本文關(guān)鍵詞：西南和中印度洋洋脊熱液硫化物的成礦作用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文以西南印度洋脊(SWIR,46.9°E,63.5°E)和中印度洋脊(CIR,69.6°E)三個(gè)熱液活動(dòng)區(qū)為研究對(duì)象,系統(tǒng)研究了硫化物的礦物學(xué)、元素地球化學(xué)以及同位素地球化學(xué)特征,探討了慢速-超慢速擴(kuò)張洋脊熱液區(qū)金屬硫化物的成礦機(jī)制與特征。主要研究成果包括：(1)厘定了SWIR和CIR三個(gè)熱液區(qū)硫化物的礦物組成SWIR和CIR三個(gè)熱液區(qū)硫化物中的礦物主要為磁黃鐵礦、黃鐵礦、白鐵礦、黃銅礦、等軸古巴礦、閃鋅礦以及鐵的氧化物(針鐵礦／纖鐵礦,非定型鐵的氧化物等),其次含有少量的重晶石、石英、銅藍(lán)、未知的Zn-S-Cl-0礦物,微量的鉛礬、自然金、自然硫。但不同熱液區(qū)硫化物組成不同,尤其是SWIR和中印度洋脊相比,差別較大,而SWIR兩個(gè)熱液區(qū)差別較小。SWIR 46.9°E熱液區(qū)硫化物為停止噴溢活動(dòng)已久的煙囪體碎塊,這反映了超慢速擴(kuò)張脊的特點(diǎn),即硫化物可以保存相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。硫化物為富Fe型高溫礦物(335℃),礦物組合以磁黃鐵礦、黃鐵礦、針鐵礦為主,其次是黃銅礦,黃銅礦出溶等軸古巴礦現(xiàn)象普遍,白鐵礦和閃鋅礦少量,此外還檢測(cè)到了自然金的顆粒。SWIR 63.5°E與SWIR 46.9°E熱液區(qū)硫化物的組成較為相似,同樣屬于富Fe型高溫硫化物,也是停止噴溢活動(dòng)已久的煙囪體碎塊,硫化物經(jīng)歷了相當(dāng)程度的氧化蝕變。不同的是,該區(qū)礦物組合以白鐵礦為主(存在兩個(gè)世代的白鐵礦),其次是等軸古巴礦,未見(jiàn)閃鋅礦和磁黃鐵礦、針鐵礦,鐵的氧化物大多為非定型的鐵氧化合物。CIR Edmond熱液區(qū)硫化物與SWIR差別較大,與其它無(wú)沉積物覆蓋洋脊區(qū)也不同,具體表現(xiàn)為大量閃鋅礦以及少量鉛礬的出現(xiàn)。這里既發(fā)育典型的高溫富Fe型硫化物也存在中高溫的富Zn型硫化物以及低溫富Ca硫酸鹽礦物。硫化物以閃鋅礦,黃鐵礦為主,其次是少量的黃銅礦,重晶石,未知的Zn-S-Cl-0礦,以及微量的鉛礬,銅藍(lán)和自然硫；富Ca硫酸鹽礦物主要為硬石膏和黃鐵礦／白鐵礦,其次是極少量的黃銅礦。與SWIR相比,該區(qū)成礦(熱液)溫度整體較低。(2)確定了礦物的生成順序,劃分了熱源成礦作用階段49.6°E熱液區(qū)硫化物成礦期主要?jiǎng)澐譃?個(gè)階段：1)黃鐵礦+黃銅礦+磁黃鐵階段→2)黃鐵礦+閃鋅礦階段→3)膠狀黃鐵礦階段→4)鐵的氫氧化物(針鐵礦／纖鐵礦,非定型鐵的氧化物等)。此外,該區(qū)經(jīng)歷了多期次熱液活動(dòng),成礦溫度表現(xiàn)為高溫→中高溫→低溫的變化；SWIR 63.5°E熱液區(qū)硫化物礦物生成順序?yàn)椋涸缙谒伟阻F礦階段→等軸古巴礦階段→自形白鐵礦階段,表明硫化物最初形成于高溫?zé)嵋簢娨绛h(huán)境,但熱液活動(dòng)沒(méi)有經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間自高溫向低溫逐漸衰退過(guò)程,而是快速停止,然后又經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)間海水蝕變作用的改造；CIR Edmond熱液區(qū)硫化物成礦作用大體可以分為三個(gè)階段：1)硬石膏+黃鐵礦階段→2)黃鐵礦+閃鋅礦+黃銅礦階段→3)膠狀黃鐵礦+銅藍(lán)+重晶石階段,成礦溫度總體上是由高溫到低溫逐漸演化,但成礦期間發(fā)生過(guò)周期性變化,甚至不排除間歇性噴溢的可能。在富Zn型硫化物中存在有大量管狀生物遺跡,標(biāo)志著低溫彌散流活動(dòng)普遍；未知富Zn-Cl-O的礦物是該區(qū)熱液流體極高氯度在礦物學(xué)上的反應(yīng)。推測(cè)深部巖漿對(duì)淺部洋殼侵位是該區(qū)產(chǎn)生獨(dú)特?zé)嵋毫蚧锏母驹颉?3)根據(jù)硫化物礦物的化學(xué)組成特征,探討了成礦環(huán)境條件SWIR 49.6°E熱液區(qū)黃鐵礦形成于相對(duì)貧硫環(huán)境,且三個(gè)成礦階段的黃鐵礦成分表明其成礦溫度依次降低。該區(qū)磁黃鐵礦屬于富鈷貧鎳型磁黃鐵礦,經(jīng)歷了六方磁黃鐵礦+黃鐵礦→單斜磁黃鐵礦+黃鐵礦的變化,表明熱液流體經(jīng)歷了快速降溫過(guò)程。