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1.
西太平洋典型弧后盆地的地质构造、岩浆作用与热液活动 总被引：2，自引：0，他引：2
研究了西太平洋典型弧后盆地冲绳海槽和马努斯海盆的区域地质背景、岩浆岩、喷口流体、热液柱、沉积物以及多金属硫化物。结果表明,冲绳海槽在构造和地球物理特征上南北分异,从北向南地壳厚度减薄,南部重力异常变化大,发育条带状磁异常,中部则具有最高的热流值。马努斯海盆的重力异常变化较小,磁力异常呈东西向展布,海底扩张中心附近出现磁异常条带。马努斯海盆已出现洋壳,冲绳海槽的地壳属于过渡性地壳,在中南部的地堑中可能已出现洋壳。
冲绳海槽与马努斯海盆玄武岩的岩浆是由地幔源区部分熔融产生的原始岩浆与板块俯冲组分混合构成。中酸性岩与基性岩具有相同的岩浆物质来源,是玄武质岩浆结晶分异的产物。与马努斯海盆火山岩相比,冲绳海槽火山岩存在不同程度的地壳混染。
冲绳海槽的喷口流体为富含金属元素（Mn、Fe、Zn、Pb）的酸性高温（高达320 °C）流体,其热液柱中的Zn2 、Cd2 、Pb2 、Cu2 离子浓度明显高于正常海水。马努斯海盆的热液柱呈现出CH4、Mn、Al、δ3He正异常及pH负异常的特征。与马努斯海盆PACMANUS热液区的喷口流体（220–276 °C、pH = 2.5–3.5）相比,DESMOS热液区的喷口流体温度（≥88–120 °C）相对较低,酸性更强（pH ≤ 2.1）,二者较低的δ34SH2S和δD值表明岩浆演化过程中有酸性挥发分进入岩浆流体。冲绳海槽与马努斯海盆含金属沉积物的分布及其元素含量特征具有差异,相应地,两个弧后盆地含金属沉积物中的微生物群落也不同。冲绳海槽和马努斯海盆热液区均具富Zn型、Ba-Pb-Zn型、Si-硫化物型和Si-硫化物-硫酸盐型热液产物。与冲绳海槽的多金属硫化物相比,马努斯海盆中多金属硫化物的Pb和Au含量较低。 相似文献
2.
构造-岩浆作用对热液活动的控制机理: 马努斯海盆为例 总被引：2，自引：2，他引：0
综述了马努斯海盆热液区构造特征、基底差异, 结合马努斯海盆热液区热液活动与构造-岩浆特征, 探讨了二者的耦合关系, 以及构造-岩浆作用对热液活动的影响和控制。马努斯海盆位于西南太平洋俾斯麦海的东北部, 是世界上扩张速度最快的海盆之一。马努斯海盆西部(马努斯扩张中心, Manus Spreading Center, MSC)主要由海盆扩张成熟期产生的大洋中脊玄武岩组成, 属于成熟弧后扩张中心,发育Vienna Woods热液区; 海盆东部(东南裂谷, Southeast Rift, SER)则是一个拉张裂谷, 处于扩张的早期阶段, 属于不成熟弧后扩张中心, 发育PACMANUS、DESMOS、SuSu Knolls三大热液区。MSC与大洋中脊的热液活动相似, 而SER因受到火山、俯冲作用影响更为显著, 其热液流体具有岩浆流体和俯冲流体的特征。与Vienna Woods热液压相比, PACMANUS、DESMOS以及SuSu Knolls三个热液区的水深相对较浅(1 150～1 740 m), 是地球内部热物质由内向外迁移的结果, 其下部岩浆作用强烈。此外,岩浆脱气作用和数值模拟结果表明, PACMANUS热液系统中具有岩浆流体的输入。与Vienna Woods热液区相比, PACMANUS、DESMOS、SuSu Knolls热液区的热液活动强度及流体组成主要受控于岩浆作用。 相似文献
3.
