西南印度洋脊的海底热液活动和硫化物勘探 被引量：33

1

作者 陶春辉 李怀明 +7 位作者 金肖兵 周建平 吴涛 何拥华 邓显明 顾春华 张国堙 刘为勇 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第19期1812-1822,共11页

多金属硫化物是海底热液活动的主要产物,以其富含铜、锌、铅、金和银等贵金属元素成为一种潜在的海底矿产资源,备受关注.2007年以来,中国大洋调查航次在西南印度洋脊开展了4个航次共8个航段的海底热液活动调查,发现了8处热液区.在此基础... 多金属硫化物是海底热液活动的主要产物,以其富含铜、锌、铅、金和银等贵金属元素成为一种潜在的海底矿产资源,备受关注.2007年以来,中国大洋调查航次在西南印度洋脊开展了4个航次共8个航段的海底热液活动调查,发现了8处热液区.在此基础上,中国大洋矿产资源研究开发协会与国际海底管理局签署了西南印度洋脊1×104 km2的多金属硫化物勘探合同.系统介绍了中国在西南印度洋脊海底热液活动调查中（2007-2010年）发现的热液区（点）分布,并初步分析了典型热液区的地质特征.基于此,提出将来西南印度洋脊硫化物勘探中应注重开展西南印度洋脊多金属硫化物控矿因素、非活动/埋藏型硫化物找矿方法、海底多金属硫化物资源评价方法等方面的研究,亟需加快建立热液区尺度的近底硫化物勘探技术体系. 展开更多

关键词 超慢速扩张洋脊 西南印度洋脊 海底热液活动 多金属硫化物 中国大洋航次

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慢速-超慢速扩张西南印度洋中脊研究进展 被引量：21

2

作者 李小虎 初凤友 +1 位作者 雷吉江 赵建如 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期595-603,共9页

西南印度洋中脊具有慢速—超慢速扩张速率和倾向扩张的特征,是全球洋中脊系统研究的热点之一,也是研究海底构造环境、热液活动、地幔深部过程及其动力学机制的重要区域。在前人工作的基础上较为详细地介绍了西南印度洋中脊的研究历史、... 西南印度洋中脊具有慢速—超慢速扩张速率和倾向扩张的特征,是全球洋中脊系统研究的热点之一,也是研究海底构造环境、热液活动、地幔深部过程及其动力学机制的重要区域。在前人工作的基础上较为详细地介绍了西南印度洋中脊的研究历史、地形划分、扩张速率及其构造特征,归纳了西南印度洋中脊热液活动及岩石地球化学特征,探讨了超慢速扩张洋脊和超镁铁质岩系热液系统的特殊性,并认为超慢速扩张洋脊广泛暴露的地幔岩及其蛇纹石化作用、超镁铁质岩系热液系统以及热液硫化物成矿作用是西南印度洋中脊今后研究的重要内容。 展开更多

关键词 超慢速扩张洋脊 热液活动 超镁铁质岩系热液系统 西南印度洋中脊

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现代海底热液过程及成矿 被引量：9

3

作者 李军 孙治雷 +1 位作者 黄威 崔汝勇 《地球科学（中国地质大学学报）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期312-324,共13页