閃鋅礦均為富鐵閃鋅礦,Fe的含量變化范圍較大,反映其成礦環(huán)境變化劇烈。等軸古巴礦在SWIR 49.6°E熱液區(qū)中三個(gè)樣品中均可見(jiàn),其微量元素富集特征與黃銅礦相近,均表現(xiàn)為富集Pb和Mo元素。SWIR 63.5°E熱液區(qū)硫化物中不同形態(tài)白鐵礦中元素含量差別不大,均富集Au、Cu、Pb和Mo等元素,其中w(Au)最高為0.13%,w(Zn)最高為0.15%。CIR 69.6°E熱液區(qū)富Fe型硫化物的成礦作用溫度高于富Zn型硫化物。在同屬富Zn型硫化物的兩個(gè)世代的黃鐵礦中,富集元素的特征也有著微弱的差異,后期形成的膠狀黃鐵礦中含有“雜質(zhì)”元素較多,Zn和Pb的含量明顯高于較早期形成的黃鐵礦(4)分析了金屬元素的富集特征,劃分了硫化物的成礦類(lèi)型SWIR 49.6°E和63.5°E兩個(gè)熱液區(qū)的硫化物均表現(xiàn)為較高含量的Fe,較低含量的Cu和Zn;在微量元素組成上,較為明顯富集Co和Mn;其中SWIR49.6°E熱液區(qū)硫化物中Au的含量異常高(平均43.63 ppm)；可以將SWIR硫化物命名為Fe-Co-Au型硫化物元素。CIR Edmond (69.6°E)熱液區(qū)硫化物中Fe、Zn和Ca的含量比例差不多,微量元素組成上表現(xiàn)為富集Pb、Ba、Si、As和Ag(最高值115.5 ppm)等元素,可以將CIR熱液區(qū)硫化物命名為Fe-Zn-Ag型硫化物。SWIR 49.6°E和CIR熱液區(qū)硫化物的稀土元素配分曲線均表現(xiàn)出LREE富集和正Eu異常,REE總量介于當(dāng)?shù)匦鋷r和海水之間,表明REE主要源自海水對(duì)玄武巖的淋濾。CIR熱液區(qū)硫化物中突出的正Eu異常,應(yīng)是Eu2+替代Ba2+和Sr2+而進(jìn)入重晶石晶格所致。印度洋與其他洋脊區(qū)熱液硫化物相比,稀土元素總量較高,反映在熱液循環(huán)系統(tǒng)中,水-巖反應(yīng)的時(shí)間長(zhǎng),導(dǎo)致熱液中來(lái)自巖石的元素組分大,這與印度洋慢速-超慢速擴(kuò)張脊這種大的構(gòu)造環(huán)境是一致的。(5)根據(jù)Pb和S的同位素組成特征,分析了熱液成礦作用的物質(zhì)來(lái)源及成礦作用過(guò)程印度洋脊三個(gè)熱液區(qū)的硫化物中的Pb同位素組成均與印度洋中脊玄武巖一致,說(shuō)明Pb主要來(lái)自巖水反應(yīng)。相對(duì)于SWIR 49.6°E熱液區(qū)硫化物,SWIR63°E和CIR Edmond熱液區(qū)硫化物中的Pb同位素具有相對(duì)較少的放射成因。SWIR 49.6°E熱液硫化物中的S主要來(lái)自幔源S或海水對(duì)玄武巖的直接淋濾,這部分S約占總S的81%左右,很可能有巖漿后期熱液直接進(jìn)入了熱液循環(huán)系統(tǒng)。SWIR 63.5°E熱液區(qū)硫化物中的S主要來(lái)自海水(海水還原硫約占總硫的59%),說(shuō)明熱液系統(tǒng)處于海水對(duì)流的不穩(wěn)定狀態(tài)。另外,異常高的δ34S值也可能與該區(qū)可能存在的長(zhǎng)英質(zhì)火山巖或殘留陸殼有關(guān)。CIR Edmond熱液區(qū)硫化物中δ34S值表現(xiàn)出較多的重硫組成和大的變化范圍,說(shuō)明該區(qū)該下滲海水活躍,來(lái)自深部的熱液流體與下滲海水混合作用強(qiáng)烈,海水還原硫最高可達(dá)80%以上,反映多裂隙和極不穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境。印度洋不同脊段熱液區(qū)硫化物呈現(xiàn)出不同的礦物類(lèi)型,這與其圍巖的類(lèi)型、熱源驅(qū)動(dòng)、有無(wú)深部巖漿侵入以及洋殼滲透率(斷裂發(fā)育)有關(guān),這為研究超慢速擴(kuò)張脊熱液活動(dòng)及成礦作用提供了新的思路。在巖漿供應(yīng)充足區(qū),硫化物以高溫礦物為主,比如SWIR 49.6°E和63.5°E,而在CIR Edmond熱液區(qū)由于深部海底高溫?zé)嵋毫黧w與下滲海水的強(qiáng)烈混合導(dǎo)致其中低溫以及低溫礦物的形成。而硫化物中S的來(lái)源除了與圍巖組成有關(guān),熱液流體與下滲海水的混合程度也至關(guān)重要。
【關(guān)鍵詞】：印度洋脊 熱液硫化物 礦物學(xué) 地球化學(xué) 成礦作用
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：P744
【目錄】：

