慢速扩张卡尔斯伯格脊远轴热液成矿作用的发现和意义

慢速扩张洋中脊是海底多金属硫化物勘查的重要地区,然而目前对离轴的大洋核杂岩(OCC)热液成矿作用的调查及认识非常有限。本文对卡尔斯伯格脊2.54°N附近一处离轴20 km处OCC采集的样品进行了详细的矿物学和元素地球化学研究。结果表明,蚀变玄武岩和石英角砾岩的矿物共生组合以及化学特征指示了高温热液蚀变与矿化过程,以及低温海底风化过程。从热液蚀变至矿化阶段,绿泥石化和黄铁矿化逐渐增强,部分亲石(Ca、Sr)、亲铜(Zn)和稀土元素迁出,Cu逐渐迁入。通过典型矿床黄铁矿对比分析发现,研究区蚀变玄武岩和石英角砾岩中的黄铁矿总体具有高Ni、Co和Se含量,以及高Ni/As值的特征,反映了高温和强还原的成矿流体性质,并受到深部超镁铁质围岩的影响。相比蚀变玄武岩中黄铁矿(PyⅠ),石英角砾岩黄铁矿(PyⅡ)更富集Co和Se,反映流体温度升高的趋势。此外,受到热液流体与海水混合作用等过程影响,在成矿后期Ag进一步在蚀变玄武岩黄铁矿中富集。本次研究证实了在远离脊轴的OCC区域,拆离断层的构造作用有利于深部热液矿化线索抬升至海床面,为慢速扩张洋中脊的硫化物资源分布规律与热液成矿机理等研究提供了新视角。