王 琰, 黃 毅, 2*, 楊 帆, 2*, 吳仲瑋, 關(guān) 瑤, 薛 飛

1. 國家海洋局南海規(guī)劃與環(huán)境研究院, 廣東 廣州 510300

2. 中山大學海洋科學學院, 廣東 廣州 510275

3. 廣東省海洋資源與近岸工程重點實驗室, 廣東 廣州 510006

4. 自然資源部第四海洋研究所, 廣西 北海 536000

引 言

熱液沉積物是一種富含Cu、 Zn、 Pb等金屬元素和稀土元素(REE)的重要海底礦產(chǎn)資源, 在不同構(gòu)造背景下, 如大洋中脊[1-2]、 熱點海山[3-5]及弧后盆地[6-8]的熱液區(qū)中均有廣泛分布, 因此具有重要的經(jīng)濟價值[9-14]。 根據(jù)熱液沉積物的成因性質(zhì), 可以分為多金屬硫化物風化產(chǎn)物[15]、 熱液柱墜落物[16-17], 以及低溫彌散流沉淀產(chǎn)物[18-19]。 由于低溫彌散流在熱液系統(tǒng)中普遍存在, 并可指示熱液成礦過程的強度、 范圍以及方向, 因此彌散流形成的熱液沉積物成為研究熱液系統(tǒng)的標志物[20], 也是研究熱液系統(tǒng)的重要媒介。

熱液西南印度洋中脊是全球已發(fā)現(xiàn)僅有的兩條超慢速擴張洋脊之一, 且在該洋中脊上發(fā)育的活動熱液區(qū)更是世界上在超慢速擴張中脊發(fā)現(xiàn)的首個活動熱液區(qū), 具有十分重要的研究意義。 以西南印度洋超慢速擴張脊49.2°E—50.5°E熱液區(qū)的熱液沉積物為研究對象, 進行了礦物學、 地球化學特征等方面的研究, 揭示了其成因及元素含量的限制因素, 并進一步探討了該熱液區(qū)的擴張性質(zhì)及礦區(qū)的成礦特征。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

西南印度洋中脊(SWIR), 作為南極洲板塊和非洲板塊的邊界, 西起布韋三聯(lián)點(BTJ; 55°S, 00°40′W), 向東延伸至羅德里格斯三聯(lián)點(RTJ; 25°30′S, 70°E), 總長約8 000 km; 擴張速率為13～18 mm·a-1, 具有傾斜擴張的特點, N-S方向上半擴張速率僅為7～8 mm·a-1, 屬于典型的超慢速擴張洋脊[21]。

西南印度洋中脊中央裂谷地形以及構(gòu)造環(huán)境非常復(fù)雜, 存在非巖漿作用擴張帶, 同時也有強烈的巖漿作用聚集區(qū), 整體表現(xiàn)為一系列多樣化的海底地形。 洋脊起伏非常大, 被一系列N-S向的轉(zhuǎn)換斷層切割[22-23](如圖1)。 相對于其他洋中脊, 西南印度洋中脊的構(gòu)造特征十分獨特明顯, 主要包括兩個方面: (1)超慢的擴張速率, Georgen等[25]認為這超慢速擴張的洋脊與地幔溫度變冷和巖石圈變厚有關(guān), 并且代表了全球洋中脊體系中的一個端員; (2)西南印度洋中脊兩個端員分別與中-慢速擴張洋脊鏈接, 首先西南印度洋中脊和美洲-南極洲洋中脊(AAR)、 大西洋洋中脊(MAR)交匯于布韋三聯(lián)點(BTJ), 其次與中印度洋中脊(CIR)和東南印度洋中脊(SEIR)三者的交匯于羅德里格斯三聯(lián)點(RTJ), 因此導致了洋脊總長度的增加[22-25]。

圖1 西南印度洋中脊平面展布及分段; 改自[21, 26]

