现代洋底低温富Si烟囱体的构建:以劳盆地CDE热液场为例

CDE热液场是中国在劳盆地东部扩张中心区域发现的热液场.本文报道了该热液场小型低温富Si烟囱体的矿物学、地球化学分析结果.矿物学分析发现,烟囱体壁的矿物具有着明显的环带结构:沿烟囱主通道内壁向外,分别由蛋白石+重晶石层,长杆状蛋白石层,Fe-Si质丝缕体层以及最外面的Fe-Mn氧/羟化物(以下简称Fe-Mn氧化物)层组成.蛋白石的氧同位素测温表明最内层蛋白石和重晶石层的沉淀温度为68.5℃,而次内层长杆状蛋白石层为39.6℃,具有明显的温度梯度.同时,稀土元素的各个指标(Eu/Eu*,Ce/Ce*与(La/Yb)N)以及从不同层位烟囱体壁提取到的Fe-Mn氧化物的Sr同位素比值均在次外层有明显异常,暗示该烟囱体在发育的初始阶段,最先形成的外壁是当前的次外层.形态学观察表明嗜中性Fe氧化菌的微生物和某些可能利用Si的微生物在烟囱体的构建过程中起到了重要作用,其代谢活动形成的Fe-Si质丝缕体和少量蛋白石以及重晶石沉淀最先形成环状的原始外壁,并与后期出现的长杆状蛋白石一起交织成三维立体网络,通过逐步矿化增生影响了烟囱体壁的渗透能力,最终控制了海水和热液的混合比例,导致低温富Si烟囱体的环带状结构的形成.元素地球化学分析还表明,矿物的环带特征以及Fe-Mn氧化物的对周围水体中元素的"吸附作用"控制了烟囱体的地球化学特征.