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。     

热液系统中水-岩反应前锋传播速度基本模型

在多孔介质岩石中形成的热液蚀变矿物分带并不是完全受制约水－岩反应的物理化学条件控制。主要控制因素是蚀变反应前锋传播速度差异，蚀变反应前锋传播速度受物质输运－化学反应耦合作用动力学因素制约，表现在水－岩反应中水相物种的计量系数和蚀变岩石孔隙度。     

大西洋洋中脊海底表层热液沉积物的铅同位素组成及其地质意义

新测得TAG热液区中6件海底表层热液沉积物样品的铅同位素组成,其变化不大,具有均一性的特征。在Pb-Pb图解上,热液沉积物的铅同位素数据大多落在MARB的铅同位素组成范围内,与大西洋沉积物和Fe-Mn结核相比明显具较少的放射成因铅,反映其上部洋壳岩石为该区热液沉积物的形成提供了铅。对比研究表明,因不同地质－构造环境中的海底热液区为热液沉积物形成提供物源的情况不同,是导致有沉积物覆盖洋中脊中热液沉积物的铅同位素组成与无沉积物覆盖洋中脊不同的主要原因。海底扩张中心的扩张速率与热液沉积物的铅同位素组成与无沉积物中脊不同的主要原因。海底扩张中心的扩张速率与热液沉积物的铅同位素组成有一定的对应关系,但其并不是热液沉积物铅同位素组成的唯一控制因素。     

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     

生命的起源与高压生命科学

自发现海底热泉以来,科学家对深海热泉的地质结构、化学成分、生物群落、生物代谢过程等进行了深入的研究.海底热液周围呈现了和地球表面完全不同的生态环境,在暗无阳光的深海区域,嗜热细菌完全依靠化学能量生存繁殖,而热液中其他生物则以嗜热细菌为食,形成了繁茂独特的生态系统.和地表常压环境相比,在高压热液条件下,更容易聚合生成有机大分子,且有机大分子更稳定、化学反应活性更强,形成更多样化的生命体.越来越多的科学家推测原始的生命大分子可能起源于海底热液系统.本文在综述了有关"超高压热液生命"研究文献的基础上,提出采用高压生物系统,研究在高压状态下生物发育生长的适宜条件,探索生物可能出现的新化学反应和新生物性状,进一步揭示新的生命进化规律.     

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．     

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。     

塔东热液地质作用机制及对储层的改造意义

塔东地区断裂发育，早期发育的断裂与晚期断裂之间存在相互改造、叠加、复合的过程，深大断裂沟通多套地层，断裂活动期形成的挤压破碎带和断裂裂缝带作为岩浆热液上升通道，为热液溶蚀作用改造储层提供了有利条件，因此，识别出热液期次对塔东白云岩储层成因机制具有重要意义。通过对钻井岩芯、岩屑及岩石薄片、铸体薄片观察鉴定分析，在区内下古生界碳酸盐岩中识别和发现了钠长石化作用和自生羽毛状伊利石沉淀，也是塔里木盆地内的首次发现，并通过对包裹体均一温度，碳氧同位素等地化特征研究，揭示其成岩流体源于岩浆热液，丰富了区内热液作用的矿物学标志，进一步识别出区内存在3期热液作用，通过对3期热液作用的机制及其储渗空间意义的研究，总结出第I期热液作用对于储层形成意义不大，第Ⅱ期热液作用主要发育在局限的沉积环境，第Ⅲ期热液溶蚀形成溶蚀缝孔洞，与天然气运移聚集匹配良好，构成了区内天然气聚集成藏的主要储渗空间。     

广西丹池矿带锡-多金属矿床地质地球化学特征及成矿作用

区域地质和矿床地质、地球化学特征研究表明,丹池锡-多金属矿带的形成,先后经历了两种成矿作用。早期是与晚泥盆世盆地的拉张活动有关的海底热水沉积成矿作用,晚期是与燕山晚期酸性岩浆活动有关的热液成矿作用。前者形成层状矿(化)体,后者主要形成脉状矿体。由于矿田所处的构造位置和沉积环境的不同,在各矿田(床)中两类成矿作用的强度有明显差异,结果导致了矿带中矿化的时空演变。     

大洋中的中国"领地"

2006年8月5日-7日。刚刚完成第十八次科考任务，跨越太平洋、大西洋、印度洋．航行四万三干多海里完成多学科环球海洋考察的我国“大洋一号”科考船作客厦门．并且对公众开放。代表着我国最尖端科学技术的科考船“大洋一号”．自投入使用至今总航程已达26万多海里，相当绕地球赤道12圈。不仅采集了不少5000米以下海底岩矿样品．还发现大洋中脊喷着黑烟的“海底热液活动区”。并且获得富含铜、锌、金、银等多种金属元素的热液硫化物样品和极端环境下的生物样品。     

古海洋中的热水喷口—广西大厂例析

笔者首次发现广西大厂存在泥盆纪存在海底热水活动的喷口，地质和地球化学研究表明，它们是由富二氧化硅、硫化物和成矿元素的热水溶液喷出海底沉积形成的，是大厂超大型矿床、硅质岩和生物礁古油藏热水沉积成因最直接的标志。     

碧口群古热水系统发育的富铁硅岩稀土元素地球化学证据

碧口群富铁硅岩以富铁、贫铝、贫稀土为特征,具Eu正异常和不同程度的Ce负异常,与现代深海热水沉积物具有类似的稀土配分模式.硅岩Eu正异常一般代表高温流体的参与,而Ce异常反映了海水的作用.同时发育Eu正异常、Ce负异常反映硅岩为热水成因,是由流体/海水不同程度对流混合形成的.热水硅岩的存在反映碧口群曾发育古海底热水系统.根据硅岩Ce异常、Y/Ho比值的变化特征及其两者的线性关系,推测热水系统形成于大陆陆缘-远洋盆地的过渡位置.热水硅岩成因的确定对碧口群铜矿床成矿条件、矿床类型及其控矿因素的研究具有重要指导意义.     

