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海底黑烟囱的识别研究及其科学意义 总被引：22，自引：4，他引：18
现代海底黑烟囱广泛出现于大洋中脊、弧后盆地、浅海及大陆裂谷等环境,形成巨大规模的块状硫化物,并且在黑烟囱周围发现了化学自养细菌。海底硫化物黑烟囱具有明显的柱状-锥状构造形态,常保留通道构造,矿物同心圈状分带明显。黑烟囱的形成涉及热液流体与海水相互作用,外壁快速沉淀及通道内部硫化物结晶等过程。深部岩浆热源、热液沿裂隙集中流动和持续喷发,有利于形成大规模黑烟囱构造。海底硫化物丘体的钻探及其与地史时期块状硫化物的对比研究表明,它们具有相似的内部构造和矿床分带特征。黑烟囱的生长、垮塌以及丘体内部角砾化、交代、重结晶作用,有助于大规模矿床的形成。最后,在块状硫化物中寻找黑烟囱残片的研究,对于探讨成矿过程与早期生命活动具有重要意义。 相似文献
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现代海底热液微生物群落及其地质意义 总被引：10，自引：1，他引：9
现代海底黑烟囱周围生活着密集的生物群落,它们一般以黑烟囱喷口为中心向四周呈带状分布。热液生态系统的初级生产者嗜热细菌和古细菌,其初级能量来源于地球深部上升喷出流体提供的化学能,它们氧化热液中硫化物（如H2S、FeS）和甲烷获得能量,还原CO2制造有机物,而不依赖光合作用。作为食物链源头的细菌类和古细菌类与其他动物有2种生存关系:①直接作为其他动物的食物;②与其他动物之间的共生关系。这些嗜热微生物不仅依存于海底热液活动,同时在热液成矿作用中起着重要的作用。它们可能来源于地下深部生物圈,海底黑烟囱是研究深部生物圈的窗口,对其周围嗜热微生物的研究,对于理解生命起源和生物成矿都有重要的理论意义。 相似文献
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现代海底烟囱中流体包裹体的研究 总被引：8，自引：2，他引：8
大洋中脊的海底块状硫化物矿床是当前地球科学的一个热点。因为他不仅具有经济效益,而且可以直接观测到这些矿床的形成过程。这些矿床均有许多黑烟囱和白烟囱。在这些烟囱中成矿流体不断地流过,并同时沉淀出Cu,Pb,Zn硫化物和脉石矿物。本研究的样品是取自北纬21°N的太平洋洋脊中现代大洋海底的Zn(Cu)型硫化物烟囱。对这些烟囱的矿物共生组合进行研究发现其矿物组合相当简单,分硫化物和脉石矿物两种。硫化物中以其含量多少排列为闪锌矿,黄铁矿,黄铜矿和磁黄铁矿。脉石矿物以硬石膏为主,见少量重晶石。在烟囱中这些硫化物和脉石矿物的分布是有分带性的。从外到内为硬石膏带,黄铁矿带,闪锌矿带。闪锌矿带向里可见到少量黄铜矿和磁黄铜矿,及硬石膏,但它们尚未构成一个带。烟囱的中心常常是空的,因为是原来的热液通道。 发现两类流体包裹体:一类为水溶液相包裹体。另一类为CH_4的包裹体。其均一温度是从180～265℃。最外面的硬石膏带,均一温度从180～245℃(平均212℃)。黄铁矿带均一温度从185～260℃(平均218℃)。闪锌矿带均一温度从190～265℃(平均229℃)。从平均的均一温度看似乎从边上到中心从212—218—229℃向上升,说明一个趋势,中间的温度较高,边上的较低。成矿溶液的盐度与海水相差不大,但略大於海水 相似文献
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为了探索高渗透性洋壳中高温热液循环系统的形成机制,以数值模拟为手段研究热液循环中的矿物沉淀过程及其对洋壳渗透率的反馈.在热液对流-矿物反应模型中考虑了硬石膏、黄铁矿和黄铜矿的沉淀和溶解反应,基于矿物的溶度积计算矿物的沉淀/溶解量,并将其转换为渗透率的变化.结果显示,黄铁矿和黄铜矿分布于350~380℃等温线范围内,并随着热液温度升高而逐渐向海底推移.海水被加热及与热液混合过程中沉淀出硬石膏,在热液上升通道两侧形成低渗透性的烟囱状结构,降低了海水-热液混合程度从而使热液温度升高.高温热液通道建立后,便会有更多的金属物质随着高温热液被运输至浅层洋壳或海底.模拟结果为理解海底高温热液喷口的形成机制提供了借鉴. 相似文献
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海底硫化物黑烟囱典型结构构造及其成因意义 总被引：4，自引：0，他引：4
在已发现的现代海底黑烟囱中基本都发育分带性构造、通道构造、胶状构造、多孔和填充构造、交代构造、枝状构造等,这些构造为硫化物烟囱的典型构造,它们记录了硫化物烟囱的形成过程和每个阶段的特征,是鉴别硫化物烟囱构造的重要特征。不同类型烟囱的形成除了与其围岩相关外,也与烟囱演化的成熟度相关。弥散式喷射作用(diffuser)是与烟囱构造相似的常在丘体中发育的另一重要构造,与烟囱构造不同的是弥散式喷射缺乏象烟囱那样的轴向中央通道,热液与海水的混合有严格的范围。烟囱与弥散式喷射作用是丘体上部形成的主要机制。在现代陆上保存的地史时期的块状硫化物矿床中,陆续找到了遗留下来的烟囱构造或烟囱残片(如乌拉尔、皮尔巴拉、爱尔兰、高板河等),为块状硫化物矿床的黑烟囱形成机制提供了直接的证据。 相似文献
