西南印度洋中脊现代海底热液体系地球化学特征

论文摘要

海底热液活动、热液硫化物矿产及其生物资源是当前国内外海洋科学界的一个重大研究领域,不仅具有重要的科学意义,而且具有重要的经济价值。但是目前人类对海洋资源的开发利用程度还很低,对海底金属矿产的开发几乎为零。这种形势迫使人类重视和加快了对海洋资源的研究和开发。本文研究所用样品来自于中国大洋第20航次第V航段和第21航次第V航段,地理位置为西南印度洋洋中脊。西南印度洋中脊是南极洲板块和非洲板块的分界线,东起罗得里格斯三联点,西至布维三联点。选取玄武岩、橄榄岩、硫化物烟囱（黑烟囱）、蛋白石烟囱（白烟囱）样品进行地球化学元素分析（主量元素和微量元素）、流体包裹体研究、稳定同位素（氢氧同位素）研究。根据主量元素研究,玄武岩为钙碱性玄武岩,具体为低钾拉斑系列。根据稀土元素的研究,玄武岩样品具有明显的大洋拉斑玄武岩特征,烟囱样品的REE曲线和玄武岩、橄榄岩和海水分别有相同或相似的趋势及元素亏损特征。流体包裹体的赋存矿物为蛋白石。包裹体类型主要为气液包裹体,可见少量的纯液包裹体。包裹体普遍较小,大部分<5μm,最大粒径可达30μm。气液包裹体的充填度>60%。流体包裹体均一法测温测得冰点温度为-6.9℃—-2.3℃,平均冰点温度为-4.78℃,其对应的盐度范围为3.87%—10.36%,平均盐度为7.49%。盐度较高,推测岩浆源特征。均一温度范围为61.8℃—192℃。流体包裹体液相成分显示成矿流体中阳离子主要是Na+、K+,Ca2+、Mg2+很少。阴离子Cl-和SO42-,主要以SO42-为主,其次为Cl-;而F-含量不能检测出结果。总体看SO42-含量占阴离子总量的93.696.7%,即属于富硫型溶液。过高的SO42-含量是由于硫化物矿物的氧化和硬石膏的溶解。根据样品的w（Na+）/ w（K+）和w（Na+）/w(Ca2++Mg2+)值及可检测出的Cl-浓度推测流体端元为岩浆水和海水。样品δ(180OV-SMOW‰值在岩浆水范围之内,DY115-20V- TVG2的δDV-SMOW‰值在岩浆水范围内,但DY115-20V- TVG7和DY115-20V-TVG13极低的δDV-SMOW‰值可能是由于有机质和流体相互作用,岩浆去气作用的结果。认为黑烟囱（硫化物烟囱）和蛋白石烟囱穿过深海沉积物喷出,喷出过程中发生了岩浆去气作用并和有机质发生了反应。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 选题背景与项目依托
• 1.2 选题目的与意义
• 1.3 前人工作和研究现状
• 1.4 研究内容与科学问题
• 1.5 工作量
• 第2章 研究区地质概况
• 2.1 全球活动热液区背景介绍
• 2.2 热液喷出口的构造背景、分类及分布特征
• 2.3 西南印度洋中脊地质环境
• 2.4 西南印度洋洋脊区域调查概况
• 2.5 研究区地质特征
• 2.6 热液矿床的地球化学特征
• 2.6.1 矿物和金属元素特征
• 2.6.2 挥发组分特征
• 2.6.3 同位素特征
• 2.7 现代海底热液系统地球化学特征解释
• 2.7.1 水岩反应
• 2.7.2 相分离与沸腾
• 2.7.3 其他
• 第3章 样品采集及研究方法
• 3.1 样品采集及样品说明
• 3.2 研究方法简介
• 第4章 主微量元素分析
• 4.1 主量元素分析
• 4.2 稀土元素分析
• 4.2.1 利用球粒陨石标准化
• 4.2.2 利用北美页岩标准化
• 4.2.3 利用典型海水标准化
• 4.3 小结
• 第5章 流体地球化学特征
• 5.1 流体包裹体研究
• 5.2 流体包裹体镜下观察
• 5.3 流体包裹体均一法测温
• 5.4 流体包裹体成分
• 5.5 稳定同位素
• 5.5.1 氧同位素
• 5.5.2 氢同位素
• 5.6 小结
• 第6章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 个人简介