本文采樣區(qū)則主要包括49.2°E、 49.6°E和50.5°E熱液區(qū)。 這3個熱液區(qū)都位于Idmoed和Gallieni轉(zhuǎn)換斷層之間, 處于整個西南印度洋中脊第5洋脊段, 水深較淺, 具有稍微的傾斜方向, 基本上無轉(zhuǎn)換斷層存在。

2 實驗部分

2.1 樣品和方法

研究的3個樣品分別為“大洋一號”船在2007年至2009年對印度洋進行DY115-19、 DY115-20和DY115-21航次科考中采集。 還同時選取了2個硅煙囪和3個殘留氧化物樣品進行對比分析。 西南印度洋中脊熱液區(qū)詳細采樣信息如表1所示。

表1 本次研究區(qū)樣品的采樣信息

X射線衍射光譜分析于中山大學化學與化學工程學院完成, 采用日本理學(RIGAKU)D/MAX 2200 VPC型X射線能譜儀進行測定。 樣品分析時, 電壓和電流分別為40 kV 和30 mA, 掃描步長為0.02, 掃描速度為4.0°·min-1。

全巖主量元素分析于澳實分析檢測中心(廣州)完成。 樣品分解方法為50% Li2B4O7與50% LiBO2熔融, 檢測儀器為熒光光譜儀(XRF)。 使用方法為ME-XRF06, 具體步驟: 將粉末樣品煅燒后加入Li2B4O7-LiBO2助熔物, 充分混合后, 放置在自動熔煉儀中, 使之在1 000 ℃以上熔融; 熔融物倒出后形成扁平玻璃片, 再用X熒光光譜儀分析。

微量元素和稀土元素分析于澳實分析檢測中心(廣州)完成, 其中微量元素采用四酸(HNO3+HClO4+HF+HCl)消解等離子體發(fā)射光譜與等離子體質(zhì)譜(ICP-AES &ICP-MS)測定。 試樣用四酸消解后蒸至近干, 再用稀鹽酸溶解定溶于ICP-AES與ICP-MS進行分析, 元素之間的光譜干擾矯正后, 得出分析結(jié)果。 稀土元素精細分析采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)分析, 試樣加入到LiBO2熔劑中, 混合均勻后, 在1000℃以上的熔爐中熔化。 熔液冷卻后, 用硝酸定溶, 再用ICP-MS分析。

3 結(jié)果與討論

3.1 礦物組成

熱液沉積物軟泥一般為熱液噴出海底后, 與海水混合并擴散形成的熱液羽流的沉積物。 因此, 一般產(chǎn)出于煙囪體周圍。 而這些熱液沉積物雖然為泥狀, 但在顯微鏡下可見細小顆粒的硫化物產(chǎn)出。 樣品S6-3中, 黃鐵礦以自形晶較好的小顆粒存在。 由于顆粒較小較輕, 可以搬運至較遠離淹囪體的區(qū)域沉淀下來, 而在較長時間的搬運過程中, 結(jié)晶時間也較長, 所以結(jié)晶程度也較好(如圖2)。 此外也有少量的黃銅礦以較小顆粒的自形晶產(chǎn)出。 此外, 樣品S32-14A中也與此相似(如圖3), 礦物組成和結(jié)晶度都與S6-3基本一致, 均存在結(jié)晶程度較好的黃鐵礦和黃銅礦小顆粒, 形成過程也較為類似。 S32-14B為硫化物碎屑, 存在較多的鋅硫化物和銅硫化物(如圖4)。

圖2 熱液沉積物S6-3 X射線衍射圖譜

圖3 熱液沉積物S32-14A X射線衍射圖譜

圖4 熱液沉積物樣品S32-14B X射線衍射圖譜

殘留氧化物樣品包括S7-2、 S20-10和S12-10, 這些殘留氧化物中主要由碳酸鈣、 鐵氫氧化物(如針鐵礦)等礦物組成。 其中以S12-10最具代表性, 樣品中主要礦物組成為碳酸鈣(如圖5)。 結(jié)合現(xiàn)場觀測結(jié)果[27], 推測該樣品中主要的碳酸鈣可能由熱液生物的遺體所形成。

