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...     

慢速洋中脊3类大地构造单元及其热液成矿特征

<正>在全球总长为64000 km的洋中脊系统中,慢速扩张洋中脊约占其中的60%(Mark Hannington,2011)。慢速扩张洋中脊发育的热液系统相对稳定,往往较易形成大规模的硫化物矿床(Fouquet,1997;Hannington et al.,2005),据估算,大约有85%的洋中脊硫化物资源集中发育在慢速扩张洋中脊(Mark Hannington,2011)。然而,慢速扩张洋中脊各个脊段之间构造-岩浆作     

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     

洋中脊热液铁铜矿床的地球化学特征

北祁连山地区洋中脊热液铁铜矿床是局部地幔固化周期形成的.从区域到矿床形成了与一般热液矿床差异较大的地球化学异常.主要研究了北祁连山铁铜矿矿集区、矿田和矿床的地球化学异常,揭示了元素的空间分带规律.为进一步探讨北祁连山的洋中脊热液矿床的成矿规律提供了区域地球化学和矿床地球化学证据.     

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     

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.      

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。     

大西洋洋中脊TAG热液区硫化物铅和硫同位素研究

位于大西洋洋中脊26.08°N的TAG热液区是目前已知的赋存在无沉积物覆盖的洋中脊区的一个最大的海底热液硫化物矿床.新测得来自ODP-158航次钻孔的9件热液硫化物的铅、硫同位素组成;2件铁锰氧化物和1件底盘玄武岩的铅同位素组成.结果表明,矿石硫化物的铅同位素组成206Pb/204Pb为18.2343～18.3181,207Pb/204Pb为15.4717～15.5061,208Pb/204Pb为37.7372～37.8417;它们位于该区底盘玄武岩(206Pb/204Pb=18.1454,207Pb/204Pb=15.4572,208Pb/204Pb=37.6534)和近洋底铁锰氧化物(206Pb/204Pb,207Pb/204Pb,208Pb/204Pb分别为18.6907～18.9264,15.5615～15.6279,38.1164～38.3687)的铅同位素组成之间.三者呈线性相关关系,说明硫化物中铅来源于地幔(玄武岩)与海水(铁锰氧化物)的两端元混合.硫化物的硫同位素组成δ34S为6.2‰～9.5‰,它明显高于地幔玄武岩的硫同位素组成(δ34S=±0‰),也高于东太平洋海隆EPR21°N(δ34S=0.9‰～4.0‰)和大西洋洋中脊MAR23°N(δ34S=1.2‰～2.8‰)等热液活动区硫化物的硫同位素组成,这一特征反映了TAG热液体系中硫来源于地幔玄武岩硫与海水硫酸盐无机还原作用产生的硫的两端元混合.因此,铅硫同位素研究为现代大洋底热液硫化物矿床形成过程中矿质来源及流体混合作用提供了十分有益的信息.     

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。     

基于地质动力区划模型的洋中脊热液硫化物前景区预测

<正>地质动力区划的概念是由俄罗斯H.M.佩图霍夫教授和H.M.巴杜金娜教授于20世纪70年代末提出的,其理论基础是地球动力学和板块构造学说。地球构造运动及其动力演化过程决定着地质灾害的发生、矿产资源的分布以及地质环境的变迁,因此从地球动力学角度分析、研究矿产资源的勘探、开发和利用极其重要(张宏伟等,     

南大西洋慢速洋中脊与地幔柱相互作用研究进展与展望

揭示洋中脊与地幔柱(脊-柱)之间的可能联系为认识地球深部物质组成与深部地幔动力学过程提供了重要窗口,也是过去40多年以来固体地球科学研究领域的前沿与热点。在绵延八万多千米的全球洋中脊系统中,部分洋脊片段会受到地幔柱作用不同程度的影响。研究显示,大西洋的形成演化与地幔柱作用之间具有密切联系,尤其在南大西洋的裂解、打开演化过程中,南大西洋中脊系统始终与其周围地幔柱(如圣赫勒拿、阿森松、特里斯坦、高夫、发现等地幔柱)之间具有不同程度的相互作用关系,导致沿脊出露玄武岩在地球化学组成上呈现出明显的不均一性特征。本文在系统性总结脊-柱相互作用研究现状与南大西洋地区地质构造演化特征的基础上,详细阐述了南大西洋中脊13.2°S～24.2°S地区玄武岩的岩石地球化学特征;揭示了南大西洋中脊研究区的岩浆演化、地幔源区性质;指示出圣赫勒拿地幔柱物质向南大西洋中脊系统传播的主要方向;圈定了圣赫勒拿地幔柱对南大西洋中脊系统地幔源区性质在沿脊方向的影响范围(14.2°S～20.4°S);同时推测了南大西洋中脊系统与圣赫勒拿地幔柱之间受地幔柱影响的软流圈地幔物质在大洋岩石圈底部的空间展布。最后本文提出了关于南大西洋...     

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     

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。     

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)