黄海盆地地质构造特征及其形成机制

黄海中-新生代盆地是一个发育在前印支期基底之上的陆相断陷盆地。简要概述黄海盆地特征,分析盆地沉积建造特征、构造演化阶段的基础上,探讨了盆地的形成机制。认为华北东部地幔热柱的形成与演化,使黄海地区的构造体制从印支期末的华北地块与扬子地块的拼贴-增生,转变为地幔热柱演化-幔枝构造形成-区域伸展断陷。黄海盆地是东部盆岭区的一部分,其形成受华北东部地幔热柱演化的制约。     

海底热液活动与海洋科学研究

本文简要介绍了海底热液活动的研究历史 ,以及目前研究的几个主要问题。指出海底热液活动是海洋中永远存在的自然现象。热液区主要分布在大洋中脊、弧后盆地和热点区。在这些区域由于地质构造的不稳定性 ,造成冷海水通过隙缝下渗 ,并在岩浆房作用下形成高温热水。热水在上升通道中与围岩作用 ,并发生复杂的岩 -水反应 ,从而改变了海水的化学成分。流出的热液可以形成多种矿物沉积 ,其中最有价值的是 Zn,Cu,Fe,Pb的硫化物。岩 -水反应可以产生可观的元素通量 ,因此 ,对海水元素恒定性的解释需要重新审视。利用 3 He/热比值可以计算海洋的热通量。热液活动为耐温生物的研究提出了新的课题     

探秘海底热液活动

海底热液活动普遍发生在大洋中活动板块的边界以及板块内部火山活动的中心。1977年,美国的"阿尔文"号载人潜艇在东太平洋洋中脊的轴部采到了由黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿组成的硫化物。1979年,又在距同一地点约2000米的海底熔岩上,发现了数十个冒着白色和黑色的"烟囱",温度约为350℃的含有矿物质的热液从海底喷出后,与周围的海水迅速混合,产生沉淀。这些沉淀就是黑色或者白色的"烟",沉淀物主要由磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿以及铜和铁的硫化物组成。这些海底热液的发现极具研究     

台湾近海热液体系独特的生物及地球化学特征

台湾地处西太平洋构造活动带,近海发育了多处热液活动,其中最典型的为龟山岛和绿岛热液体系。本文对海峡两岸在龟山岛和绿岛热液的地球化学特征以及周边生物体的响应的研究进展进行了综述。龟山岛热液喷出流体具有全球最低的pH(1.52),富含重金属元素和CO₂等酸性气体,是周围海水中有色溶解有机质的来源;绿岛具有全球热液中最低的溶解有机碳浓度(14 μmol /L),且具有特殊的动力学特性。喷口周边分布了较为罕见的自然硫烟囱体和硫磺球。喷口的高毒性、高酸性热液改变了热液区生物体如螃蟹的生活习性和解毒机制。热液区的主要活跃菌群为参与碳、硫和氮代谢途径的γ-和ε-变形菌。主要生物质合成以硫还原和硫氧化的化能无机自养型生物为主,微生物硫代谢促进了热液系统中的微生物能量流动和元素循环作用。某些热液生物采用繁殖期迁徙的机制应对高毒性、高酸性热液环境。在热液活动的胁迫下,这些微生物产生了新颖独特的代谢产物。此外,龟山岛和绿岛热液体系还受到了潮汐、台风和地震等灾害性事件的影响。台湾近海热液体系的研究对认识热液地球化学循环、探讨热液的生态环境效应等具有重要的意义。     

大西洋中脊赤狐热液区热液产物矿物学特征及其地质意义

赤狐热液区是2019年中国在南大西洋中脊23.7°S发现的一个位于拆离断层上盘的热液区.本文利用光学显微镜、电子探针、TerraSpec?Halo矿物鉴别仪和XRD粉晶衍射仪,对该区热液产物进行了矿物学和矿物成分研究.结果表明,赤狐热液区热液产物可分为硅质硫化物、硅质矿化角砾岩和碳酸盐质矿化角砾岩.这些产物均由不等量蚀...     