圖5 殘留氧化物S12-10 X射線衍射圖譜

硅煙囪包括S17-7以及S16-13, 這些樣品中的主要成分無定形硅, 結(jié)晶度較差, 顯示其較低溫的形成環(huán)境。 而在這兩個樣品的采樣點50.5°E熱液區(qū)也以其較低溫的熱液環(huán)境以及富硅質(zhì)沉淀物為特點。 此外, 在S16-13樣品中, 除無定形硅之外, 還有以草莓狀結(jié)構(gòu)賦存的黃鐵礦, 這種草莓狀黃鐵礦也指示了較低溫的形成環(huán)境。

3.2 熱液沉積物元素地球化學

3.2.1 主量元素

由于熱液沉積物多形成于熱液羽狀流之中, 并且其中含有大量細小的硫化物顆粒, 如黃鐵礦和閃鋅礦等, 所以其主量元素包括了熱液硫化物中的Fe、 Cu、 Zn和S等主量元素, 但含量要稍低(見表2)。 樣品Fe含量變化范圍為26.0%～29.4%, 平均為27.5%, Cu含量均大于1.0%, Zn含量變化范圍為0.5%～1.0%, S含量較高, 均大于10%。 由于熱液羽狀流為熱液流體注入上覆水體所形成的, 所以熱液沉積物相較于熱液硫化物, 具有較多海水來源的元素, 如Ca、 Mg、 K、 Na、 P、 Mn等元素, 這在本次熱液沉積物中也有所體現(xiàn), 這些元素含量是熱液硫化物中的數(shù)倍到數(shù)十倍, Ca含量變化范圍為0.5%～2.6%, Mg含量變化范圍為0.4%～0.6%, Na含量變化范圍為0.9%～1.5%, Mn含量變化范圍為0.5%～2.0%。 因此, 熱液沉積物的主量元素既表現(xiàn)出源于熱液流體的特征, 又體現(xiàn)了海水貢獻的特點。

表2 西南印度洋中脊熱液區(qū)熱液沉積物中的主微量元素含量①

3.2.2 微量元素

熱液沉積物樣品的微量元素含量見表2, 3個樣品間各微量元素含量存在較大差異, 主要金屬元素Au含量較低, 平均為0.1×10-9; Ag含量變化范圍為(10.6～31.7)×10-6, 平均為20.1×10-6; As含量變化范圍為(119～285)×10-6, 平均為220.7×10-6; Ba含量變化范圍為(50～120)×10-6, 平均為80×10-6; Cd含量變化范圍為(10.1～111)×10-6, 平均為65.6×10-6; Co含量變化范圍為(213～292)×10-6, 平均為262.7×10-6; Mo含量變化范圍為(88～92)×10-6, 平均為89.7×10-6; Ni含量變化范圍為(6～29)×10-6, 平均為19.7×10-6; Pb含量變化范圍為(99～1 290)×10-6, 平均為748.3×10-6; W含量變化范圍為(10～180)×10-6, 平均為83.3×10-6。 由此可見, 微量元素Ag、 As、 Ba、 Cd、 W, 尤其Pb在不同熱液沉積物樣品中的含量存在較大差異。

3.3 硅煙囪及殘留氧化物元素地球化學

3.3.1 主量元素

與熱液沉積物樣品具有較高硫化物含量不同, 硅煙囪(S17-7、 S16-3)及殘留氧化物樣品(S7-2、 S20-10、 S12-10)主要以氧化物為主, 但二者的主微量元素依舊表現(xiàn)出不同的地球化學特征(見表3)。