• 摘要5-9
• Abstract9-14
• 1 前言14-29
• 1.1 研究工作意義14-16
• 1.2 調(diào)查研究現(xiàn)狀及重要科學(xué)問(wèn)題分析16-25
• 1.2.1 海上調(diào)查16-19
• 1.2.2 區(qū)域研究工作現(xiàn)狀19-23
• 1.2.3 重要科學(xué)問(wèn)題分析23-25
• 1.3 選題依據(jù)與主要研究?jī)?nèi)容25-29
• 1.3.1 選題依據(jù)25-26
• 1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容26-27
• 1.3.3 主要工作量27-29
• 2 樣品及測(cè)試分析方法29-33
• 2.1 采樣站位及手標(biāo)本描述29-30
• 2.2 測(cè)試分析方法30-33
• 3 區(qū)域地質(zhì)概況33-40
• 3.1 SWIR熱液區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征34-37
• 3.2 CIR熱液區(qū)地質(zhì)構(gòu)造及地形地貌37-40
• 4 硫化物的礦物組成及結(jié)構(gòu)構(gòu)造40-67
• 4.1 SWIR 49.6°E熱液區(qū)40-50
• 4.1.1 礦物組成40-41
• 4.1.2 礦物結(jié)構(gòu)與構(gòu)造41-48
• 4.1.3 礦物的生成順序及成礦階段48-50
• 4.2 SWIR 63.5°E熱液區(qū)50-52
• 4.2.1 礦物組成50-51
• 4.2.2 礦物的生成順序及成礦作用階段51-52
• 4.3 中印度洋脊Edmond(69.6°E)熱液區(qū)52-65
• 4.3.1 礦物組成52-53
• 4.3.2 礦物的結(jié)構(gòu)構(gòu)造53-62
• 4.3.3 生物遺跡62-63
• 4.3.4 富Ca硫酸鹽礦物學(xué)特征63-64
• 4.3.5 礦物的生成順序及成礦階段64-65
• 4.4 小結(jié)65-67
• 5 礦物的化學(xué)成分特征67-92
• 5.1 西南印度洋脊49.6°E熱液區(qū)67-79
• 5.1.1 Fe-S系列礦物的化學(xué)組成67-73
• 5.1.2 Zn-S系列礦物的化學(xué)組成73-76
• 5.1.3 Cu-Fe-S系列礦物的化學(xué)組成76-79
• 5.2 西南印度洋脊63.5°E熱液區(qū)79-82
• 5.2.1 Fe-S系列礦物79-81
• 5.2.2 Cu-Fe-S系列81-82
• 5.3 中印度洋脊69.6°E熱液區(qū)82-88
• 5.3.1 Fe-S系列礦物82-84
• 5.3.2 Zn-S系列礦物84-86
• 5.3.3 Cu-Fe-S系列礦物86-87
• 5.3.4 鉛礬87-88
• 5.4 礦物典型結(jié)構(gòu)的成礦作用指示意義88-90
• 5.4.1 黃鐵礦中的“閃鋅礦斑點(diǎn)”88-89
• 5.4.2 閃鋅礦中的“黃銅礦病毒”和“黃鐵礦病毒”89-90
• 5.5 小結(jié)90-92
• 6 硫化物的元素地球化學(xué)特征92-103
• 6.1 常微量元素93-97
• 6.1.1 西南印度洋49.6°E熱液區(qū)硫化物化學(xué)組成93-94
• 6.1.2 西南印度洋63.5°E熱液區(qū)硫化物的化學(xué)組成94
• 6.1.3 中印度洋脊Edmond(69.6°E)熱液區(qū)硫化物的化學(xué)組成94
• 6.1.4 印度洋三個(gè)熱液區(qū)硫化物地球化學(xué)對(duì)比94-95
• 6.1.5 不同地質(zhì)環(huán)境下硫化物化學(xué)組成95-97
• 6.2 稀土元素97-101
• 6.2.1 稀土元素97-100
• 6.2.2 物源分析100-101
• 6.3 小結(jié)101-103
• 7 熱液/硫化物的同位素組成及成礦物質(zhì)來(lái)源分析103-111
• 7.1 鉛同位素103-107
• 7.1.1 鉛同位素組成103-104
• 7.1.2. 鉛的來(lái)源104-107
• 7.2 硫同位素107-110
• 7.2.1 硫同位素組成107-108
• 7.2.2 硫的來(lái)源108-110
• 7.3 小結(jié)110-111
• 8 結(jié)論111-114
• 參考文獻(xiàn)114-136
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷136-137
• 攻讀博士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文137

