大洋海底玄武岩及其热液成矿作用地球化学特征——西南印度洋中脊与东太平洋海隆相对比

摘要

本文以慢速-超慢速扩张SWIR和快速扩张EPR9°N～10°N热液活动区为研究对象，通过对两热液区部分玄武岩、热液硫化物样品的地球化学特征进行对比研究，得出以下结论：
　　 SWIR热液区的玄武岩地球化学特征与N-MORB相似，却与典型N-MORB不同，推测由岩浆来源的不均一所致；EPR热液区玄武岩则属于典型的N-MORB。研究区玄武岩微量元素蛛网图显示，SWIR热液区玄武岩具有LILE和HFSE相对富集及明显的Ba正异常的特征；EPR热液区玄武岩则表现出LILE轻微亏损、HFSE相对富集以及Ba负异常特征。相对SWIR而言，EPR玄武岩微量元素配分曲线整体上表现出平坦的亏损型分布模式，反映了该区亏损型地幔源区玄武岩的地球化学特征。
　　 玄武岩稀土元素分布模式表明，SWIR玄武岩的∑REE高于EPR玄武岩，两者均表现出LREE轻微富集、Ce正异常和Eu轻微负异常的特征。在La-La/Sm变异图上，La/Sm与La同步增加，表明两个热液活动区海底玄武岩岩浆的演化主要受不同程度部分熔融作用控制。
　　 不同热液活动区热液硫化物的化学成分差异显著。SWIR热液硫化物中Zn、Mn、Mo、Cd、Ba以及REE的含量明显高于EPR，而Ca、Fe、Cu、Se、Pb等元素的含量则低于EPR。研究区热液硫化物Cu-Pb-Zn三角图显示，SWIR、EPR两热液区的热液硫化物分别属于富Zn型和富Cu型热液硫化物。同一热液活动区热液硫化物的化学成分也有所不同。根据热液硫化物Cu-Zn-Fe三角图获知，SWIR热液硫化物样品swir-s1属于富Zn型热液硫化物，而swir-s2则属于富Fe型热液硫化物。
　　 研究区热液硫化物和玄武岩的稀土元素球粒陨石标准化配分曲线显示，SWIR、EPR9°～10°N热液硫化物中∑REE远远低于各热液区玄武岩中的∑REE，但稀土元素之间的分馏程度却高于玄武岩，均具有较为明显的Ce负异常、LREE富集、HREE亏损的特征。SWIR热液硫化物表现出显著的Eu正异常，其稀土元素之间的分馏程度也高于EPR。
　　 SWIR、EPR两个热液活动区硫化物中稀土元素的来源不同，其中前者主要来源于海底热液，而后者主要来源于海水。