是热传递对流和热液循环以及伴生矿床产出的必要条件。迄今为止,对海底热液成矿作用的勘探调查还主要集中于太平洋和大西洋的扩张洋脊附近,而对扩张速度缓慢的印度洋海脊的调查不多。直到１９８７年,印度洋上除少数低温热液矿床以外,还没有发现高温热液成矿作用指示。在ＧＥＭＩＮＯⅢ航次中,利用深拖照相机在Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ三图１　研究区位置联点北部首次发现了高温成矿作用指示。为了确定和研究目前及过去印度洋中脊的热液活动情况,已经进行了多个航次,最后两个航次主要对Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ三联点北部的印…