《海洋科学集刊》2016,(0)
本文研究了西太平洋典型弧后盆地冲绳海槽和马努斯海盆的区域地质背景、岩浆岩、喷口流体、热液柱、沉积物及多金属硫化物。结果表明,冲绳海槽在构造和地球物理特征上南北分异,从北向南地壳厚度减薄,南部重力异常变化大,发育条带状磁异常,中部则具有最高的热流值。马努斯海盆的重力异常变化较小,磁力异常呈东西向展布,海底扩张中心附近出现磁异常条带。马努斯海盆已出现洋壳,冲绳海槽的地壳属于过渡性地壳,在中南部的地堑中可能已出现洋壳。冲绳海槽与马努斯海盆玄武岩的岩浆是由源区地幔部分熔融产生的原始岩浆与板块俯冲组分混合构成。中酸性岩与基性岩具有相同的岩浆物质来源,是玄武质岩浆结晶分异的产物。与马努斯海盆火山岩相比,冲绳海槽火山岩存在不同程度的地壳混染。冲绳海槽的喷口流体为富含金属元素(Mn、Fe、Zn、Pb)的酸性高温(高达320°C)流体,其热液柱中的Zn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)离子浓度明显高于正常海水。马努斯海盆的热液柱呈现出CH_4、Mn、Al、δ~3He正异常及pH负异常的特征。与马努斯海盆PACMANUS热液区的喷口流体(220~276°C、pH=2.5~3.5)相比,DESMOS热液区的喷口流体温度(88~120°C或120°C以上)相对较低,酸性更强(pH≤2.1),二者较低的δ~(34)S_(H_2S)和δD值表明,岩浆演化过程中有酸性挥发分进入岩浆流体。冲绳海槽与马努斯海盆含金属沉积物的分布及其元素含量特征具有差异,相应地,两个弧后盆地含金属沉积物中的微生物群落也不同。冲绳海槽和马努斯海盆热液区均具富Zn型、Ba-Pb-Zn型、Si-硫化物型和Si-硫化物-硫酸盐型热液产物。与冲绳海槽的多金属硫化物相比,马努斯海盆中多金属硫化物的Pb和Au含量较低。 相似文献
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5.
《海洋地质与第四纪地质》2001,21(1):12
位于巴布亚新几内亚的马努斯弧后盆地的巴布亚新几内亚—澳大利亚—加拿大—马努斯( PACMANUS)热水作用区 ,以其硅质火山岩 (英安岩 )以及大量的硫化物烟囱富含金属铜和金的特点引人注目 ,明显地有别于大洋中脊和弧后扩张中心典型的玄武岩区的那些热水作用区。马努斯弧后盆地具有板块会聚边缘的地质与构造背景 ,表明属大陆地壳性质。因此 ,在离散板块边缘已进行的所有大洋钻探计划的钻探中 ,它是更接近和类似于古成矿环境的现代热水作用的场所。PACMANUS热水作用区海底样品的地球化学和同位素研究表明 ,金属和矿化流体的岩浆起重要的… 相似文献
6.
《海洋地质与第四纪地质》2021,(5)
研究海底热液系统及其岩浆环境,可为了解西太平洋流固界面跨圈层物质与热交换过程,揭示板块俯冲过程的岩浆活动和资源环境效应提供研究支撑。为此,研究了冲绳海槽热液活动的岩浆环境、马努斯海盆的热液柱以及弧后盆地和洋中脊背景下的硫化物与玄武岩的同位素组成,对冲绳海槽热液区附近玄武岩、安山岩、粗安岩、英安岩、流纹岩及其基性岩浆包体进行了岩相学、矿物学以及主量元素、微量元素和同位素组成分析,对马努斯海盆PACMANUS和Desmos热液区的热液柱及海水进行了测量,在海底热液区岩浆混合过程及时间尺度、透视冲绳海槽深部岩浆房及岩浆演化过程和岩浆对热液系统物质贡献研究方面获新进展,揭示了俯冲蛇纹岩对琉球构造带南部岩浆活动的影响,论证了熔体包裹体对弧后盆地岩浆演化的指示,获得了冲绳海槽玄武质岩浆来源新证据,揭示了弧后盆地与洋中脊硫化物和玄武岩中铁、铜、锌的来源及其同位素在硫化物形成和岩浆活动过程中的分馏情况,明确了热液柱的物理、化学空间结构与物质组成特征,以及热液柱的扩散受深度和底流流速的影响,且热液柱扩散过程中溶解铁浓度异常比溶解锰的维持时间更长。未来,发展非传统稳定同位素和挥发份测试技术,进一步了解西太平洋板块俯冲环境下热液活动与岩浆作用的关系,将有助于海底热液系统及其成矿过程研究获得新进展。 相似文献
7.
