中印度洋脊Edmond热液区黄铁矿-白铁矿的共生演化及指示性

摘要

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.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.本次研究的样品是中国大洋科考第19航次在Edmond热液喷口区的脊侧山坡上，利用电视抓斗抓取的样品。样品中流体通道发育，铁硫化物以黄铁矿和白铁矿为主。二者共生演化主要有两种形式，与其分布位置密切相关。根据热力学，矿物学和晶体学理论，认为样品边缘，由于热流与海水的快速混合，FeS2过饱和结晶形成纳米晶粒，并聚集形成无定形环带，结晶度较小。环带层中黄铁矿和白铁矿的交互出现，显示温度和pH等物化条件的变化，指示了热流的演化和循环往复作用。矿物格架的形成，使样品中心不存在热流的骤冷过程，可直接缓慢结晶析出黄铁矿自形晶，随热流由通道口向外多次渗流扩散，黄铁矿发生持续结晶生长，形成多阶段生长环带。通道口附近孔隙发育，易接触海水形成低温环境，白铁矿与黄铁矿可发生共沉淀结晶。本次研究结果显示，黄铁矿—白铁矿的共生演化对于海底热水喷流过程具有一定标型性，可为认识现代洋脊区热液流体演化和成矿过程提供矿物学依据。