表3 西南印度洋中脊熱液區(qū)硅煙囪和殘留氧化物中的主微量元素含量

硅煙囪樣品中具有較高的SiO2含量, 尤其是S17-7最為典型, 其SiO2含量高達87.76%, 而礦物學分析也顯示該樣品含有大量隱晶質(zhì)的無定型硅。 而S16-13除較高含量的SiO2之外, 同時也具有較高的Fe-Mn氧化物含量, Fe2O3和MnO含量分別為17.47%和20.28%, 并且燒失量也較S17-7更高, 顯示了主量元素特征逐漸向殘留氧化物過渡的特點。 而在殘留氧化物中, 以較高含量的三價Fe和二價Mn為特征, S7-2的Fe2O3和S20-10的MnO含量分別達到34.97%和23.50%, 均顯示較為氧化的形成環(huán)境。 且相對于典型硅煙囪樣品, 殘留氧化物中具有較高的揮發(fā)份(如CO2和H2O+)和燒失量, 表明殘留氧化物主要賦存于低溫含水的環(huán)境。 殘留氧化物中的S12-10還具有較高含量的CaO(11.94%)的特征, 而XRD礦物學分析也表明該樣品中具有碳酸鈣礦物相, 指示該樣品賦存于中性低溫的水體環(huán)境之中。 無論是氧化的形成環(huán)境, 還是中性低溫的賦存環(huán)境, 都與熱液流體酸性高溫的物理化學性質(zhì)相去較遠, 說明受熱液影響較弱。

3.3.2 微量元素

研究區(qū)硅煙囪和殘留氧化物樣品的微量元素含量見表3。 由表3可見, 不同樣品間微量元素含量相差較大, 其中以Ba、 Co、 Cr、 Cu、 Ni、 Pb、 Sr、 Tl、 W和Zn元素差別最大, 含量范圍分別為(127～8 275)×10-6、 (4.40～16.9)×10-6、 (0.01～30.1)×10-6、 (13.1～2 815)×10-6、 (8.64～101)×10-6、 (0.82～108)×10-6、 (39.8～807)×10-6、 (0.12～21.2)×10-6、 (0.32～304)×10-6和(24.5～566)×10-6。 相較而言, 硅煙囪中較富集Ba、 Cr和W元素, 而殘留氧化物中更富集Co、 Cu、 Ni、 Pb、 Sr、 Tl和Zn元素。 其次, 殘留氧化物中貴金屬元素Au的含量(平均5.01×10-9)也相對硅煙囪中Au的含量(平均0.37×10-9)高。 研究區(qū)殘留氧化物Zn(平均312×10-6)和Cu(平均1 296×10-6)的含量較高, 明顯高于典型熱液成因Fe-Mn氧化物的Zn和Cu含量(Zn: 108×10-6; Cu: 36×10-6[28]), 而與典型水成成因Fe-Mn氧化物的Zn和Cu含量接近(Zn: 643×10-6; Cu: 958×10-6[29])。 然而, 研究區(qū)殘留氧化物中Co含量(平均33.9×10-6)明顯低于典型水成成因Fe-Mn氧化物的Co含量[(2 400～8 100)×10-6[29]], 顯示出殘留氧化物具有水成成因與熱液成因混合特征。

3.4 稀土元素地球化學

研究區(qū)熱液沉積物、 硅煙囪以及殘留氧化物樣品的稀土元素含量見表4。 研究區(qū)不同樣品間稀土元素含量存在一定差異, 其中熱液沉積物中稀土元素含量較高(∑REE=(26.37～32.86)×10-6, 平均29.62×10-6), 殘留氧化物中稀土元素含量次之(∑REE=(5.58-30.43)×10-6, 平均16.08×10-6), 硅煙囪中稀土元素含量較低(∑REE=(0.92～6.96)×10-6, 平均3.94×10-6)。