基于国内外研究成果对西太平洋岛弧-弧后盆地热液活动的分布规律、扩张速率、水深以及热液硫化物的矿物组成与金属品位等特征进行探讨。西太平洋岛弧-弧后盆地热液硫化物区以活动型热液区为主,受扩张速率的影响明显主要分布在20～60 mm/a地区;水深分布规律主要受所处构造单元的水深特征控制,而非由热液硫化物区的形成特征所决定;研究区内的热液产物主要为富Zn-Cu、富Ba-Zn以及富Fe-Cu型硫化物;热液硫化物中冲绳海槽具有最高的Ag、Pb含量,劳海盆具有最高的Zn含量,马努斯海盆和伊豆-小笠原-马里亚纳海槽具有较高的Au含量,北斐济海盆具有最高的Cu含量。本研究将进一步为西太平洋岛弧-弧后盆地地区热液硫化物资源的勘探与潜在资源量的估算提供参考。 相似文献
8.
《海洋地质与第四纪地质》2021,(1)
熔体包裹体是在矿物生长过程中被包裹的硅酸盐小液滴,由于寄主矿物的保护,受最小程度的后期岩浆作用影响,可以有效的保留原始岩浆组成、地幔源区性质及岩浆演化过程等重要信息。熔体包裹体的研究可以弥补传统全岩因受后期复杂地质过程影响而导致部分信息失真的不足。文章简要总结了熔体包裹体的主要研究领域及分析测试技术,概述了国内外关于西太平洋典型弧后盆地火山岩中熔体包裹体研究的相关进展。冲绳海槽、劳海盆及北斐济海盆内熔体包裹体的研究证明了地幔源区不均一性的特征,明确了岩浆物质来源及俯冲物质在源区的加入;马里亚纳海槽和马努斯海盆熔体包裹体内挥发份研究指示了俯冲板片物质对弧后盆地岩浆源区挥发份组成的贡献;马努斯海盆熔体包裹体中金属元素浓度分析表明岩浆流体可为海底热液系统提供成矿金属;此外,马里亚纳海槽和冲绳海槽熔体包裹体测温实验反映出岩浆多期次的演化过程。尽管熔体包裹体在西太平洋弧后盆地岩浆活动的很多方面有了一定研究,但各弧后盆地研究参差不齐、综合研究程度低。将来在进一步完善熔体包裹体测试分析手段基础上,加大熔体包裹体在弧后盆地的研究力度,有助于我们更清晰地认识弧后盆地岩浆源区物质组成,明确俯冲作用下弧后盆地岩浆来源及物质转化机制。 相似文献
9.
《海洋地质与第四纪地质》2017,(3)
本文选择东马努斯盆地的5个新鲜火山岩和1个蚀变火山岩作为研究对象,对样品进行全岩主微量及斜长石电子探针分析,并对蚀变岩石与新鲜火山岩之间的化学成分进行对比,深入探究了蚀变火山岩的元素迁移特征及影响因素。结果显示,蚀变火山岩的硫化物以黄铜矿、方铅矿和闪锌矿为主,为富Cu型热液硫化物。岩石蚀变区的SiO2含量极高,为硅化蚀变。蚀变岩石的化学成分约为同区玄武质安山岩和英安岩成分总含量的平均值,原岩可能为安山岩。在热液蚀变的过程中,蚀变岩石的质量增加了150%,其中元素Cu、Zn、Ga、Sr、Cd、Ba和Pb超强烈富集,Ti、V、Mn、Co、Ni、Mo和U强烈富集,Si和Fe中等富集;Sc、Cr、Nb、Ta、W和Bi轻微富集;Be和Ca超强烈亏损;Li、Na、Mg、K、Rb、REE和Y强烈亏损;Zr、Cs和Th轻微亏损;Al、P和Hf稳定不变。推测影响蚀变岩石元素迁移的因素有3种:成矿作用、交代作用(绿泥石化、硅化)和元素在流体中的活动性。 相似文献
10.
