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中印度洋脊Edmond热液区热液产物的矿物学和地球化学研究

作　者: 陈帅
导　师: 曾志刚
学　校: 中国科学院研究生院（海洋研究所）
专　业: 海洋地质
关键词: Edmond热液区硫化物结构黄铜矿疾病元素变化金的富集
分类号: P736.4
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文对慢速扩张中心Edmond热液区的硫化物等热液产物的结构、构造、矿物组成以及不同类型硫化物的化学组成及变化特征进行了分析，并探讨了Edmond热液区热液产物的成矿阶段和形成条件以及控制化学组成和元素变化的影响因素。Edmond热液区具有典型的高温和低温热液产物，研究样品根据矿物组成和结构可以分为4类： Fe-Cu型硫化物、富Zn型硫化物、富Ca硫酸盐碎块和富Si型热液产物。4种类型分别代表了高温-中温-中低温-低温的成矿环境。Edmond热液区热液硫化物的形成过程复杂，显示出多阶段流体的改造作用。富Zn型硫化物的形成和演化可以划分为硫化物成矿期和蛋白石成矿期，在硫化物成矿期内又分别沉淀了Fe硫化物、Zn硫化物和无定形硅。富Zn型硫化物中存在着大量管状生物遗迹，大部分管道内充填了胶状Fe硫化物和无定形硅。在个别样品内部出现了特殊的黄铜矿疾病现象，大量黄铜矿沿着自形黄铁矿的解理面定向排列，推测其为交代成因。Fe-Cu型硫化物的形成和演化也可以划分为两个成矿期：硫化物成矿期和硫酸盐成矿期，在硫化物成矿期内又依次可分为Fe硫化物、Zn硫化物、Cu-Fe硫化物及海水混合阶段。Fe-Cu型硫化物的形成过程复杂，经历了沉积间断和多期次的流体改造作用。高温富Cu流体对早期胶状闪锌矿的交代形成了银黝铜矿-砷黝铜矿以及富Ag矿物，而后期流体和海水的混合导致了硅酸盐矿物和铅矾的沉淀。在Edmond区Fe-Cu型硫化物中首次发现了可见Au颗粒，包括自然Au和银金矿两种。Edmond区可见Au的形成被认为是后期海水和流体发生混合所致。在Edmond区形成热液硫化物过程中，分析元素几乎都来自下伏基岩的淋滤。U在热液硫化物和热液流体中的含量普遍很低，Edmond区只有富Si型硫化物中略高，可能是海水中的U（VI）被Fe氢氧化物吸附并被还原成U（IV）而发生固定。Ba、Pb相对于陆壳型热液矿床亏损是由于基岩中Ba、Pb含量相对较低所致，其他元素的富集则不受基岩的影响。热液产物中Cu、Zn、Mo、Ag、As主要受到温度的影响而进入不同类型硫化物中。Ga、Cd主要受到矿物学的控制而类质同象替代进入Zn硫化物，Ag、As、Pb、Au、In的含量变化则部分受到矿物学的控制。 Mn虽然流体中含量很高但不倾向于进入任何硫化物相中，也不被吸附，故在硫化物中含量很低。Ni虽在岩浆流体中富集，但可能在海底之下便已沉淀或没有被热液淋滤出，所以未对硫化物中Ni含量造成影响。Ti、V、Zr、Nb不易从岩石中淋滤出来，而且都具有强亲氧性，所以在海底热液矿床中含量普遍很低。富Zn型和Fe-Cu型硫化物普遍较高的Au含量，这说明Edmond热液区的Au富集现象并不是个别喷口的现象，即Edmond热液区可能具有富Au的流体。

中印度洋脊Edmond热液区热液产物的矿物学和地球化学研究

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