热液喷口探测化学传感器的研制及应用

海底热液喷口周围的水体具有显著的浊度和化学组分异常,是寻找热液喷口的重要标志。文章提出了一种海底热液喷口的探测技术方法,设计了低功耗化学传感器。该化学传感器可搭载在相关平台,实时探测水体的Eh、H_2S、pH及CO_3~(2-)等电位值,结合浊度异常,可以推断热液喷口的位置。在西南印度洋中脊海试结果表明,该化学传感器可有效探测由热液活动产生的水体异常,是一种探测海底热液喷口的有效技术。     

深海热液喷口生物群落的研究进展

深海热液喷口生物群落并不依赖光合作用获取能量,它们是一类独特的生物类型,其食物链的基础是化学合成细菌,这些细菌依靠喷口热液中的还原无机物氧化．利用CO。合成有机碳,它们共生于大个体动物的软组织或绍中,向寄主提供生存必需的有机碳。地质时期古热液喷口生物群落的研究还表明,该类生物群落在古生代（可能更早）即已出现。此外,现代热液喷口与古热液喷口生物群落的比较研究,在探索该生物群落乃至早期生命的起源、演化方面也取得了可喜进展。     

渤海的形成及其深部动力学机制

燕山运动以来,华北东部地区发生了翻天覆地之构造转变,构造体制从印支期末的地体拼贴、大陆增生,转变为地幔热柱多级演化——渤海海盆伸展裂陷的发展阶段。地形地貌上亦从东部的隆升高原转变为华北东部盆-岭构造,形成了以渤海地幔热柱为中心的大规模裂陷与外围一系列幔枝构造快速隆升的有机组合。渤海的形成是地幔热柱演化的浅部反映,表现为遍及全区强烈的构造运动、大规模的岩浆活动、区域性超变质作用,反映了燕山—喜马拉雅期强烈的幔壳活动。     

热液喷口探测化学传感器的研制及应用*

海底热液喷口周围的水体具有显著的浊度和化学组分异常, 是寻找热液喷口的重要标志。文章提出了一种海底热液喷口的探测技术方法, 设计了低功耗化学传感器。该化学传感器可搭载在相关平台, 实时探测水体的Eh、H₂S、pH及CO₃^2-等电位值, 结合浊度异常, 可以推断热液喷口的位置。在西南印度洋中脊海试结果表明, 该化学传感器可有效探测由热液活动产生的水体异常, 是一种探测海底热液喷口的有效技术。     

大洋现代硫化物矿藏分类

一、前言 近些年在大洋底发现许多热液矿藏，研究人员将其视为大陆上有效勘探研究的古热液矿床的相似物，大洋中这些矿藏形成于现时。因此，从成矿地质学观点来看，这些活动的水下热液场就是自然实验场。这里并不从理论议论出发，而是借助直接观察和逐渐细微的测量来详细研究热液成矿过程，建立逼真的成藏模型。     

现代海底热液场低温弥散流区微生物生态的研究进展

现代海底低温热液弥散流区微生物生态的发育情况已经成为当前热液系统研究关注的热点之一。大量的分析表明在低温热液弥散流区赋存着丰富的化能自养微生物,以硫、铁等元素的氧化还原反应获取新陈代谢能量,这些微生物的分布与低温热液流体的物理化学条件有着密切的联系。这些发现极大地丰富了我们对低温弥散流区微生物生态、关键地球化学过程与微生物新陈代谢耦合关系的认识。此外,低温热液流体是研究洋壳深部生物圈的窗口,通过这个窗口可以了解地壳内部生命的新陈代谢方式,进而理解地球内部微生物与洋壳内部流体、岩石之间的相互作用机制。     

海底硅质破火山口中的黑矿型多金属硫化物矿床

正如根据日本本州北部Ｈｏｋｕｒｏｋｕ地区的中新世岩石所描述的那样,黑矿型（Ｋｕｒｏｋｏ－ｔｙｐｅ）多金属硫化物矿床是在海底形成的,从成因上看,其与硅质海底火山有关。这些火山下的岩浆库发热形成对流热液系统,这些对流热液系统使重金属从浅层地壳岩石中浸出。...     