原始的海水成分、基岩的组分及结构、热源性质等因素决定着现代海底热液喷口系统的流体成分,同时,各种地质构造背景下的岩浆脱气作用也在不同程度上影响热液流体的组成.热液流体一旦喷出海底,就能形成不同类型的热液沉积体,包括高温流... 原始的海水成分、基岩的组分及结构、热源性质等因素决定着现代海底热液喷口系统的流体成分,同时,各种地质构造背景下的岩浆脱气作用也在不同程度上影响热液流体的组成.热液流体一旦喷出海底,就能形成不同类型的热液沉积体,包括高温流体形成的金属硫化物或硫酸盐烟囱体、热液丘以及由低温弥散流及非浮力羽流形成的含金属沉积物堆积体.高温烟囱体的形成受控于海水和热液的混合比例,常常表现为典型的两阶段模式,即先形成环状硬石膏表层,然后在其内部发生富Cu硫化物的沉淀.这一模式在更大尺度上也可以观察到,如TAG热液丘.含金属沉积物遍布海底,除热液羽流外,金属硫化物烟囱体在氧化环境中氧化蚀变的产物也是其重要来源.生物的活动贯穿于现代热液过程的始终,并在烟囱体的形成、分解以及羽流的扩散沉淀过程中起到了重要作用.当前,热液生物矿化机理、Lost City型热液场以及超慢速扩张洋脊的有关研究是海底这一系统研究的热点,前两者研究能使人们更好地理解地球早期的演化和生命的起源,而后者的考察和研究能进一步丰富海底热液成矿理论,并有助于寻找更大规模的热液矿体. 展开更多

关键词 海底热液过程 烟囱体 生物矿化 海底热液喷口系统 超慢速扩张洋脊 微生物学

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西南印度洋中脊热液区烃类有机质组成及其成因意义 被引量：3

4

作者 雷吉江 初凤友 +3 位作者 于晓果 李小虎 陶春辉 葛倩 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期281-290,共10页

利用气相色谱（GC）、气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）测定了西南印度洋中脊49.6°E热液区热液产物中的可溶有机质,结合生物标志物和单体同位素分析,对烃类有机质的组成、来源及成因意义进行了探讨。硫化物烟囱体以正构烷烃（3.437~3.... 利用气相色谱（GC）、气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）测定了西南印度洋中脊49.6°E热液区热液产物中的可溶有机质,结合生物标志物和单体同位素分析,对烃类有机质的组成、来源及成因意义进行了探讨。硫化物烟囱体以正构烷烃（3.437~3.962μg/g）为主要烃类,L/H〈1,C22以上烷烃具有轻微奇碳数优势（CPI=1.140~1.209）,NAR接近0;生物标志物类型丰富（Sq、IS40、烷基环己烷）,C31藿烷22S/（R＋S）高达0.77,且缺少17β（H）,21β（H）构型藿烷;低碳数饱和脂肪酸为主要脂肪酸类型,异构/反异构脂肪酸含量显著,缺少单不饱和脂肪酸。热液蚀变岩以异构烷烃（2.094μg/g）为主要烃类,正构烷烃以低碳数（L/H=1.33）、偶碳优势（CPI=0.377）为特征;脂肪酸以单不饱和脂肪酸为主。结果表明,海洋原生生物体是49.6°E热液区主要的烃类有机质输入源,热液流体温度及化学条件是控制热液喷口区原生生物群落分布及热液产物中烃类有机质组成的主要因素。生物标志物类型显示硫化物烟囱体中具有产甲烷古菌与硫酸盐还原菌共存的现象,反映出热液流体中富含H2,表明49.6°E热液区具有非生物合成烃类的可能。 展开更多

关键词 超慢速扩张洋脊 热液喷口 烃类有机质 生物标志物

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超慢速扩张洋脊:海洋地学研究新领域 被引量：3

5

作者 张振国 方念乔 +2 位作者 高莲凤 李江山 桂宝玲 《海洋地质动态》 2007年第4期17-20,共4页

超慢速扩张洋脊是近年发现的全球大洋中脊系统中一个新的类型,以低扩张速率、微弱的火山作用和缺乏转换断层为特征。阐述了超慢速扩张洋脊的特征及地理分布,简要介绍了美国、德国、丹麦、俄罗斯等国家对超慢速扩张洋脊的研究与探索以及... 超慢速扩张洋脊是近年发现的全球大洋中脊系统中一个新的类型,以低扩张速率、微弱的火山作用和缺乏转换断层为特征。阐述了超慢速扩张洋脊的特征及地理分布,简要介绍了美国、德国、丹麦、俄罗斯等国家对超慢速扩张洋脊的研究与探索以及国内研究现状。 展开更多

