南大西洋中脊26°S热液区成矿物质来源探讨

南大西洋中脊的26°S热液区广泛发育多金属硫化物、底泥、枕状熔岩、非活动性烟囱体和活动性烟囱体。为了有效探索硫、铜等成矿物质的来源以及成矿作用过程,分别以玄武岩、烟囱体残片及块状多金属硫化物为研究对象,开展了熔融包裹体、硫同位素和铜同位素研究。结果显示:区内玄武岩新鲜未蚀变且斑晶中产出大量熔融包裹体;熔融包裹体气泡壁附着黄铜矿、黄铁矿及磁铁矿等子矿物,说明在岩浆作用过程中可从熔浆中分离出成矿所需的金属元素和硫,这些成矿元素随着岩浆去气作用进入挥发分中,并随着脱气作用迁移出来。通过对烟囱体残片及块状多金属硫化物中黄铁矿的硫同位素组成进行比对分析,发现26°S热液区内硫化物的硫同位素与大西洋各热液区硫化物的硫同位素变化范围相一致,但δ^34SV-CDT值略低(3.0‰~3.9‰)。低的δ^34SV-CDT值指示硫以岩浆硫源为主,海水硫酸盐还原硫占比低。黄铜矿呈现略微富铜重同位素特征且分馏程度较低,其δ^65Cu值(0.171‰~0.477‰)趋近于大洋中脊玄武岩的铜同位素值(0)。综合硫同位素及铜同位素特征,表明热液流体经历了岩浆和海水的混合过程,成矿物质主要来自于岩浆热液,成矿作用过程中可能有少量海水混入。

南大西洋中脊26°S 热液区烟囱体矿物学研究

南大西洋中脊26°S热液区是我国科学家在南大西洋中脊发现的热液区,这是目前为止在大西洋中脊发现的位置最南的热液区。本文应用成因矿物学方法,对取自热液区的烟囱体碎块进行了研究。结果表明,烟囱体由外向内发育3种类型硫化物:富Fe型、Fe-Cu型以及富Cu型硫化物。富Fe型硫化物的矿物组合为黄铁矿-白铁矿;Fe-Cu型硫化物的矿物组合为黄铁矿-黄铜矿;富Cu型硫化物的矿物组合为黄铜矿-黄铁矿。参照Graham的太平洋海隆烟囱理想生长模式,推测26°S热液区烟囱发育较为成熟。

大西洋中脊26°S热液区玄武岩地球化学特征及其地幔源区性质

南大西洋中脊(SMAR)属于慢速扩张脊,26°S(SMAR 26°S)热液区是中国新近发现的以玄武岩为基岩的热液区。本次研究对热液区的玄武岩开展了岩相学和地球化学研究,揭示玄武岩的地球化学特征和岩浆源区性质,探讨其成矿潜力。结果表明,该热液区玄武岩地球化学特征和正常洋中脊玄武岩(N-MORB)相似,为钠质拉斑玄武岩;它们是由下伏亏损的尖晶石二辉橄榄岩地幔部分熔融而成。玄武岩所具有的低w(K2O)(0.05%~0.25%)、低(Ce/Yb)N比值(0.62~0.86),以及异常指数(Nb^*<1,P^*<1,Sr^*≤1,Zr^*>1)特征,表明源区地幔性质不均一,且受到了不同程度的陆壳物质混染;w(MgO)为7.52%~8.81%,指示热液区岩浆结晶分异程度低,岩浆演化不彻底。轻微的Eu正异常(δEu值为1.03~1.15),指示玄武岩形成过程中受到一定程度高温热液流体的影响,并处于强还原环境。与其他热液区玄武岩相比,研究区玄武岩Ba,Rb等高度不相容元素含量较低,均显示正Eu异常,岩石-海水相互作用弱。研究区玄武岩的Zn和Cu的含量分别为72.0~148.0×10^-6和79.9~138.5×10^-6,与MARK区和大西洋46°~32°S热液区玄武岩相比,研究区玄武岩可能具有更大的成矿潜力。