微生物硫酸盐还原作用在海底硫化物矿化初始阶段起重要作用

摘要

热液流体与周围的海水混合常常形成海底热液矿床,沉淀形成的硫化物矿床通常为非生物成因。最近在冲绳海槽中部伊是名钻孔和伊平屋北丘的研究,结合二次离子质谱法测定黄铁矿颗粒的δ^(34)S值,有力地证明了海底硫化物矿化的初始阶段与微生物硫酸盐还原作用密切相关。在硫化物生长过程中,黄铁矿结构由草莓状→胶体状→自形状演化。草莓状黄铁矿中δ^(34)S值为负值(低至-38.9‰),胶体型和自形黄铁矿中δ^(34)S值向正值偏移。海水硫酸盐(+21.2‰)与草莓状黄铁矿δ^(34)S(-38.‰)的硫同位素分馏值高达-60‰,只有在开放体系中微生物硫酸盐还原才能达到这样的分馏。由于草莓状黄铁矿通常被黄铜矿、方铅矿和闪锌矿所取代,因此草莓状黄铁矿似乎是其他硫化矿物的起始原料(核心)。我们认为,含微生物还原硫的草莓状黄铁矿在海底硫化物矿化的初始阶段发挥了重要作用。