冲绳海槽中部现代海底热液活动在沉积物中的元素地球化学记录

对采自冲绳海槽中部现代海底热液活动区的H9岩心沉积物进行了常量、微量元素分析,结果表明大部分元素含量在岩心75~80 cm处有一个明显的突变,上段中明显富集多种微量元素,这些元素正好对应于海槽中非热液活动区沉积物中相对亏损的元素,是热液活动区沉积物中的富集特征元素.75~80 cm处岩心沉积物中元素含量突变标志着冲绳海槽中部现代海底热液活动的开始或显著加强.除锰外,在其他热液活动区(如洋中脊等)显著富集的铁、铜、钴、镍在该区富集程度不高,但铅、鉮、锑、汞在上段岩心沉积物中的平均含量较下段高3~6倍,较非热液活动区沉积物中含量高3~12倍.这些富集元素与冲绳海槽热液活动成因硫化物中富集元素非常一致,表明该区热液活动对沉积物中锰、铅、鉮、锑、汞具有重要贡献,锰、铅、鉮、锑、汞是海槽中部现代海底热液活动的特征性示踪元素组合.岩心沉积物中很好地记录了热液活动的发展演化,该区海底热液活动从距今5740a开始发生或显著增强,并且一直持续到现在,只是其间活动程度经历了强弱变化,岩心上段锰的平均堆积速率约为40.461μg/(cm2·ka),与其他热液活动区的相当.     

Lost City低温热液场--一种新的海底热液活动类型

综述了新近发现的海底热液活动的新类型——Lost C ity低温热液场。该低温热液场坐落于距洋中脊15 km远的轴外洋底上,下伏的橄榄石经蛇纹石化反应所产生的热能是驱动该热液场的热源。低温热液场烟囱结构的矿物组分主要为方解石、文石和水镁石,热液流的温度为40~75℃,并以高pH值以及高氢、高甲烷含量为特征。Lost C ity低温热液场,为研究者们了解早期地球热液过程与它们所支撑的生命系统关系,探讨蛇纹石化、碳酸盐沉淀、微生物活动之间关系提供了天然实验室。     

深部热生物圈——IODP331航次

<正>对不同构造和地质背景下的海底热液系统已进行了大量跨学科的调查研究,深海热液喷口(被称作"热液喷口下生物圈")发现存在不同的微生物群落,但这些微生物的运动和新陈代谢作用至今未被验证。IO-     

大洋岩石圈板块俯冲构造背景下流体的地质作用

地幔中存在着大量的“水”(存在形式:H₂O、H+和(HO)?)已是不争的事实,这些“水”既可以以流体或熔体的形式存在,又可以存在于含水矿物、名义上的无水矿物和致密含水镁硅酸盐中。在本文中,“流体”是指以水为主体包括溶解于水中或随水迁移的元素和化合物。在俯冲带的地震作用、地幔部分熔融、岩浆作用以及海底热液活动等重大地质作用过程中,流体都发挥着重要的作用。俯冲带是水化了的大洋岩石圈板块俯冲进入地球深处的关键部位,也是壳幔相互作用的重要地带。在俯冲带,流体随俯冲的岩石圈板块进入地球深部,部分在挤压和摩擦热的作用下脱逸俯冲的岩石圈板块,连同岩石矿物变质所产生的水进入上覆地幔楔,从而降低上覆地幔物质的熔点,产生岩浆;岩浆上升一方面加热了沿裂隙或物质间隙下渗的海水,另一方面也会因岩浆冷却产生岩浆作用后期热液流体,这些加热的下渗海水和岩浆作用后期流体构成了现代海底热液活动的物质基础;海底热液活动不仅将大量地下元素或物质输入大洋水体从而影响了大洋海水的物质组成及生态环境,而且在海底形成了具有重要经济价值的热液多金属矿体。因此,流体是贯穿板块俯冲及其所产生的各种重要地质作用过程的介质,从而成为研究这些重要地质作用的示踪剂。本文在分析了大洋岩石圈板块俯冲构造背景下流体的主要地质作用过程的基础上,探讨了流体在俯冲带地震发生机制、岩浆作用过程、现代海底热液活动模式及俯冲带流体成矿作用等方面的作用,并进一步提出近期研究工作应主要集中在4个方面:(1)进一步准确地定量评估通过板块俯冲作用进入地球深部的“流体”通量,为最终解决全球地球化学或物质循环问题作出贡献;(2)全面、准确地描述俯冲作用中流体的物理和化学行为,建立俯冲带流体地质作用的理论模型;(3)充分利用现代化的测试分析手段,重点获取矿物原位微区分析、矿物流体包裹体物理化学指标测试、稳定和放射性同位素分析等方面的精细准确数据,用于查明当前取样观测手段无法触及的地下深处物质状态和作用过程;(4)发展数值模拟技术,建立俯冲带流体地质作用的理论模型。     

