大洋中脊岩浆房附近的热液作用

研究表明，地球上最大规模的热液体系并不在陆地上，而是在大洋中脊的海底。作者认为大洋中脊发生的沸腾作用。即“相分离”是导致大洋中脊海底热泉化学成分更为复杂的重要原因。实验和理论数据证明，这种“相分离”作用需要用两阶段模式来解释，首先是海水发生相分离，并与未发生相分离的海水重新混合，最后与流体在其内部进行循环的岩石达到再平衡。计算表明相分离一般发生在大洋中脊岩浆房附近，相分离的温度高于４５０℃。     

现代海底多金属硫化物矿床

海底多金属硫化物矿床是热液活动的产物,主要分布在东太平洋海隆、西太平洋构造活动带、西南太平洋以大西洋中脊,其产出构造背景为洋中脊、弧后扩张中心及地幔热点处。该文系统地总结了现代海底多金属硫化物矿床产出的地质背景特点,对各地质环境中矿化的规律进行对比,并对其形成机制等热点问题作了概述,详细介绍了矿床成因方面的新进展,着重阐述了海底多金属矿床的双扩散对流模式。     

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区热液硫化物的形成——来自铅和硫同位素的约束

位于中印度洋脊23°52’S的Edmond热液区发现于2000年,属于典型的以玄武岩为宿主的活动热液区。首次测得了Edmond热液区9件硫化物的铅同位素和6件样品的硫同位素组成,结果表明:硫化物矿石的206Pb/204Pb为17.879～17.970,207Pb/204Pb为15.433～15.550,208Pb/204Pb为37.743～38.130。Pb-Pb图解表明,Edmond热液区硫化物的铅同位素数据与中印度洋脊玄武岩的铅同位素组成较一致,与印度洋沉积物和锰结壳相比具较低放射性成因铅的特征,说明硫化物中的铅主要来源于地幔(玄武岩),海水的贡献微弱。硫化物的δ34S为5.7‰～7.2‰,明显高于玄武岩的硫同位素组成(δ34S≈0‰),认为Edmond热液区硫化物中的硫除地幔的贡献外,海水中硫酸盐还原作用产生的硫的贡献可能超过30%。中印度洋脊Edmond热液区存在非常活跃的浅循环系统,可能是造成硫化物中硫同位素组成偏重的主要原因。     

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。     

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、     

Juan de Fuca洋脊Endeavour段热液硫化物稀土元素地球化学特征

用 ICP-MS对取自 Juan de Fuca洋脊 Endeavour段 5块热液硫化物样品的 13个分析样进行了稀土元素(REE)测试.结果显示该区硫化物样品的 REE含量较低(0.35～ 14.8 μ g/g),所有样品的 REE球粒陨石标准化分布模式均表现出 Eu正异常和 LREE富集的特征,表明硫化物中的 REE来自热液.不同喷口硫化物的 REE含量变化较大,同一块状硫化物不同部位的含量也有较大差异,主要是由于硫化物形成过程中,热液和海水的混合不均一性以及不同矿物沉淀和 (或 )溶解的结果.硫化物 REE的分布特征主要受热液的影响,烟囱内外层 Eu正异常的变化主要受矿物组成和物理化学条件的控制.     

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。     

“大洋一号”船在南大西洋中脊取得多金属硫化物样品

国家海洋局网站消息2011年2月4日23时,正在南大西洋作业区执行中国大洋第22航次科考任务的＂大洋一号＂船传来好消息：科考队员在南大西洋中脊成功抓取了多金属硫化物样品。     

现代海底热液活动与块状硫化物矿床成因研究进展

现代海底热液活动的发现及对其分布特征和成矿机理的研究是近年来海洋地质学和矿床地质学的一大进展。对现代海底金属硫化物成矿作用的研究大大推动和促进了对古代块状硫化物矿床成因的认识。有关研究成果综合分析表明：(1)深部热液对流循环系统是块状硫化物成矿的核心，对流循环模式有简单的热液对流模式和双扩散对流模式。(2)块状硫化物矿床集中分布在大洋中张裂性活动板块边界，与大地构造活动紧密联系。(3)成矿流体与成矿物质均有多源性，在强调海水循环淋滤的同时，通过应用新的方法技术，岩浆来源物质(流体及成矿金属等)对一些块状硫化物矿床成矿的直接贡献得到初步确认。(4)在高温热液活动区及金属硫化物沉积中发现大量生命活动和生物群体，意义重大。     

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.     