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热水沉积作用的研究已经历70余年,目前初步统一了热水沉积及其沉积岩的相关概念。按照形成矿物的温度和颜色特征及类型,将热水沉积作用分为白烟囱型和黑烟囱型,前者主要是在较低温度(100～320℃)下形成硅酸盐、硫酸盐等浅色矿物,后者主要在较高温度(320～400℃)下形成硫化物、氧化物等暗色矿物。大陆的热水沉积热液与海洋热液在温度与物理化学性质方面存在明显差异,大陆热水温度比海洋低,变化范围较海洋大;pH均值比海洋高,变化范围较海洋热水小;Na+K离子浓度与海洋接近,Ca离子与Cl离子浓度比海洋高,但它们的变化范围较海洋大。初步建立了一些关于热水沉积的沉积模式,如海底热液对流模式、盆地压实卤水对流模式、洋中脊岩浆热液—海水混合循环对流模式、热液溢流—喷流—溢流模式。由于热水沉积作用及热水沉积岩的分布具有特殊性和局限性,目前的研究程度较低,对热水沉积的化学过程和热力学过程、热流体成因、物质来源、热水沉积分异、热水沉积机理还不十分清楚,有待于进一步深入系统研究。 相似文献
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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. 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>现代海底热液活动及海底"黑烟囱"的形成是海洋科学研究的前沿领域之一[1-2]。现代洋脊区是目前世界海底热水活动和金属硫化物矿床形成最多和最重要的环境[3]。印度洋洋脊区与太平洋,大西洋洋脊区相比,所发现的海底热液活动相对较少,研究程度相对较低[4]。Edmond是中印度洋脊的典型的热液活动区域,在此发现有大量硫化物堆积体和块状硫化物碎块。其中,不同的矿物组合及其演化规律记录了海底热液作用的大量信息。对其进行研究,可反演成矿的物理化学条件和宏观过程,对深刻认识该区成矿物质聚集过 相似文献
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癞子岭黄玉云英岩中流体—熔融包裹体研究—黄玉云英岩成因的探讨 总被引：3，自引：0，他引：3
癞子岭黄玉云英岩矿物中流体－熔融包裹体研究揭示黄玉云英岩是岩浆－热液过渡阶段的结晶产物。而黄玉云英岩中岩浆作用与交代作用特征并存现象则是低温成岩熔体在结晶过程中共存的热液对已形成的矿物产生水岩反应的结果。 相似文献
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德兴铜矿花岗闪长斑岩成岩过程分异的初始岩浆流体HF、HCl浓度特征 总被引：4，自引：0，他引：4
用全岩锆饱和温度计和角闪石Al压力计计算得到德兴花岗闪长斑岩体的平均结晶温度为(790±50)℃,压力为(198±60)MPa。以此温压条件为前提,根据化学反应平衡时各组分浓度与反应吉布斯自由能的关系,在假设磷灰石中F-、Cl-与OH-理想替位的前提下,运用电子探针测试及计算得到的花岗闪长斑岩中斑晶矿物磷灰石F-、Cl-、OH-浓度,计算得到磷灰石结晶时流体中HF、HCl的活度分别为0.00079和0.196mol/L。这个浓度代表了岩浆结晶早期分异的初始岩浆流体中HF和HCl的含量特征,且HCl的有效浓度远远大于HF,暗示德兴花岗质岩浆分异的初始岩浆流体富含能与成矿元素Cu形成稳定络合物的挥发性组分Cl,有利于形成花岗质岩浆热液铜矿床。 相似文献
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细碧岩成因综述 总被引：2，自引：0，他引：2
本文根据近年来的地质调查和实验研究的最新进展,分析和评述了六种主要的细碧岩成因假说。其中岩浆结晶观点如原生岩浆结晶说、派生岩浆结晶说、混染岩浆结晶说;后成改造观点有内源热液交代说、外源热液交代说、变质热液交代说。笔者认为,用后威改造作用,其中主要是循环海水的低温蚀变作用和低级变质作用来解释细碧岩的成因可能比较合理。因为,这一假说既能比较满意地解释细碧岩的化学成分、矿物组成、岩石组合、结构构造和产出地质环境等方面的特征,尤其是细碧岩的低温矿物和高温组构与现代洋底蚀变玄武岩之间的相似性;又有实验资料,尤其是海水—玄武岩交换反应和钠长石化实验中,元素迁移和矿物变化规律的最新研究成果作支柱。 相似文献