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 于小剛;曹志敏;江巧文;蔣玉波;賈培蒙;;太平洋中脊熱液硫化物地球化學(xué)特征[J];海洋地質(zhì)前沿;2012年08期

2 鄧希光;;大洋中脊熱液硫化物礦床分布及礦物組成[J];南海地質(zhì)研究;2007年00期

3 ;新聞[J];科學(xué)中國(guó)人;2007年03期

4 吳學(xué)文;包更生;張愷;;熱液硫化物現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查中超短基線異常定位數(shù)據(jù)的快速剔除[J];熱帶海洋學(xué)報(bào);2010年04期

5 曾志剛;余少雄;殷學(xué)博;王曉媛;張國(guó)良;汪小妹;陳代庚;;沖繩海槽Jade熱液區(qū)熱液硫化物的元素富集與鈾系同位素組成[J];中國(guó)科學(xué)(D輯:地球科學(xué));2009年11期

6 王葉劍;韓喜球;楊海麗;邱中炎;馬志邦;;中印度洋脊Edmond熱液區(qū)熱液硫化物的元素富集與年代學(xué)特征[J];礦物學(xué)報(bào);2013年S2期

7 李小虎;初鳳友;雷吉江;趙宏樵;余星;;西南印度洋中脊熱液硫化物成礦物質(zhì)來(lái)源探討:同位素證據(jù)[J];地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào);2014年01期

8 ;[J];;年期

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 記者　向杰;“海洋之寶”熱液硫化物現(xiàn)身[N];科技日?qǐng)?bào);2006年

2 邱紅杰;中國(guó)科學(xué)家首次在印度洋找到熱液硫化物[N];大眾科技報(bào);2005年

3 記者 張一玲;我國(guó)首次從大西洋底獲得熱液硫化物樣品[N];中國(guó)海洋報(bào);2005年

4 向杰;我科學(xué)家找到新的洋底熱液硫化物區(qū)[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

5 ;我國(guó)首次在東太平洋洋脊南緯3.1°附近發(fā)現(xiàn)熱液硫化物區(qū)[N];中國(guó)海洋報(bào);2011年

6 記者 向杰;我首次從海底2600米“抓”出熱液硫化物[N];科技日?qǐng)?bào);2005年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 曹紅;西南和中印度洋洋脊熱液硫化物的成礦作用研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 公衍芬;胡安德富卡海脊玄武巖地球化學(xué)及其熱液硫化物成礦作用[D];中國(guó)海洋大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：西南和中印度洋洋脊熱液硫化物的成礦作用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：350713