PACMANUS 热液区Si-Fe-Mn 氧化物的显微结构特征及意义 总被引：1，自引：1，他引：0
用显微镜、电子探针和扫描电镜等分析技术,对2008年"KX08-973"航次中国首次在东马努斯海盆PACMANUS热液区用拖网取得的少量Si-Fe-Mn氧化物海底热液产物样品进行显微结构特征研究。研究表明,显微镜下,样品呈隐晶质结构;扫描电镜下可见已石化的硅藻;电子探针分析结果显示,Fe和Mn的分布具有明显的分带性,呈现出Si-Mn质层被Si-Fe质层包裹的特征,反应了Si-Fe-Mn氧化物的形成具有多期多阶段性特征。样品是富Si,Fe和Mn的低温热液流体直接沉淀产物。本研究结果对该区热液氧化物的进一步研究,如Si-Mn质层和Si-Fe质层中Si与Mn和Fe的化合方式、微生物在热液氧化物形成过程中的作用具有指导意义。 相似文献
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Pb and other ore metals in modern seafloor tectonic environments: Evidence from melt inclusions 总被引：1，自引：0，他引：1
Many modern seafloor tectonic environments are host to hydrothermal systems and associated polymetallic sulfide deposits. Metal transport and precipitation are controlled by magmatic processes such as pre-eruptive degassing and the hydrothermal cycle. The original availability of Pb and other ore metals in a given setting is dependent on concentrations in the original magmatic source or additional enrichment processes. We have examined the Pb budget of melt inclusions from nine modern seafloor settings representing back-arcs, mid-ocean ridges and seamounts. Melt inclusions provide information on the characteristics of parental magmas, including insights into metal budgets. Trace element data in melt inclusions hosted in plagioclase, olivine and pyroxene were obtained by laser-ablation inductively-coupled mass-spectrometry.Results from back-arcs emphasize the impact of slab-subduction and dehydration processes on the chemical characteristics of generated magmas. Volatile- and fluid-mobile element-rich melt inclusions at Manus basin and Okinawa trough reflect a robust contribution of elements from the subducting slab as evidenced by relatively low Ce/Pb ratios. At Bransfield strait, on the other hand, melt inclusions are volatile poor, and fluid-mobile element ratios are similar to mid-ocean ridge values indicating little or no contribution from the slab. High Cu concentrations at Manus basin and Okinawa trough can be explained by fluxing of ferric iron from the subducting slab benefiting the production of sulfate over sulfide.Metal budgets for seamounts located on and nearby the axis of mid-ocean ridge segments appear to be independent of any input of mantle plume material. Results from the southern Explorer ridge (strong lower mantle influence, transitional- and enriched-MORBs), Pito and Axial seamounts (moderate lower mantle influence, transitional-MORBs) and a Foundation near-ridge seamount (little to no mantle influence, normal-MORB) show that, despite similar tectonic environments and varying contributions of mantle plume material, Cu, Zn and Pb values do not vary significantly between the enriched and non-enriched magma components of a given setting. 相似文献
12.
Si-Fe-Mn-oxyhydroxides dredged at the PACMANUS(Papua New Guinea–Australia–Canada–Manus)hydrothermal field, Eastern Manus Basin, have 87Sr/86Sr=0.708 079–0.708 581; εNd=5.149 833–6.534 826;208Pb/204Pb=38.245–38.440; 207Pb/204Pb=15.503–15.560; 206Pb/204Pb=18.682–18.783. 87Sr/86 Sr isotope ratios are relatively homogeneous and close to the value of the surrounding seawater(0.709 16). The content of Sr in the samples contributed by seawater was estimated to be 76.7%–83.1% of total amount. The mixing temperature of hydrothermal fluids and seawater were ranging from 53.2°C to 72.2°C and the hydrothermal activities were unstable when the samples precipitated. The εNd values of all the samples are positive, which differ from the values of ferromanganese nodules(crusts) with hydrogenic origin. Nd was mainly derived from substrate rocks leached by hydrothermal circulation and preserved the hydrothermal signature. Pb isotopic compositions of most samples show minor variability except Sample #9–2 that has relatively high values of Pb isotopes. The Pb may be derived from the Eastern Manus Basin rocks leached by the hydrothermal fluid. The slightly lower 208Pb/204 Pb and207Pb/204 Pb values of the samples indicated that the hydrothermal circulation in PACMANUS was not entire and sufficient, or that hydrothermal circulation had transient changes in the past. Si-Fe-Mn-oxyhydroxides in the samples preserved the heterogeneities of local rocks. 相似文献
13.