印度尼西亚西爪哇内格拉萨金矿区古成矿流体研究

通过对比研究各种类型矿石的化学组分、矿物共生组合、围岩蚀变特征,以及包体测温数据,初步认为金在古成矿流体在中低温、低氧逸度、pH值接近中性的物理化学环境中,以硫氢络合物(Au(HS))的形式迁移。流体物理化学环境的骤变是引起矿质元素沉淀的内因;而诱发物理化学环境改变的主要外界因素是流体的沸腾作用和硫化作用。基于研究区的大地构造背景、区域成矿带及矿区地质特征,提出"本区矿床属于火山-次火山杂岩成矿体系,相应的热液系统为与火山-次火山杂岩有关的岩浆-大气降水热液系统"的假设,并利用该假设解释本区矿床的成因。     

海底沉积物中甲烷的来源、消耗与释放通量

海洋是大气甲烷的重要源和汇,开展海底沉积物中甲烷的生物地球化学研究,有助于了解海底甲烷释气作用对CH_4或CO_2在海-气界面释放的贡献。本文综述了海底沉积物中甲烷的来源、消耗与转移的具体过程,以及河口、近岸沉积物-海水界面甲烷的交换通量,并对今后研究工作提出几点建议。     

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。     

长江中下游铜、金矿床成矿流体系统的形成条件及机理

长江中下游铜、金成矿带是我国最重要的金属成矿带之一。成矿流体系统形成的地球动力学背景及地质地球化学条件对比研究表明,赋存于石炭系中的层状铜、金矿床是海西期拉张背景下热卤水沿同生断裂经喷流作用形成的海底喷流(热水)沉积矿床;与燕山期中酸性侵入岩有关的铜、金矿床是在上地幔隆起、张性或向张性过渡背景下形成的,是中酸性岩浆经熔体流体分离作用形成的岩浆热液与大气降水混合,经水-岩作用等复杂的输运和化学反应耦合过程的动力学产物。     

海底流体的流动：对地质学、生物学和海洋环境的影响

海底流体的流动也称为渗流，它包括气体和液体在海底的流动，这就包括热的热水渗流和冷的碳化氢渗流，而碳化氢可能是生热或微生物的源头，已经发现，这样的流体从海底渗流到海洋的海上环境和世界的各大洋——从海岸到深海的海沟。由于海底流体的流动是从海底的沉积物流动到海水，流动的范围较大，因此，所涉及的研究学科也较广泛，包括地质学、生物学、化学、环境科学和海洋学。本书论述海底流体流动的特点和过程，并指出这种流动对人类活动、自然环境和我们星球的开发的重要性。     

海底热液硫化物矿床研究进展综述

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,海底多金属硫化物矿床是热液活动的产物,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。本文对近10年来国内外研究硫化物矿床的有关研究进行了综述,并结合古洋底块状硫化物矿床进行了成因分析。     

粤东地区中生代金属矿床的成矿机制

在前人大量系统和深入的成矿地质背景和成矿地质地球化学研究的基础上,根据粤东地区锡、钨、铜、银、金多金属矿床(点)区域成矿作用特征,着重探讨了在中生代花岗质火山-侵入杂岩岩浆作用的背景下,成矿元素的富集过程及成矿物质的迁移、沉淀机制.研究认为,成矿物质的富集经历了地壳岩石的选择性部分熔融、花岗质岩浆分异、流体-熔体分馏和流体与流经岩石相互反应(水-岩作用)4个阶段.由于作为热源的岩浆熔体的存在及不同成因断裂裂隙构造的产生,富含成矿元素的岩浆热液流体上升,并与深循环的大气降水热液混合,形成热液对流体系.在长期的热液对流循环中,随着构造脉动和物理化学条件的改变,沉淀出不同阶段的矿石,并在不同的构造部位和围岩中形成不同类型的矿床.     

兰坪金顶铅锌矿石膏的研究

兰坪铅锌矿床是目前我国最大的Pb-Zn矿床,一般认为其成因为热液成矿作用.兰坪盆地自中生代以来,形成了极为丰富的金属与盐类矿产,是我国著名的热液成矿带,同时还拥有大型的石膏矿床.以成矿过程中石膏的流体性质为主要研究内容,选择兰坪金顶铅锌矿区的架崖山—北厂矿段为主要样品采集区.以热液矿物作为研究对象,研究了石膏的结构和构造.通过矿物学-岩相学研究,观察石膏在不同矿化阶段的这些特征,观察石膏在热液成矿期次中的这些特征;结合电子探针微区分析,基本查明石膏在各阶段流体的化学组成.