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在三层结构热液硫化物矿体模型的基础上, 分别构建了具有不同地形环境的海底热液硫化物矿体模型, 利用数值模拟方法, 模拟了具有倾斜海底面和起伏地形特征的硫化物矿体模型内部温度场和流场分布, 并据此探讨了地形环境在大型海底热液硫化物矿体形成过程中的控制作用.模拟结果表明: (1) 倾斜的洋壳层顶面对于矿体内温度场和流场分布的影响程度有限; (2) 矿体地形起伏是控制矿体内流体运移和热场分布的重要因素; (3) 在热液流体喷出区附近硫化物的堆积速度较快, 易于形成矿体的高地形区; 但随着地形的不断升高, 矿体内部的温度场和流场的分布模式会逐渐发生改变, 导致该区域热液喷口逐渐消亡或者改道. 相似文献
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海底热液系统是地球热量平衡的重要组成,也是地球化学循环和成矿作用发生的主要场所,与洋中脊系统在空间上具有很强的联系.慢速-超慢速扩张洋中脊中确认的活跃热液喷口数量约占全球总数量的三分之一,查明热液发育位置及发育岩性与岩浆-构造活动的耦合关系,对于研究海底热液活动演化过程和海底找矿具有很好的指示意义.本文将全球慢速-超慢速扩张洋中脊中已确认的活跃热液活动进行统计分类,其中受岩浆活动控制的热液活动有29处,而受构造活动控制的热液活动有15处,相对于快速-中速扩张洋中脊显示出较强的构造相关性.研究发现,岩浆作用控制下的热液活动集中在洋中脊轴部中央裂谷内,而构造主控型热液活动常发育在非转换不连续间断和拆离断层系统内.随着大洋核杂岩成熟,热液活动位置向着离轴方向迁移,并且热液类型由高温"黑烟囱"型向低温弥散流型转变. 相似文献
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“白烟型”热液喷流岩研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
现代和地质历史中的海底、湖底的“黑烟囱型”热液活动及相关成岩、成矿和古生物活动已成为当今多学科的研究热点,而与“白烟型”热液喷流岩相关的研究相对薄弱.在阅读大量国内外文献基础上,结合实际的研究工作,回顾了热液喷流岩的研究历史及现状,重点介绍了作为标志性低温型热液矿物白云岩成因方面的进展,认为新疆三塘湖地区的二叠系芦草沟组“白烟型”热液喷流沉积的白云岩是“原生白云岩”的典型样本.现有资料表明已经报道的“白烟型”热液喷流岩发育层位(酒西盆地下沟组与三塘湖盆地芦草沟组)是所在地区的重要生烃层系,据此讨论了如下值得关注的问题:①热液活动及其伴生的嗜热细菌生物及食物链的特殊环境,使有机质得以富集,为油气生成提供了物质基础;②幔源物质的加入很可能带来了幔源烃类;③热液活动可使沉积盆地地温总体升高,加速烃源岩的快速成熟.最后对该领域的研究提出了问题和建议. 相似文献
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海底多金属硫化物矿床的主要特征 总被引：2，自引：0，他引：2
海底多金属硫化物由于含有贵金属而具有潜在的经济价值并,受到国际地质学家们的广泛关注。已经发现的矿点和矿床有一百多处,然而规模比较大的不足20处。相对于锰结核,多金属硫化物在海底产出的部位较浅,矿石中含有Cu、Zn、Ag和Au等,具有很高的经济价值。据粗略估计,已发现的大型矿床共含有一百万到五百万吨的块状硫化物。世界海底多金属硫化物矿床主要分布在东太平洋海隆、西太平洋构造活动带、西南太平洋以及大西洋中部的大洋中脊。海底多金属硫化物属于海底热液烟囱物,它是热液活动的产物,其成因机制涉及构造和岩浆活动与热液活动的关系,海水及水深以及沉积物与热液成矿的关系,岩水反应,热液地球化学,生物活动等。 相似文献
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利用双室微生物电化学装置对微生物和半导体矿物协同作用下偶氮类染料废水的还原脱色降解进行了系统的实验研究.不同光照条件及不同阴极电极材料的对比实验结果显示,偶氮染料甲基橙(MO)可作为终端电子受体直接从固体电极上获得电子被还原脱色;各对比实验中,在微生物催化与半导体矿物光催化协同作用条件下,MO还原脱色效率最高.电化学交流阻抗谱(EIS)的拟合结果显示金红石涂布阴极电极光照下极化内阻(Rp)为443.4 Ω,较无光条件下的1378 Ω显著降低,证明光照下金红石阴极的电子转移过程受其光催化作用的驱动.不同初始浓度下MO的生物-半导体催化还原反应符合准一级动力学模型,其反应速率随MO初始浓度降低而增加.通过对脱色产物的进一步分析,推测该实验中MO的还原脱色反应机制为: 阳极初始电子供体在微生物的催化作用下将电子通过阳极电极和外电路传递给阴极半导体矿物电极,进而在半导体矿物的光催化作用下通过光生电子还原终端电子受体MO,使MO中的偶氮键断裂,生成无色的联氨类衍生物. 相似文献