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、西南太平洋以及大西洋中脊 ,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了对比 ,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。     

现代海底热液成矿作用综述

现代海底热液成矿作用是一种重要的成矿作用。海底热液系统主要分布在大洋中脊、弧后盆地、板内火山活动中心等张裂性环境中 ,不同的环境具有类似的成矿模式。海底大洋中脊热液作用的主要产物为黑烟囱、白烟囱。现代海底硫化物堆积过程是烟囱生长、倒塌和热液流体在其开放空间充填与交代的过程 ,硫化物的形成首先是通过硫化物烟囱来完成。提出了运用成矿系统理论来研究海底热液作用的方法     

海底地形对不同时间尺度岩浆供给变化的响应

利用有限差分数值模拟方法, 恢复洋中脊地形的形成过程, 模型中岩浆供给按一定的时间周期和幅度规律性地变化。结果表明: 只有当岩浆供给变化周期的时间尺度大于在洋中脊同一侧形成两条断层的时间间隔时, 才能影响海底地形的形成过程并被记录。结合数值模拟实验结果和不同类型洋中脊的地形特征, 认为快速扩张洋中脊是唯一可能在地形上记录到米兰科维奇气候周期(偏心率(100 ka)、倾斜度(41 ka)和岁差(23 ka)) 3个时间尺度岩浆变化周期的洋中脊类型, 中速扩张洋中脊和部分岩浆供给充足慢速扩张洋中脊的地形可能与100 ka尺度的岩浆供给变化周期有关, 大部分慢速扩张洋中脊海底地形不受100 ka及以下的岩浆供给变化周期影响。     

我国科学家首次在大洋中脊发现新的海底热液活动区

中国大洋19航次第一航段，“大洋一号”科学考查船于2007年2月7日在西南印度洋中脊发现了新的海底热液活动区，并在东南印度洋中脊发现新的海底热液异常区。这是我国科学家首次在大洋中脊发现新的海底热液活动区，也是世界上首次在西南印度洋中脊发现正在活动的新的海底热液活动区。北京大学地空学院理论与应用地球物理所的陈永顺教授作为该航段首席助理带领其研究小组参加并负责海底热液羽状流异常探测，发挥了重要的作用。     

西秦岭大水式金矿含金硅质岩地质地球化学特征及成因

产于西秦岭南缘的大水式金矿是一个新类型金矿,其容矿主岩为一套热液硅质岩。硅质岩的产状、结构构造、岩石类型及空间配置等与典型热泉体系沉积物架构相似,硅质岩化学组成与广东长坑硅化岩、腾冲热海硅质岩、美国卡林型金矿含矿似碧玉岩以及海底热泉硅质岩相近,稀土元素组成及配分曲线、硅氧同位素组成等显示成矿物质来源与燕山期陆内造山阶段的构造-岩浆活动有关,金矿类型可能属于浅成低温热液成矿系列中的一个新的矿床式。     

北冰洋Gakkel洋中脊科学考察的初步认识——AMORE2001简介

AMORE2001首次成功地对地球上扩张速率最慢的Gakkel洋中脊进行了系统的地质和地球物理以及海冰等多学科的综合考察.对所取得资料的初步研究表明Gakkel洋中脊之下的地幔仅经受了较低程度的部分熔融,具有较低的温度.Gakkel洋中脊处的地壳性质和岩浆活动与扩张速率之间不存在任何直接的岩石学相关性,扩张而导致的岩石圈顶部的冷却并不是决定洋脊处地壳性质的最重要因素.地幔温度和断裂带的存在与否及其密度对地壳性质具有重要的影响意义.本次科考活动中还对在现代环境和古环境研究具有重要意义的该地区的海冰分布和环流特征以及深海沉积物特征进行了系统的采样研究.这些研究将对人类更好的理解地球上最重要的地质过程-海底扩张和壳幔相互作用以及全球环境变化起到关键的作用.     

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^13H/e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。     

镜铁山铁铜矿床热液沉积地球化学研究

镜铁山铁矿中新近发现并正在进行铜矿的勘探。这个矿床的含矿层虽然作为震旦系同生沉积体的一部分与地层整合产出，但它的化学组成明显不同于围岩，典型元素组合为：Ｆｅ—Ｃｕ—Ｓｉ—Ｂａ，热液沉积指示元素富集，Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐ、Ｙ等的相互关系可与现代洋底含金属热液沉积物较好类比；Ｓ、Ｃ、Ｏ、Ｐｂ同位素地球化学研究证明成岩成矿物质与地热系统中的深部流体有关，而非陆源风化物所能提供；成矿流体为酸性（ＰＨ＝４．８７—５．３７）、还原（Ｅｈ＝—０．２９Ｖ——０．５８Ｖ）热（１７５Ｃ）水；地球化学研究证明了该矿床的形成经历了（主期）海底热液同生沉积和（次期）后生热液叠加（对铜硫化物再富集有一定作用）两个过程。     