关键词 超慢速扩张洋脊 大洋中脊 研究 新领域

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海洋核杂岩形成机制及其热液硫化物成矿意义 被引量：3

6

作者 李洪林 李江海 +1 位作者 王洪浩 张华添 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期53-59,共7页

海洋核杂岩是近年来新提出的洋底构造样式,其主要产出于慢速-超慢速扩张洋中脊轴两侧,目前在中大西洋脊、西南印度洋脊、中印度洋脊以及东南印度洋脊均发现海洋核杂岩。海洋核杂岩以其表面梳状构造为主要的探测特征,其构造要素还包括平... 海洋核杂岩是近年来新提出的洋底构造样式,其主要产出于慢速-超慢速扩张洋中脊轴两侧,目前在中大西洋脊、西南印度洋脊、中印度洋脊以及东南印度洋脊均发现海洋核杂岩。海洋核杂岩以其表面梳状构造为主要的探测特征,其构造要素还包括平行于洋脊轴的拆离断层、上盘后期正断层等;其岩石组合以出露于洋底的地幔岩石为主。海洋核杂岩的发育与慢速-超慢速洋脊的扩张速率、岩浆补给和拆离断层的发育有关:慢速-超慢速扩张洋脊的岩浆补给不足以平衡洋脊扩张所带来的空间应变量,从而以在薄弱带发育拆离断层来弥补,并继而使拆离断层下盘的地幔岩石出露洋底表面,形成海洋核杂岩。海洋核杂岩的发育经历了发育初期、发展期、成熟期和衰亡期等周期。海洋核杂岩为洋底热液硫化物矿床的发育提供了物质来源、热液通道等有利条件,或将是热液硫化物矿床发育的有利构造条件,是一种新的远离洋脊轴的热液系统。 展开更多

关键词 海洋核杂岩 拆离断层 慢速-超慢速扩张洋脊 热液硫化物 岩浆补给

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西南印度洋脊49°39′E热液区硫化物烟囱体的矿物学和地球化学特征及其地质意义 被引量：26

7

作者 陶春辉 李怀明 +7 位作者 黄威 韩喜球 武光海 苏新 周宁 林间 何拥华 周建平 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第28期2413-2423,共11页

2007年1～3月中国大洋19航次首次在超慢速扩张的西南印度洋脊(SWIR)49°39′E发现了活动的海底热液区,这是世界上在超慢速扩张洋中脊发现的第一个活动热液区.本文对获取的硫化物烟囱体样品进行了矿物组构特征、主微量及稀土元素分析... 2007年1～3月中国大洋19航次首次在超慢速扩张的西南印度洋脊(SWIR)49°39′E发现了活动的海底热液区,这是世界上在超慢速扩张洋中脊发现的第一个活动热液区.本文对获取的硫化物烟囱体样品进行了矿物组构特征、主微量及稀土元素分析.结果表明:(1)烟囱体内部以黄铜矿为主,含少量黄铁矿和闪锌矿;中部以黄铁矿为主,含有少量闪锌矿和黄铜矿;外部以黄铁矿和闪锌矿为主,黄铜矿量较少.从烟囱体内部到外部,矿物晶粒变小,晶形变差,矿物间孔隙逐渐发育,与东太平洋海隆和大西洋中脊等其他洋中脊硫化物烟囱体的矿物组成和特点类似;(2)研究区硫化物烟囱体Cu,Fe,Zn的平均含量分别为2.83%,45.6%,3.28%;Au和Ag的平均含量分别为2.0和70.2ppm,同其他洋中脊硫化物的元素含量相比较富集;(3)研究区的硫化物烟囱体REE具有轻稀土富集、重稀土亏损的配分特点,多数样品呈现负Eu异常,与典型无沉积物覆盖大洋中脊硫化物不同,可能与该区特殊的成矿环境或者热液流体组成特征有关. 展开更多