表4 西南印度洋中脊熱液區(qū)多金屬沉積物稀土元素含量(ppm)及主要參數(shù)①

在輕重稀土分餾方面, 研究區(qū)樣品均表現(xiàn)出輕稀土元素富集、 重稀土元素虧損的特征。 其中, 熱液沉積物和硅煙囪中的輕稀土元素與重稀土元素之間的分餾程度較大, LREE/HREE比值和(La/Yb)N值的變化范圍分別為3.13～3.28、 2.90～3.13和2.12～3.60、 2.40～3.15; 殘留氧化物中LREE/HREE比值和(La/Yb)N值的變化范圍為1.44～2.78和1.05～3.23。 同樣, 研究區(qū)熱液沉積物、 硅煙囪和殘留氧化物中δCe值變化范圍為0.34～1.00, 具有Ce負異常特征;δEu值變化范圍為0.87～4.24, 具有Eu正異常特征。

3.5 成礦物質(zhì)來源

熱液硫化物中特征性的稀土配分模式和異?，F(xiàn)象都為追溯成礦物質(zhì)來源及反演成礦機制提供依據(jù)。 因此, 稀土元素地球化學在海底熱液硫化物中成礦物質(zhì)來源的研究中扮演著非常重要的角色[30-31]。 熱液沉積物中稀土總量要比熱液硫化物高1到2個數(shù)量級[31-32], 稀土總量ΣREE為0.92～32.86×10-6。 這主要是由于熱液沉積物中非金屬硫化物的礦物相增多, 越來越多的稀土元素可以以晶格替換的形式進入沉積物中, 如殘留氧化物S12-10和硅煙囪樣品S16-13中Ca、 Ba等元素的含量增加, 并被稀土元素所替換從而導致稀土總量增加。 此外, 熱液沉積物樣品中Fe、 Mn氧化物的含量也逐步增加, 而這些氧化物可以對稀土元素產(chǎn)生強烈的吸附作用, 也導致沉積物樣品中的稀土總量增加。

在球粒隕石標準化配分模式(如圖6)上, 研究區(qū)熱液沉積物、 硅煙囪和殘留氧化物樣品均大致呈微右傾的特征, 表明輕稀土元素富集, LREE/HREE和(La/Yb)N的變化區(qū)間分別為1.44～3.60、 1.05～3.23。 在稀土元素特征異常上, 除硅煙囪S17-7外, 其他樣品均具有明顯的Ce負異常,δCe值均小于0.6, 在配分曲線上也表現(xiàn)較尖銳的下凹, 與海水的配分模式相似, 表明熱液沉積物基本繼承了海水Ce負異常的特點。 同時, 這些表現(xiàn)出Ce負異常的樣品同樣具有明顯的Eu正異常,δEu變化范圍為1.09～4.24, 在配分曲線上表現(xiàn)出與熱液流體相似的Eu正異常, 說明熱液流體對樣品中稀土元素組成同樣具有重要影響, 而沉積物樣品相對低溫的形成條件也有利于熱液流體中Eu正異常特征得以較好地保留。 綜合樣品中稀土元素的異常性, 表明熱液沉積物樣品既繼承熱液流體的部分地球化學特征, 同時也受到了海水的明顯影響, 指示其成礦物質(zhì)來源的多樣性。 但硅煙囪樣品S17-7并沒有表現(xiàn)出這些異常性, 稀土總量也相對較低, 配分曲線亦與其他樣品、 海水等都表現(xiàn)出明顯區(qū)別。 該樣品中高含量的SiO2(87.76%), 與其他多金屬沉積物在成分上有明顯區(qū)別, 可能因此造成了該樣品與其他樣品在稀土組成特征上的顯著差異。

