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。     

Newly discovered hydrothermal fields along the ultraslow-spreading Southwest Indian Ridge around 63°E

The ultraslow-spreading Southwest Indian Ridge(SWIR) to the east of the Melville fracture zone is characterized by very low melt supply and intensive tectonic activity. Due to its weak thermal budget and extremely slow spreading rate, the easternmost SWIR was considered to be devoid of hydrothermal activity until the discovery of the inactive Mt. Jourdanne hydrothermal field(27°51′S, 63°56′E) in 1998. During the COMRA DY115-20 cruise in2009, two additional hydrothermal fields(i.e., the Tiancheng(27°51′S, 63°55′E) and Tianzuo(27°57′S, 63°32′E)fields) were discovered. Further detailed investigations of these two hydrothermal sites were conducted by Chinese manned submersible Jiaolong in 2014–2015. The Tiancheng filed can be characterized as a lowtemperature(up to 13.2°C) diffuse flow hydrothermal field, and is hosted by fractured basalts with hydrothermal fauna widespread on the seafloor. The Tianzuo hydrothermal field is an inactive sulfide field, which is hosted by ultramafic rocks and controlled by detachment fault. The discovery of the three hydrothermal fields around Segment #11 which receives more melt than the regional average, provided evidence for local enhanced magmatism providing heat source to drive hydrothermal circulation. We further imply that hydrothermal activity and sulfide deposits may be rather promising along the easternmost SWIR.     

构造-岩浆作用对热液活动的控制机理: 马努斯海盆为例

综述了马努斯海盆热液区构造特征、基底差异, 结合马努斯海盆热液区热液活动与构造-岩浆特征, 探讨了二者的耦合关系, 以及构造-岩浆作用对热液活动的影响和控制。马努斯海盆位于西南太平洋俾斯麦海的东北部, 是世界上扩张速度最快的海盆之一。马努斯海盆西部(马努斯扩张中心, Manus Spreading Center, MSC)主要由海盆扩张成熟期产生的大洋中脊玄武岩组成, 属于成熟弧后扩张中心,发育Vienna Woods热液区; 海盆东部(东南裂谷, Southeast Rift, SER)则是一个拉张裂谷, 处于扩张的早期阶段, 属于不成熟弧后扩张中心, 发育PACMANUS、DESMOS、SuSu Knolls三大热液区。MSC与大洋中脊的热液活动相似, 而SER因受到火山、俯冲作用影响更为显著, 其热液流体具有岩浆流体和俯冲流体的特征。与Vienna Woods热液压相比, PACMANUS、DESMOS以及SuSu Knolls三个热液区的水深相对较浅(1 150～1 740 m), 是地球内部热物质由内向外迁移的结果, 其下部岩浆作用强烈。此外,岩浆脱气作用和数值模拟结果表明, PACMANUS热液系统中具有岩浆流体的输入。与Vienna Woods热液区相比, PACMANUS、DESMOS、SuSu Knolls热液区的热液活动强度及流体组成主要受控于岩浆作用。     

南海IODP 349航次基底玄武岩中碳酸盐岩脉的岩石学特征*

国际大洋发现计划(International Ocean Discovery Program, IODP)349航次在南海东部次海盆和西南次海盆残留扩张脊附近的U1431和U1433站位首次钻取基底玄武岩, 通过对16块基底玄武岩内的碳酸盐岩脉薄片镜下观察以及激光拉曼光谱分析, 揭示碳酸盐矿物为方解石和文石, 为典型的洋壳低温热液蚀变次生矿物。U1431站位碳酸盐岩脉为独立的方解石脉、文石脉交替出现; 而U1433站位则存在方解石脉、文石脉和方解石-文石共生脉三种情况。此外, U1431站位在基底~42.1m处出现了平行的方解石脉和文石脉, 揭示U1431存在不同来源热液的多期活动, 即可能存在多次或多阶段不同的热液注入。U1431和U1433站位的碳酸岩脉中, 文石的矿物集合体形状基本一致, 呈块状、纤维状和放射纤维状; 而方解石存在差异, U1431的方解石以斑块状、块状、粒状和纤维状出现, 而U1433的方解石仅出现块状。U1431站位的碳酸盐岩脉的丰度明显高于U1433站位。这些均揭示U1431站位的低温热液活动强, 而U1433站位则相对弱。两个站位的热液活动不同很可能是由于区域地质环境的差异造成——U1431附近的巨大海山为其提供了热液补给, 而U1433远离热液的补给/渗漏点。     

胡安·德富卡洋脊因代沃段热液黑烟囱体成矿物质来源:硫同位素的限制

选取胡安·德富卡洋脊(Juan de Fuca Ridge,JDFR)因代沃(Endeavour)段的17个热液黑烟囱体样品对其中的硫同位素进行分析测定,讨论了因代沃段热液活动区内黑烟囱体成矿的物质来源、将硫同位素数据与已发表的热液流体及硫化物数据耦合,并结合前人的成果得到如下认识:(1)因代沃段硫化物的硫同位素组成与其他无沉积物覆盖的洋脊硫化物硫同位素组成相似,然而其相比于南胡安·德富卡洋脊(South Juan de Fuca Ridge,SJFR)硫化物亏损重同位素;(2)结合前人研究成果,如果SJFR硫化物的硫全部来自基底玄武岩的淋洗与海水中的硫酸盐,那么因代沃段硫化物的硫可能有1%~3%来自沉积物的贡献,故提出因代沃段成矿系统中的硫来源主要来自基底玄武岩,同时伴随有少量海水硫酸盐来源及沉积物来源的硫加入;(3)将硫同位素数据与已发表的热液流体及硫化物数据进行耦合发现热液流体中的沉积物信号与硫化物中的硫可能来自不同的源,并提出沉积物端元可能位于下渗区。     