关键词 超慢速扩张洋中脊 西南印度洋脊 49°39'E热液活动区 硫化物烟囱体

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现代海底超镁铁质岩系热液系统与地质意义 被引量：6

8

作者 李小虎 初凤友 +1 位作者 雷吉江 赵建如 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期133-139,共7页

现代海底热液循环与洋中脊地质过程一直是国际洋中脊计划研究的热点。海底热液系统多数都与海底玄武岩及其水-岩反应直接相关,而一类与深海橄榄岩的产出及其蛇纹石化作用有关的海底热液系统——超镁铁质岩系热液系统,以具有高浓度H2和CH... 现代海底热液循环与洋中脊地质过程一直是国际洋中脊计划研究的热点。海底热液系统多数都与海底玄武岩及其水-岩反应直接相关,而一类与深海橄榄岩的产出及其蛇纹石化作用有关的海底热液系统——超镁铁质岩系热液系统,以具有高浓度H2和CH4异常而低SiO2浓度为显著特征,主要分布在慢速扩张大西洋中脊和超慢速扩张北冰洋Gakkel洋脊和西南印度洋中脊。超镁铁质岩系热液系统在流体组成、构造背景和硫化物成矿方面与玄武岩热液系统有很大差异,主要表现在地幔来源超镁铁质岩石的普遍出露、喷口流体高的H2和CH4异常以及硫化物中高Co/Ni比值。超镁铁质岩系热液系统的发现丰富了全球洋中脊热液系统的研究内容,对洋中脊地质过程、海底热液活动及其成矿作用研究具有重要意义。 展开更多

关键词 超镁铁质岩 热液系统 慢速-超慢速扩张洋中脊 蛇纹石化

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超慢速扩张洋中脊的海底地形分段特征研究

9

作者 苏道鑫 闫凯暄 +1 位作者 亢瑞馨 孙连泽 《科技创新与应用》 2023年第21期28-31,共4页

为研究超慢速扩张洋中脊的地形分段特征和中心形态的变化,该文使用多波束水深数据,对西南印度洋中脊(10°-70°E)和加克洋中脊(7°W-102°E)进行二级洋中脊的分段和地形地貌测量,分别划分出71和19个二级洋脊段。测量结... 为研究超慢速扩张洋中脊的地形分段特征和中心形态的变化,该文使用多波束水深数据,对西南印度洋中脊(10°-70°E)和加克洋中脊(7°W-102°E)进行二级洋中脊的分段和地形地貌测量,分别划分出71和19个二级洋脊段。测量结果说明,西南印度洋中脊和加克洋中脊的岩浆上涌单元间隔、洋脊段沿轴地形起伏变化、中央裂谷宽度和高度的平均值都大于扩张更快的洋中脊。超慢速扩张洋中脊的二级分段长度与沿轴地形起伏呈正相关,岩浆供给强度是扩张中心形态变化的主要控制因素。 展开更多

关键词 超慢速扩张洋中脊 海底地形 分段性 岩浆供给 多波束水深数据

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西南印度洋中脊49.5°E离轴地壳结构 被引量：3

10

作者 王伟 牛雄伟 +5 位作者 阮爱国 Syed Waseem Haider 胡昊 王奥星 卫小冬 张洁 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期4406-4417,共12页