南大西洋14.0°S热液区热液硫化物矿物学特征及地质意义

南大西洋14.0°S热液区是由我国在大西洋中脊首次发现的热液区,该热液区位于南大西洋中脊与卡蒂诺(Cardno)转换断层相交的离轴内角位置。本文利用透反显微镜和X射线衍射(XRD)方法,对14.0°S热液区的热液硫化物进行了矿物学研究。结果显示,热液硫化物按照矿石构造可分为块状硫化物和烟囱残片两类,块状硫化物包括富铁和富铜硫化物,烟囱残片为富铁硫化物。块状硫化物矿石根据孔隙发育程度的差异,又可分为致密型和多孔硫化物矿石,这种致密程度的差异取决于硅质物质的含量。块状硫化物矿相学特征表明,本区热液活动至少存在3个期次,表层堆积矿石中硅质物质的大量产出很可能与侵入型网脉矿的发育有关。表层堆积矿石贫Zn的特征,指示虽然该区热液具有多期次性,但热液系统内Zn再活化作用不显著,这种特征很可能是由于本区洋壳较好的渗透性导致。     

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。     

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…     

冲绳海槽Jade热液活动区块状硫化物的铅同位素组成及其地质意义

新测行Ｊａｄｅ热液活动区中５件块状硫化物样品的铅同位素组成,具有较小的变化范围,表现出较均一的铅同位素组成特征。在Ｐｂ－Ｐｂ图解上,块状硫化物的铅同位素数据构成线形排列,与该区沉积物和蚀变火山岩的铅同位素组成一致,而与该区新鲜火山岩相比具较高的放射成因铅,证实了该区海底块状硫化物中的铅是由沉积物长英质火山岩来源铅共同构成的混合铅。不同热液活动区铅同位素组成对比研究表明,地质－构造环境的不同是导致各     

金川铜镍硫化物矿床中铂族矿物的主要类型和产出特征: 热液蚀变过程中铂族元素的富集机理

金川铜镍硫化物矿床是我国最主要的铂族元素（PGE）资源产地,其矿石受热液蚀变作用影响明显,并产出多种铂族矿物（PGM）。岩浆演化和热液蚀变过程中PGE的迁移富集机制和PGM的成因,一直是研究PGE地球化学行为非常关注的问题。本文对金川铜镍硫化物矿床中PGM的研究发现,其主要类型包括含PGE的硫砷化物（硫砷铱矿）和砷化物（砷铂矿）,Pd的铋化物、碲化物和硒化物,以及少量其他铂族矿物。其中,硫砷铱矿可包裹于各种贱金属硫化物（镍黄铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿）中,表明硫砷铱矿可能结晶于早期的含As硫化物熔体,随后被包裹于硫化物熔体冷凝分异产生的单硫化物固溶体（MSS）和中间硫化物固溶体（ISS）中。硫化物熔体中的As可能主要通过地壳混染作用加入幔源岩浆。大量铋钯矿（PdBi）呈微细乳滴状包裹于黄铜矿中,为晚期ISS冷凝形成黄铜矿过程中出溶的产物。少量铋钯矿（PdBi₂）呈不规则状充填于矿物裂隙,与次生磁铁矿脉紧密共生,并随矿石的蚀变程度增加,铋钯矿的化学成分由PdBi逐渐向PdBi₂转变,表明这部分铋钯矿为后期热液蚀变产物。铋碲钯矿和钯的硒化物则主要产出于镍黄铁矿裂隙且与次生磁铁矿紧密共生,指示明显的热液成因。钯的硒化物的出现表明,岩浆期后酸性、高盐度、高氧逸度的富Cl^-流体对金川铜镍硫化物矿床中Pd的迁移和富集起到了关键控制作用。

     

大西洋中脊区线性构造解译及热液成矿关联

基于大西洋最新的高精度水深数据,协同重力、磁力数据,利用地形分割算法、GIS技术等综合解译大西洋洋脊线性构造,并将其与前人研究成果对比、校正、融合、整合、补充,生成大西洋线性构造信息图层。将已查明热液硫化物矿点生成已知矿点图层。将两图层进行空间关联分析,初步得出两者之间关系。