从黄土Sr同位素探讨海水87Sr/86Sr变化的原因

目前多数认为河流输入是引起海水^87Sr／^86Sr变化的最主要因素，对此推论并没有提供确实的定量分析和依据．通过对黄土高原洛川剖面黄土—古土壤Sr同位素组成和沉积速率等的定量计算说明，在过去2．5Ma期间，海水^87Sr／^86Sr上升总量仅是河流输人海洋总量的大约1/10，而其9／10被海底玄武岩的热液蚀变输入所抵消．海底玄武岩的热液蚀变输入对海水^87Sr／^86Sr变化的总影响量应近似等于河水输入对海水^87Sr／^86Sr变化的总影响量．海水^87Sr／^86Sr变化的原因是河水输入与海底玄武岩的热液烛变输入联合作用的结果．     

广东大宝山多金属矿的成矿模式

大宝山多金属矿床是南岭中段粤北中部多金属成矿区带上的重要矿床,对其次英安斑岩体和花岗闪长斑岩体及地层围岩中矿化元素进行研究,并研究其微量和稀土元素、硫同位素、铅同位素、O和H和同位素、大宝山多金属矿床可能的形成过程,建立该矿床的成矿模式。研究结果表明:次英安斑岩体和花岗闪长斑岩体及地层围岩中矿化元素均为矿化元素的来源;矽卡岩矿体的形成受花岗闪长斑岩体岩浆作用的影响较大,似层状铜铅锌矿体主要源于当时的海底喷流热液,薄层状菱铁矿体与东岗岭组地层有成因上的联系,亦受斑岩体岩浆活动改造的影响;似层状铜铅锌矿体的形成与海底火山-热液活动有关;斑岩型和矽卡岩型矿体的硫主要来自与斑岩体相关的深部岩浆;铅的来源较复杂,但主要源于上地壳,少量铅具深源特性;斑岩型钨钼矿体和矽卡岩型钨钼矿体的成矿流体来自岩浆水与少量大气降水混合源;似层状铜矿体与铅锌矿体的成矿流体来源不同,薄层状菱铁矿体的成矿流体以海底喷气作用形成的热卤水为主。     

冷水坑矿田层状铅锌银矿稳定同位素特征与矿床成因

赋存于火山岩地层层间破碎带中的层状铅锌银矿是冷水坑矿田重要的矿化类型之一。层状矿体内碳酸盐岩与矿石中金属硫化物碳氧硫铅同位素测定表明,铁锰碳酸盐矿物的δ13CV-PDB变化范围在-4.8‰～-5.5‰之间,δ18OV-SMOW为12.6‰～14.1‰,白云质灰岩分别为-3.3‰～-5.9‰,9.8‰～17.2‰。金属硫化物δ34S值为-3.9‰～+5.6‰,多集中在-1‰～6‰之间,与矿田斑岩型矿床硫同位素组成一致。矿石铅同位素组成比较一致,其中206Pb/204Pb,207Pb/204Pb,208Pb/204Pb分别为17.786～17.809,15.572～15.605,38.281～38.386。层状矿体矿石铅同位素组成位于矿田铅同位素分布范围内且比斑岩型矿石铅分布集中。矿石硫、铅同位素组成表明层状矿床成矿物质来自矿田火山(岩浆)系统。含矿地层内的碳酸盐岩层为火山喷发间歇局限陆相湖正常沉积而成,铁锰碳酸盐为火山(岩浆)热液成因而非喷流沉积。冷水坑层状铅锌银矿为火山热液型矿床。     

论金属矿床形成的矿源层控制

本文论述的豫南地区黑色岩系地层中金-银-多金属矿床,其成矿过程经历了沉积作用,变质热液作用和地下水热液作用三个阶段。前一作用发生矿质初步聚集,形成矿源层,后两种作用则是通过不同的方式。使矿源层中的矿质发生活化并转移到有利的构造部位,富集成矿。同位素组成特征表明:矿石铅均为古老铅,其年龄与矿源层年龄一致,矿石的硫同位素组成与矿源层也是一致的,氧、碳、氢同位素特征则完全排除了与岩浆热液折可能关系。本文为矿源层拉矿理论提供了一个不可多得的范例。     

云南兰坪-思茅盆地大平掌铜多金属矿床同位素地球化学与成矿年代学

大平掌铜多金属矿床是近年来在兰坪 -思茅盆地新发现的一个重要矿床 .该矿床产出于火山岩中 ,其构造背景及矿床地质特征均比较复杂 ,整个矿床由上部层状或透镜状的块状硫化物矿体和下部脉状及浸染状的矿体组成 .该矿床脉状矿体中石英流体包裹体Rb_Sr等时线年龄为 ( 1 1 8± 1 2 )Ma ,初始锶同位素组成为 ( 0 .70 80 0 7± 0 .0 0 0 0 3 7) ;流体包裹体研究表明成矿流体具有中低盐度 ( 2 .0～ 8.0wt %NaCl)和中低温度 ( 90～ 2 0 0℃ ) ;矿床中主要硫化物矿物的δ34S值在 - 0 .9‰～ 3 .5‰之间 ,集中在零值附近 .结合对以往的氢 -氧同位素和铅同位素研究结果的综合分析可以看出 ,大平掌矿床与区域内的脉状铜矿具有相似的地球化学特征 .因此认为大平掌铜多金属矿床为形成于燕山期的热液矿床 ,而不是前人认为的海底喷流沉积形成的块状硫化物矿床     