现代海底热液块状硫化物矿床的资源潜力评价

现代海底热液活动及其资源效应是近30年来地球科学中的重要研究方向。调查研究表明,有200多个现代海底热液块状硫化物矿床分布于现代海底的各种构造环境中,其中以洋中脊和弧后环境居多,这些矿床中有40多个还具有较大的规模和储量,其中的10个在目前阶段是可以进行勘探和开采利用的。由于巨大的资源潜力,一些国际著名的矿业公司开始关注并投资于现代海底热液块状硫化物矿床的商业性勘探与开发,并希望在5年内获得商业性效益。而在我国,对于海底热液硫化物矿床的调查与研究才刚刚起步。在收集和整理世界各国调查研究资料的基础上,总结分析了现代海底热液硫化物矿床的产出特征、矿物和元素组成等,分析了海底热液硫化物矿床的资源潜力,并对我国的调查与勘探工作提出了展望。     

冲绳海槽唐印热液区中硬石膏的化学及其硫同位素组成

硬石膏是最早构成热液烟囱体壁的矿物之一,其对于了解流体-海水混合以及海底热液系统中元素的迁移与循环具有重要的意义。为此,对西太平洋冲绳海槽唐印热液区中的硬石膏,进行了微区原位元素以及硫同位素组成分析。根据硬石膏的结晶形态,可以将硬石膏分为两种类型：较早形成的I型硬石膏,其呈半自形或他形晶,似针状、放射状及不规则晶的集合体产出;较晚形成的II型硬石膏,其呈自形晶,以板状及粒状晶的集合体产出。当热液流体初次遇到海水时,将快速沉淀形成I型硬石膏,并构成了热液烟囱体的壁。随后,II型硬石膏经历了一个相对充分的生长阶段。同时,硬石膏中的Ba、Al、Sr、Ni、Fe、Mn和Cr含量明显高于海水,表明产生硬石膏沉淀的热液流体来自于海底面以下,是经历了流体-岩石和/或沉积物相互作用的流体。硬石膏的Mg含量明显分别低于海水和高于喷口流体,表明其是流体-海水混合的结果。I型硬石膏,其Sr含量明显低于II型硬石膏,表明在形成自形、板片状或粒状硬石膏的期间,来自热液流体的Sr,主要进入II型硬石膏中。硬石膏的Fe、As、Sr、Ba和Pb含量,明显高于冲绳海槽喷口流体的,则表明这些来自流体中的元素更容易随着硬石...     

超慢速扩张环境下超镁铁质岩系统的热液硫化物成矿机理以及启示

西南印度洋63.5°E热液区是在超慢速扩张洋脊发现的首个超镁铁质岩热液系统。对取自该区的热液硫化物样品进行了系统的矿物学和地球化学分析,矿物学分析结果表明:该热液区硫化物为富Fe型高温硫化物,且经历了较深程度的氧化蚀变,大量中间态的Fe氧化物充填在硫化物矿物间的孔隙及内部解理中;这些硫化物相以白铁矿为主,其次是等轴古巴矿和少量铜蓝,缺乏黄铁矿、闪锌矿。据推断,该区的热液成矿作用分为4个阶段:低温白铁矿阶段→高温等轴古巴矿阶段→自形白铁矿阶段→后期海底风化阶段（少量铜蓝以及大量的Fe的羟氧化物）。与之相对应,地球化学分析结果表明这些硫化物的Fe含量较高（31.57%~44.59%）,Cu含量次之（0.16%~7.24%）,而Zn含量普遍较低（0.01%~0.11%）;微量元素较为富集Co（328×10-6~2 400×10-6）和Mn（48.5×10-6~1 730×10-6）。该区硫化物中较高含量的Fe、Co与超镁铁质岩热液系统相似,明显高于镁铁质岩热液系统。独特的热液硫化物矿物学特征和元素组成可能与该区普遍出露的地幔岩、橄榄岩蛇纹石化作用以及拆离断层的广泛发育的环境有关。     

东太平洋海隆13°N附近沉积物中类脂化合物的分布特征及其对热液活动的指示

深海热液区的热液物质喷发扩散会对周围海底的沉积物产生影响,研究沉积物中类脂物有助于进一步了解热液活动对其产生的影响.对东太平洋海隆西翼13°N附近E271和E272站位沉积物中的正构烷烃和脂肪酸进行了气相色谱-质谱(GC-MS)分析.在两个站位的沉积物中检测到链长C11—C 35的正构烷烃,其以双峰型分布为主,其中短链...