圖6 西南印度洋中脊熱液區(qū)多金屬沉積物稀土元素球粒隕石標準化配分模式

西南印度洋中脊熱液區(qū)熱液硫化物中由于高含量的金屬硫化物以及因此產(chǎn)生的歧視效應(yīng)導致樣品中稀土含量極低。 同時因為硫化物樣品形成條件的差別, 導致表現(xiàn)出不同的Eu異常特征。 由于高溫還原性熱液流體導致Eu主要以正二價存在, 產(chǎn)生更強烈的歧視效應(yīng)以及吸附稀土削弱效應(yīng), 從而導致Eu異常隨著樣品形成溫度升高而逐漸從正異常轉(zhuǎn)變?yōu)樨摦惓！?而在多金屬沉積物樣品中, 稀土元素總量較高, 與樣品中更多Fe-Mn氧化物等非硫化物礦物有關(guān)。 而稀土元素異常性則指示研究區(qū)樣品繼承熱液流體的部分地球化學特征的同時, 又受到了海水的明顯影響, 具有多種物質(zhì)來源的特征。

3.6 熱液硫化物貴金屬元素特征及限制因素

熱液沉積物同樣繼承了熱液硫化物中貴金屬較富集的特點, 其中S34-12A和S32-14B的Ag含量分別為31.7×10-6和17.9×10-6, 而S6-3中的Ag含量也達到10.6×10-6。 但較熱液硫化物中的Au、 Ag含量要明顯降低[31-34], 說明在熱液沉積物中的貴金屬元素被海水明顯的稀釋。 此外, 與Au、 Ag類似的還包括W和Ni等元素。 熱液沉積物S32-14A、 S32-14B中W含量達到180×10-6, 表明50.5°E熱液區(qū)具有富W的特點。 盡管如此, 但熱液沉積物的W含量依舊遠低于黑煙囪, 說明海水的稀釋作用對熱液沉積物的微量元素富集有重要影響。 此外, 研究區(qū)熱液沉積物中還表現(xiàn)出了較高的Pb含量, 高達1 290.0×10-6。 由于方鉛礦的快速沉淀溫度尚低于閃鋅礦, 所以在富Zn、 Fe硫化物形成的過程中, Pb依舊可以在熱液體系中被搬運, 當熱液流體注入海水形成熱液羽狀流時, 更低溫的條件更適合Pb沉淀, 從而導致熱液沉積物中高含量的Pb。

硅煙囪樣品的Au、 Ag含量相對較低, 并沒有繼承熱液硫化物貴金屬富集的特點, 說明硅煙囪的賦存條件中已經(jīng)不適合Au、 Ag等貴金屬沉淀。 但S17-7樣品中具有較高的W含量, 達到304×10-6。 由于同一熱液區(qū)的黑煙囪樣品S35-17的W含量高達4 395.05×10-6, 盡管有大量海水貢獻導致金屬含量被稀釋, 但S17-7因有富W來源而致使W含量依舊較高, 進一步印證了50.5°E熱液區(qū)熱液流體富集W的特點。 但同一熱液區(qū)的硅煙囪樣品S16-13中W含量極低, 反映了W分布不均, 且W富集不僅與富W來源有關(guān), 還與其合適的沉淀機制有關(guān)。 而S16-13中具有較高含量的Ba, 其中可能存在重晶石等含鋇硫酸鹽礦物相, 說明樣品受海水作用影響較大。 在殘留氧化物樣品中, 具有相對硅煙囪較高的Au、 Ag含量, 特別是S12-10中Au為12.6×10-9。 除此之外, 殘留氧化物中還具有較高含量的Cu、 Zn等賤金屬, 由于殘留氧化物中主要以鐵錳氧化物為主, 其表面強吸附性對海底金屬元素有顯著的清掃作用, 因此殘留氧化物中較硅煙囪更高的Au、 Ag、 Cu、 Zn等金屬含量可能與該清掃作用有關(guān)。

