大洋中脊热液活动与轴部岩浆房的分布、深度以及熔融程度之间的关系

摘要

热液活动，特别是高温流体释放，通常与轴部存在岩浆房（AMC）有关，然而这种关系尚未得到系统的验证。通过对6个区域性较长（长度在170—560km之间）的洋脊段进行连续的AMC以及热液羽流调查，就有可能定量比较热液活动的分布、强度与AMC范围、深度以及在部分站位岩浆熔融程度之间的关系。这六个区域性洋脊的扩张速率在55—145mm／a之间，共包含20个次级的洋脊段。在洋脊段尺度上（除去受到热点影响的加勒帕戈斯扩张中心），热液羽流的发生率随着AMC的发生率（AMCr，r2=0．64）增加而线性增加。对所研究的6个区域性洋脊段而言，热液羽流的发生率随着AMC的深度减小而增加（AMCZ，r2=0．66）。在次级洋脊段尺度上，热液羽流的发生率与AMCr（r2=0．12）以及AMCz（r2=0．25）相关性很差。最后在亚段尺度上，或者在局部尺度上（0．75km长的区间内），热液羽流的强度随着AMCz的变浅而增强（r2=0．85）。羽流强度越强的区间也就越接近它们的海底来源，其中68±13％直接位于AMC之上。这种分布与现在已知的40个高温喷口场中至少有37个位于AMC之上的分布相似。现在的数据能够允许我们验证AMC与热液活动相互之间关系的假设。尽管现存的数据很少，不支持如下假设：熔融富集的岩浆透镜体优先发育强烈的、持续周期长的热液喷发。同时，在任何洋脊段也未能为如下提议找到证据：在段尺度上，热液冷却的增加可以在局部亚段上降低AMCz。在慢速洋脊，岩浆房存在的证据相当稀少，然而这些数据却与那些具有更快扩张速率洋脊的数据相一致。对所有扩张速率洋脊的观察结果表明，几乎所有的高温热液场均与岩浆或者推断的岩浆有关；而“热岩”或者非岩浆热源不足以引起高温热液喷发。