北大西洋脊Logatchev热液区纳-微米金属硫化物特征及其成因研究

摘要

现代海底热液活动及其成矿作用是当前国际研究的热点.以超基性岩为主的热液系统大部分沿慢速扩张的洋中脊展布,北大西洋脊Logatchev热液区是少数与超基性岩有关的海底热液系统之一.目前国内外学者对于该热液区的研究主要集中于热液柱、热液流体、微生物群落及地球物理特征等方面.本次通过研究Logatchev区纳—微米级硫化物的显微形貌、成分、结构特征，以及硫化物的共生组合和演化规律，揭示矿物微观形貌和成分特征对成矿环境的指示意义。根据矿物学、岩石学、地球化学理论分析，认为北大西洋脊Logatchev热液区硫化物的形成包括热液期和沉积期，热液期包括自形、半自形、他形粒状黄铁矿形成阶段，多金属硫化物形成阶段和硫化物次生蚀变阶段；沉积期可进一步划分出草莓状黄铁矿和胶状黄铁矿阶段。热液期黄铁矿最早形成，随热液温度逐渐升高，纤锌矿沉淀并主要呈树丛状集合体出现，后期与黄铜矿共生形成丛状集合体。自形闪锌矿形成，后期被黄铜矿交代形成镶边结构。热液温度继续升高，形成他形粒状的黄铜矿和闪锌矿，并交代早期黄铁矿，部分黄铜矿被他形的闪锌矿交代。温度降低时，部分黄铜矿中出溶星状闪锌矿。在硫化物次生蚀变阶段，前期形成的黄铜矿被斑铜矿、铜蓝等交代浸蚀，说明铜正价降低（由Cu2+→Cu2+与Cu+并存→Cu+），硫的负价降低（由单硫S2-→对硫[S-S]2-），指示了晚期阶段铜硫化物形成过程中，热液体系环境中局部硫逸度的升高。