近23年的调查研究，使我们认识到分布于洋中脊、弧后盆地、岛弧和热点等环境的海底热液活动发育在多种围岩类型之上，包括超基性岩石、基性岩石、中性岩石、酸性岩石和沉积物。海底热液活动经历了岩浆去气作用、流体-岩石/沉积物相互作用和流体-海水混合，获取了岩浆、岩石、海水和沉积物的物质，构成了热液循环，产生了高温、低氧、高或低pH值、富含Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Hg、As等元素以及气体组分（甲烷、氢等）的喷口流体，影响了海水、沉积、岩石和生物环境，形成了热液柱、硫化物、含金属沉积物和蚀变岩石等热液产物，组成了海底热液系统。未来，促进海底热液活动探测技术和热液产物测试方法的发展，对海底热液区的岩石、喷口流体、热液柱、硫化物、含金属沉积物以及热液循环、生物活动的持续观测与研究，无疑将为人类探知海底地质过程及生命活动、保护海底热液环境和合理开发利用海底资源提供有力的工作支撑。 相似文献
14.
洋脊是地球上规模最大的山脉体系,主要由超镁铁质和镁铁质岩所组成,因构造和岩浆作用,这两类岩层分别孕育了超镁铁质和镁铁质含金热液系统。金首先通过水岩反应从洋脊源区岩层内迁移出来,再经历运移堆积作用汇聚到硫化物堆积体内,最后遭受后期蚀变活化迁移改造。以上过程构成了金在这两类热液系统中的完整演化历程。超镁铁质热液系统内的金在汇源端员间的比值远高于镁铁质热液系统。这种差异性聚集暗示了这两类热液系统分别演化出了独具特色的载金属性特征及富集迁移机制。相比于镁铁质热液系统,超镁铁质热液系统内围岩普遍具有的高金含量和高孔高渗特征、热液流体中溶解态非生物有机质和气态物质含量高、硫化物堆积体所处区域裂隙发育及构造稳定等因素,都是造成两者之间存在显著差异性聚集过程的主要原因。持续性地对洋脊热液系统各深部结构体进行更多更精细有关金的丰度、赋存状态及演化变迁的测试分析及模拟研究工作,是未来量化揭示金在不同类型热液系统内的物源贡献及各演化阶段中富集亏损的关键,也将为未来人工海底干预富集成矿工程累积信息。 相似文献
15.
RAY Durbar BANERJEE Ranadip MAZUMDER Anin PAROPKARI Anil L. MUKHOPADHYAY Subir BALAKRISHNAN Srinivasan 《海洋学报(英文版)》2018,37(4):22-33
Polymetallic sulfides from two hydrothermal chimneys and talus deposit from the Vienna Woods field of Manus Basin were studied for mineralogy, elemental composition, and S-isotope ratio to understand their evolution. The factors including the nature of source fluid, mineral paragenesis, and related geochemical processes have been discussed. Mineralogy and elemental concentration of Cu and Fe-rich large chimney at the central part of this hydrothermal field was completely different from the smaller Zn-rich peripheral chimney and Fe-rich talus deposit, suggesting the variable degree of alterations generate physico-chemically different source fluids responsible for these hydrothermal structures. Similarly, S-isotope ratios also indicate chemically diverse fluids and different modes of precipitation were involved in their evolution. Distinct mineral zonings and associated elemental and isotopic compositions within individual deposit confirm paragenetic shifts were involved during their growth process. 相似文献
16.