從既含有熱液來源元素、 也含有大量海水來源元素的熱液沉積物, 到以無定型硅、 重晶石為主的硅煙囪, 再到基本以水成Fe-Mn氧化物為主的殘留氧化物, 主量元素結(jié)果說明海水的貢獻逐步增大, 并在微量元素地球化學特征中得到了進一步印證。 因此就整個多金屬沉積物而言, 從熱液沉積物到硅煙囪, 再到殘留氧化物, 熱液對其影響逐步減小, 而海水貢獻作用逐步增加, 形成環(huán)境也逐步從熱液羽狀流環(huán)境向海相水成的低溫氧化環(huán)境轉(zhuǎn)變。

3.7 成礦機制和成礦潛力

由研究區(qū)熱液沉積物的礦物組成以及元素地球化學特征可知, 研究區(qū)是以中低溫為主的成礦環(huán)境, 成礦流體主要起源于海水, 因此成礦過程受海水影響較大。 在熱液系統(tǒng)中, 熱液流體首先起源于沿巖石裂縫下滲的海水, 隨著海水下滲, 受到下伏巖漿房提供的熱量影響, 海水逐漸被加熱, 從而改變了其物理化學條件和地球化學特征而淋濾基底玄武巖[35], 富集熱液成礦物質(zhì), 轉(zhuǎn)變成高溫、 具還原性的熱液流體。 而這樣的熱液流體上升的同時隨著裂隙向四周運移, 而在相對封閉的空間通過傳導冷卻作用形成結(jié)晶程度較好的熱液硫化物, 但由于上升的熱液流體在噴口處噴出與冷的海水迅速混合, 同樣形成了結(jié)晶程度較低的硫化物煙囪體。 而噴出的熱液流體與海水混合后形成熱液羽狀流, 同樣攜帶了較多的金屬元素。 隨著具有高溫、 酸性、 還原的熱液流體與低溫、 高pH和Eh值的海水混合而發(fā)生物理化學性質(zhì)改變時, 在稍遠離熱液噴口處沉淀和生成出熱液沉積物。

由于超慢速擴張洋脊的構(gòu)造背景, 熱液區(qū)的巖漿房較深, 巖漿活動較弱, 所以僅為熱液區(qū)提供了足夠的熱能, 但并沒有直接的成礦物質(zhì)貢獻[36]。 以西南印度洋中脊49.2°—50.5°E熱液區(qū)為代表的超慢速擴張洋脊背景熱液區(qū)由于受制于較弱的巖漿活動, 所以形成以中低溫為主的成礦環(huán)境, 并且成礦強度最低, 多以不活動的熱液噴口為主。 同時次生富集作用并不明顯, 導致成礦物質(zhì)來源略顯單薄, 成礦機制相對單一, 所以成礦規(guī)模也相對較小。 但該熱液區(qū)依舊具有較高的金屬含量, 且熱液噴口呈集中分布的特點, 說明在超慢速擴張洋脊的構(gòu)造背景下同樣可以產(chǎn)出一定數(shù)量的海底多金屬硫化物礦床, 并具有良好的成礦前景。

4 結(jié) 論

(1)由熱液沉積物到硅煙囪, 再到殘留氧化物過渡過程中, 礦物組成中硫化物含量以及礦物結(jié)晶程度的降低, 指示了成礦溫度逐漸降低的趨勢。

(2)元素地球化學特征顯示, 從熱液沉積物到硅煙囪, 再到殘留氧化物, 熱液沉積物的主微量元素地球化學特征指示海水的貢獻逐步增大, 熱液對其影響逐步減小, 形成環(huán)境也逐步從熱液羽狀流環(huán)境向海相水成的低溫氧化環(huán)境轉(zhuǎn)變。

(3)在熱液沉積物樣品中稀土含量較高, 指示樣品繼承熱液流體的部分地球化學特征的同時, 又受到了海水的明顯影響, 稀土來源具有多樣性的特征。

(4)西南印度洋超慢速擴張洋脊49.2°—50.5°E熱液區(qū)由于受制于較弱的熱液活動, 是以中低溫為主的成礦環(huán)境, 成礦流體主要起源于海水, 因此成礦過程受海水混合作用影響較大。