哈拉哈塘地区东河砂岩段-角砾岩段沉积模式探讨

塔北的哈拉哈塘地区是东河砂岩油气勘探的重点地区,该地区目前已发现并探明了东河塘和哈得4两个东河砂岩油气藏,油气储量丰富,显示出良好的勘探前景。基于哈拉哈塘地区东河砂岩段和角砾岩段的岩性段穿时沉积现象异常明显,根据层序地层学原理和方法对哈拉哈塘地区东河砂岩段一角砾岩段进行了重新分层和对比,在层序分层等时地层框架的基础上重新进行了东河砂岩段一角砾岩段沉积模式研究,弄清该地区地层分布规律、演化规律、砂体分布及储层分布规律对该地区的油气勘探具有重要指导意义。     

海洋锶物质来源及其同位素组成研究的进展及应用

自1948年瑞典地质学家Wickman提出锶同位素地层学开始,海洋碳酸盐岩的锶同位素在探索地质历史过程中的古海平面、古气候变化和全球性构造运动方面,具有非常重要的应用价值。本文简述了目前海洋锶同位素的应用,并回顾了海洋锶物质来源及其同位素组成的研究历史,综述了近十年来的研究进展。自上世纪70年代以来,海洋锶物质来源研究一直是海洋地质学研究的热点之一。早期以陆源锶研究为主,获得了大陆众多主要河流的锶同位素组成数据,并估算了全球河流锶通量和组成特征。90年代以后,在大洋钻探计划和深海钻探计划的带动下,幔源锶研究得到了很大的发展,集中探讨了洋中脊高温热液与洋壳玄武岩的作用机制和向海洋输入的锶通量,初步认为海水与洋壳玄武岩主要发生同位素交换,同位素交换率随深度而降低,但玄武岩锶含量基本不变。与此同时,洋中脊侧翼和与弧相关环境洋壳的低温热液系统锶同位素组成的研究也取得了一定的成果。     

大洋中脊热液活动与轴部岩浆房的分布、深度以及熔融程度之间的关系

热液活动,特别是高温流体释放,通常与轴部存在岩浆房（AMC）有关,然而这种关系尚未得到系统的验证。通过对6个区域性较长（长度在170—560km之间）的洋脊段进行连续的AMC以及热液羽流调查,就有可能定量比较热液活动的分布、强度与AMC范围、深度以及在部分站位岩浆熔融程度之间的关系。这六个区域性洋脊的扩张速率在55—145mm／a之间,共包含20个次级的洋脊段。在洋脊段尺度上（除去受到热点影响的加勒帕戈斯扩张中心）,热液羽流的发生率随着AMC的发生率（AMCr,r^2=0．64）增加而线性增加。对所研究的6个区域性洋脊段而言,热液羽流的发生率随着AMC的深度减小而增加（AMCZ,r^2=0．66）。在次级洋脊段尺度上,热液羽流的发生率与AMCr（r^2=0．12）以及AMCz（r^2=0．25）相关性很差。最后在亚段尺度上,或者在局部尺度上（0．75km长的区间内）,热液羽流的强度随着AMCz的变浅而增强（r^2=0．85）。羽流强度越强的区间也就越接近它们的海底来源,其中68±13％直接位于AMC之上。这种分布与现在已知的40个高温喷口场中至少有37个位于AMC之上的分布相似。现在的数据能够允许我们验证AMC与热液活动相互之间关系的假设。尽管现存的数据很少,不支持如下假设：熔融富集的岩浆透镜体优先发育强烈的、持续周期长的热液喷发。同时,在任何洋脊段也未能为如下提议找到证据：在段尺度上,热液冷却的增加可以在局部亚段上降低AMCz。在慢速洋脊,岩浆房存在的证据相当稀少,然而这些数据却与那些具有更快扩张速率洋脊的数据相一致。对所有扩张速率洋脊的观察结果表明,几乎所有的高温热液场均与岩浆或者推断的岩浆有关;而“热岩”或者非岩浆热源不足以引起高温热液喷发。     

印尼西加里曼丹寒梅山金矿床矿物蚀变特征及找矿方向

寒梅山(音译)金矿位于印度尼西亚西加里曼丹省西北部,是全球特提斯成矿域、环太平洋成矿域与印度?澳大利亚成矿域的交汇地带,具有较大的金矿找矿潜力.文章通过对矿区开展矿物蚀变填图,识别出青磐岩化带、泥化带、中度泥化带、绢英岩化带、钾化带、硅化带等6个矿物蚀变带,具有斑岩?浅成低温热液型矿床的矿物蚀变分带特征.结合区域地质特...     

新疆梧南金矿元素组合特征及地质意义

以新疆梧南金矿区地质背景和矿床原生晕研究为基础,以4号勘探线为代表区段,采集4个钻孔的193件地球化学样品进行金、银、砷、锑、汞、铜、铅、锌、铋、钼10项元素的测试分析和资料整理、统计制图等,对元素组合及相关关系进行统计分析。结果表明：金与尾部元素呈正相关,与前缘元素呈负相关。首次建立了该矿床的原生晕分带,从前缘到尾部为：金－铋－铜－钼－汞－锑－银－砷－铅－锌,从而确定了该矿床的地球化学原生晕叠加模型：上部矿体的尾晕与下部矿体的前缘晕叠加到一起,形成尖灭再现或尖灭侧现的原生晕叠加形态。