超慢速扩张西南印度洋中脊岩浆的集中供给在空间维度上表现为岩浆扩张段(NVR)与相邻的非转换断层不连续带(NTD)地壳结构的差异,而在时间维度上表现为离轴与沿轴地壳结构的差异.为了进一步揭示岩浆集中供给的时空分布特征,本文选取西南... 超慢速扩张西南印度洋中脊岩浆的集中供给在空间维度上表现为岩浆扩张段(NVR)与相邻的非转换断层不连续带(NTD)地壳结构的差异,而在时间维度上表现为离轴与沿轴地壳结构的差异.为了进一步揭示岩浆集中供给的时空分布特征,本文选取西南印度洋中脊热液区2010年海底地震仪深部探测中平行于洋中脊距轴部偏北约10 km的离轴测线d0d10,使用射线追踪正演和反演的方法,得到了NVR和NTD北侧离轴区域的地壳及上地幔P波速度结构,并与轴部速度结构进行了对比分析.研究结果表明:(1)NTD北侧离轴区域的地壳厚度约5.2 km,其厚度明显大于轴部NTD下方地壳厚度(～3.2 km),由此推测洋脊轴部NTD区域形成的地壳在不断减薄;(2)NVR北侧离轴区域的地壳厚度约7.0 km,其厚度亦大于轴部NVR地壳厚度(～5.8 km),表明在洋中脊演化过程中洋脊轴区域的岩浆供给在不断减少,其活动性在不断减弱. 展开更多

关键词 离轴地壳结构 西南印度洋中脊 超慢速扩张洋中脊 海底地震仪

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超慢速扩张洋中脊NTD的蛇纹石化地幔:海底广角地震探测 被引量：3

11

作者 牛雄伟 李家彪 +5 位作者 阮爱国 吴振利 丘学林 赵明辉 卫小冬 欧阳青 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期952-961,共10页

非转换断层不连续（NTD）在超慢速扩张洋中脊高频度出现,其地壳速度结构与相邻的岩浆扩张中心（NVR）差别明显.结合表层断层多和减薄的地壳,说明NTD在超慢速洋中脊扩张理论、热液活动甚至矿产资源方面有十分重要的意义.本文使用2条海底... 非转换断层不连续（NTD）在超慢速扩张洋中脊高频度出现,其地壳速度结构与相邻的岩浆扩张中心（NVR）差别明显.结合表层断层多和减薄的地壳,说明NTD在超慢速洋中脊扩张理论、热液活动甚至矿产资源方面有十分重要的意义.本文使用2条海底广角地震测线的数据,使用射线追踪正反演的方法,获得了西南印度洋中脊28～29扩张段之间NTD下方的地壳及上地幔速度结构.结果表明：（1）NTD下方地壳较薄（3.2～4.5 km）,洋壳层2厚约2.0 km,洋壳层3较薄（1.0 km）甚至缺失;（2）洋壳层2表层速度横向差异大,表明存在较多断裂;（3）洋壳层3出现低速区,成因可能是受浅部大断裂或地幔蛇纹石化作用影响;（4）上地幔顶部速度存在低速异常（7.2 km/s）,结合NTD地壳较薄（〈5 km）和表层断裂多的特征,认为是上地幔发生大规模蛇纹石化作用导致低速,为进一步理解和区分莫霍面与蛇纹石化前缘（Serpentinization Front）提供了一个很好的例证. 展开更多

关键词 蛇纹石化地幔 非转换断层不连续 热液活动 超慢速扩张洋中脊 海底地震探测

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超慢速扩张洋中脊岩浆形成和迁移汇聚动力学研究 被引量：1

12

作者 刘持恒 李江海 +2 位作者 刘仲兰 范庆凯 何苗 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期86-95,共10页

超慢速扩张洋中脊具有不同于其他扩张速率洋中脊的特征,表现为剧烈变化的洋壳厚度和典型的非岩浆段。本文对前人研究的洋中脊岩浆形成关键因素和迁移聚集模式进行综合分析,结合实际地球物理和地球化学的观测数据,探讨了超慢速扩张洋中... 超慢速扩张洋中脊具有不同于其他扩张速率洋中脊的特征,表现为剧烈变化的洋壳厚度和典型的非岩浆段。本文对前人研究的洋中脊岩浆形成关键因素和迁移聚集模式进行综合分析,结合实际地球物理和地球化学的观测数据,探讨了超慢速扩张洋中脊岩浆从地幔源区形成、迁移汇聚、形成洋壳的整个地质过程,进一步指出了影响洋壳结构的关键控制因素。研究结果表明,超慢速扩张洋中脊沿轴洋壳厚度的变化受岩浆补给量和迁移汇聚的共同制约。其中,岩浆补给量受控于洋中脊的地幔潜热、地幔成分和扩张速率的变化;岩浆迁移和汇聚过程则与超慢速扩张洋中脊密集的分段特征和阻渗层的空间结构密切相关。 展开更多