雷克雅内斯洋中脊及其邻区的地壳厚度特征

雷克雅内斯洋中脊是北大西洋洋中脊的重要组成部分,在演化过程中受到其北部冰岛热点的影响,而地壳厚度是评价热点对洋中脊影响程度的重要参数。为更好地理解热点对洋中脊扩张过程的影响,利用雷克雅内斯洋中脊及其邻区的空间重力异常和地形等数据反演了研究区的地壳厚度,通过与地震确定的地壳厚度对比,得到研究区地壳厚度模型。模型显示雷克雅内斯洋中脊平均地壳厚度约10 km,地壳由北向南逐渐减薄。根据对雷克雅内斯洋中脊地壳厚度分析,认为地壳演化过程可分为3个阶段:(1)40 Ma之前,平均地壳厚度12 km,地壳厚度随时间逐渐减薄,表明洋中脊的岩浆活动随时间逐渐减弱;(2)40～20 Ma,洋中脊的平均地壳厚度8 km,北部的地壳减薄不明显(1 km),而南部地壳减薄显著(约3～4 km),南北地壳厚度的差异可能与冰岛热点的逐渐靠近有关;(3)20 Ma至今,平均地壳厚度10 km,此时冰岛热点位于洋中脊,熔融物沿洋中脊向南运移,使得洋中脊的地壳逐渐增厚。     

逐梦深海在海底山脉发现"烟囱"

正1月10日,荣获2019年度国家技术发明奖二等奖的"超慢速扩张洋中脊热液硫化物发现与探测关键技术创新"项目揭示了超慢速扩张脊深部热源,为硫化物的发现起到重要指导作用。该项目由自然资源部第二海洋研究所为第一完成单位。项目第一完成人、自然资源部第二海洋研究所研究员陶春辉有个不太雅的雅号——"陶烟     

热液喷口生物群的研究现状

深海热液喷口生物群的研究已取得了一些进展 ,其研究内容主要包括两方面 :一是现代热液喷口生物群的地理分布、种类划分、生态习性与食物来源及其对海底的依存性等 ;二是古海底热液喷口生物群化石的个体大小、化学成分、形态分布、矿化方式以及与现代海底生物群的比较。     

氯同位素测量方法及其地质应用研究新进展

氯有两个稳定同位素35Cl和37Cl,在自然界中的丰度分别为75.53%和24.47%.氯同位素的分析方法主要包括气体同位素质谱法和热电离质谱法,目前的分析精度可达0.2‰.氯同位素组成用δ37Cl表示,它在自然界的变化可达15‰以上(-8.0‰~7.5‰).氯是上地壳流体中主要的阴离子,在矿物岩石和矿床的形成过程中起着重要的作用,因此研究自然界中氯的分布和运移对于地球科学各个研究领域而言有着重要的意义.目前,氯同位素在大气气溶胶、洋中脊玄武岩、壳幔物质循环过程、热液成矿作用及示踪卤水起源和演化等方面的研究中取得了许多新的重要进展.     

月山地区铜矿床氢、氧同位素地球化学研究

成矿热液的氢、氧同位素组成既取决于组成热液的不同成因介质水的初始氢、氧同位素组成．又受介质水演化过程中氢、氧向位素组成变化的影响。本文通过月山地区铜矿床成矿热液氢、氧同位素组成五种演化机理的讨论．构筑了成矿热液的δ１８Ｏ－δＤ综合模式图．并确定了铜矿床成矿热液的来源。     

西秦岭铀矿床热液石英Pb同位素组成及其应用

作者分析了西秦岭地区各类岩石、花岗岩、含铀黄铁矿及早阶段热液石英Ｐｂ同位素组成，并将热液石英Ｐｂ同位素组成作为联系母源Ｐｂ与矿床Ｐｂ同位素组成的桥梁，与母源Ｐｂ及矿床Ｐｂ同位素组成进行了对比，花岗岩－石英－含铀黄铁矿Ｐｂ同位素组成具有线性演化关系，从而提出矿床中的铀来自隐伏构造－岩浆岩，而不是地层岩石。     

湘江沉积物铅污染计算

湘江是我国重金属污染最严重的河流之一。本次工作利用多接收同位素质谱（MC-ICP-Ms）技术,分析湘江入湖沉积物的Pb同位素组成。结果表明,湘江三角洲沉积物存在严重的pb污染。Pb同位素源区示踪分析表明,河床沉积物的铅为花岗岩自然Pb、Pb-zn矿床的矿石铅和燃煤烟尘铅的三元混合铅,其中花岗岩占20％,华南煤所占比例为10％,方铅矿所占比例为70％。;湖盆沉积物中的铅则以Pb-Zn矿床的矿石铅和燃煤烟尘铅构成的人为源Pb为主．受上游岩石风化影响较小。