基于ROV的近海底地形测量及其在马努斯盆地热液区的应用 总被引：3，自引：0，他引：3
针对重点的特殊深海研究区（如热液冷泉、洋中脊区域）,在船载多波束数据获得研究区大面积地形资料的基础上,有必要选取典型深海小靶区进行高分辨率地形测量为进一步深入研究提供保障。根据船载多波束实测数据选取PACMANUS热液区作为靶区,基于长基线定位,利用“发现”ROV搭载多波束系统进行近海底全覆盖地形测量。结果表明,依托于船动力定位系统及差分GPS,长基线为ROV提供了可靠的高精度定位,使得近海底测量的地形数据分辨率数倍优于船载多波束测得的地形数据的分辨率。高分辨率地形清晰的显示了PACMANUS热液区锥形丘体等特殊微地形,与已发现的热液点和火山区有很好的对应。进一步分析发现,该区域活动的热液区主要发育于坡度大于30°斜坡上的地形突变区,其成因仍需深入研究。利用ROV搭载多波束近底测量是获取深海小靶区高分辨率地形的可靠途径和方法,有利于提高深海海底研究的针对性,将促进我国深海科学研究的发展。 相似文献
17.
Sven Petersen Peter M. Herzig Thomas Kuhn Leander Franz Mark D. Hannington Thomas Monecke 《Marine Georesources & Geotechnology》2013,31(3):175-193
ABSTRACT From September to October 2002, shallow drilling, using the submersible (5 m) Rockdrill of the British Geological Survey and the German R/V Sonne revealed critical information on the subsurface nature of two distinct hydrothermal systems in the New Ireland fore-arc and the Manus Basin of Papua New Guinea. Drilling at Conical Seamount significantly extends the known surface extent of the previously discovered vein-style gold mineralization (up to 230 g/t Au) at this site. Drilling the conventional PACMANUS volcanic-hosted massive sulfide deposit recovered complexly textured massive sulfide with spectacular concentrations of gold in several core sections including 0.5 m @ 28 g/t Au, 0.35 m @ 30 g/t Au, and 0.20 m @ 57 g/t Au. Shallow drilling is a fast and cost efficient method that bridges the gap between surface sampling and deep (ODP) drilling and will become a standard practice in the future study of seafloor hydrothermal systems and massive sulfide deposits. 相似文献
18.
Baoju Yang Zhigang Zeng Haiyan Qi Xiaoyuan Wang Yao Ma Kunbo Rong 《Ocean Science Journal》2015,50(4):751-761
Fe-Si oxide deposits were recovered from the PACMANUS (Papua New Guinea-Australia-Canada-Manus) hydrothermal field in Eastern Manus basin. Samples were loose and fragile. Optical and scanning electron microscopy showed that the samples had abundant rod-like or twisted filamentous and granular structures. Electron probe microanalysis revealed that these filaments and grains were mainly composed of Fe and Si. The presence of spherical grains on the surface of the filaments suggests the intergrowth of biotic and abiotic reactions. Biotic and abiotic kinetics competition always exists in the redox gradient. Based on the physico-chemical conditions of PACMANUS hydrothermal fluids, we calculated a strict abiotic oxidation rate of Fe2+ to Fe3+, which is approximately 0.0123 g/min. If the fluids had been erupting consistently and the concentration of Fe2+ was constant, 3.232 kg per year of Fe would be deposited in this vent. The amount of Fe oxides around the studied vent was larger than the amount determined by strict abiotic kinetic calculation. Bacteria may also play an important role in Fe oxidation. A mesh-like microenvironment constructed by biogenic filaments ensured adequate Fe2+ and low oxygen content for the growth of bacteria. Moreover, this structure promoted the deposition of abiotic Fe-Si oxides. 相似文献
19.
Petrography, petrochemistry, and mineral chemistry of basalts from the Woodlark, Manus, and Lau basins from the southwest Pacific, have been studied to understand their magmatic evolution. Basalt from the western Woodlark Basin (Dobu Seamount) indicates mixing of a near-primitive magma with fractionated basaltic melt in shallow magma chambers. Basalts from Manus Basin and Central Lau Spreading Center (Lau Basin) are typical N-MORBs, and they exhibit olivine fractionation under high oxidizing conditions while basalts from Mangatolu Triple Junction (Lau Basin) are enriched in Al2O3, K2O, and Zr indicative of a contribution from a subducting plate. 相似文献