关键词 超慢速扩张洋中脊 洋壳厚度 部分熔融 岩浆迁移 分段性

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西南印度洋中脊斜向扩张分段特征及构造成因探讨

13

作者 张华添 李江海 陶春辉 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期271-283,共13页

斜向扩张是超慢速扩张洋中脊独特的构造特征,其地形分段特征明显区别于经典的快速-慢速端元洋中脊模型,是理解超慢速扩张洋中脊地质过程的重要切入点。基于西南印度洋中脊Indomed-Gallieni和Shaka-DuToit段多波束地形数据,分析了不同斜... 斜向扩张是超慢速扩张洋中脊独特的构造特征,其地形分段特征明显区别于经典的快速-慢速端元洋中脊模型,是理解超慢速扩张洋中脊地质过程的重要切入点。基于西南印度洋中脊Indomed-Gallieni和Shaka-DuToit段多波束地形数据,分析了不同斜向扩张角度(α)洋中脊的地形分段样式。其中,46.5°~47.5°E(α=5°)、16°~25°E(α=10°)和48.5°~52°E(α=15°)为近正向扩张段,发育雁列式叠置的中央火山脊;47.5°~48.5°E(α=50°)和16°~25°E(α=60°)为斜向扩张段,仅在洋脊段中部形成中央火山脊。利用有限差分+颗粒法(FD+MIC)数值模拟技术研究了洋中脊应变分布特征对不同α值的响应,结合地形分析,认为斜向扩张角度和温度异常分布共同控制了洋中脊地形分段样式。近正向扩张洋中脊(α<20°)在温度异常处形成地壳伸展应变的集中区,有利于岩浆汇聚,发育雁列式叠置的中央火山脊,其位置随温度异常分布的变化而改变;斜向扩张洋中脊(α>20°)地壳伸展应变集中区的位置受斜向扩张几何样式控制,在洋脊段中部发育中央火山脊,对温度异常不敏感,形成位置长期固定的岩浆活动中心。 展开更多

关键词 斜向扩张 超慢速扩张洋中脊 地形分段样式 多波束地形 数值模拟

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超慢速洋中脊岩浆作用的数值模拟

14

作者 牛雄伟 阮爱国 +1 位作者 李家彪 孟林 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2017年第5期2230-2235,共6页

为了验证西南印度洋中脊50°E区域的残留熔融体与8~11 Ma前的岩浆供给活动的相关性,用有限元方法对洋壳模型进行热力学数值计算,以期解答超慢速洋中脊热液活动是由于古岩浆房长期持续供热,还是依赖周边热点提供持续的岩浆和热融熔问... 为了验证西南印度洋中脊50°E区域的残留熔融体与8~11 Ma前的岩浆供给活动的相关性,用有限元方法对洋壳模型进行热力学数值计算,以期解答超慢速洋中脊热液活动是由于古岩浆房长期持续供热,还是依赖周边热点提供持续的岩浆和热融熔问题.实验模拟了水平层状洋壳模型和地震试验得到的实际洋壳模型两种情况,对水平层状洋壳模型研究了上地幔有、无持续岩浆供给两种情况,对实际洋壳模型研究了一次岩浆供给的情况.结论如下:如果洋壳层底部没有持续热供应,岩浆房持续时间约为数千年或数万年;西南印度洋中脊中东段隆起区的热液活动和岩浆房最多持续存在0.8 Ma,现今热液活动的热源并不是8~11 Ma前的岩浆供给提供的. 展开更多

关键词 超慢速扩张洋中脊 热点 岩浆房 热力学过程 有限元方法

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