现代洋底低温富Si烟囱体的构建：以劳盆地CDE热液场为例

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• 责任者：孙治雷^c青岛海洋地质研究所国土资源部海洋油气资源和环境地质重点实验室 ; 周怀阳^c中国科学院广州地球化学研究所 ; 杨群慧^c同济大学 ; 尹希杰^c国家海洋局第三海洋研究所 ; 王虎 ; 姚会强^c广州海洋地质调查局 ; 董从芳^c广西华锡集团股份有限公司
• 刊名：中国科学：地球科学
• 出版年：2012
• 卷期：42^b10
• 关键词：黑烟囱12^a太平洋20^a热液作用 ; 海底环境 ; 矿物学 ; X射线衍射分析 ; 同位素分析 ; 元素地球化学 ; 微生物31^a劳盆地
• 页码：1544～1558
• 索书号：P106/141-1
• 图表：^c表5参60插图
• 分类号：0700
• 文摘期号：2013/05/b

摘要

CDE热液场是中国在劳盆地东部扩张中心区域发现的热液场。该文报道了该热液场小型低温富Si烟囱体的矿物学、地球化学分析结果。矿物学分析发现，烟囱体壁的矿物具有着明显的环带结构：沿烟囱主通道内壁向外，分别由蛋白石+重晶石层，长杆状蛋白石层，Fe‐Si质丝缕体层以及最外面的Fe‐Mn氧/羟化物(以下简称Fe‐Mn氧化物)层组成。蛋白石的氧同位素测温表明最内层蛋白石和重晶石层的沉淀温度为68.5 ℃，而次内层长杆状蛋白石层为39.6 ℃，具有明显的温度梯度。同时，稀土元素的各个指标(Eu/Eu^*，Ce/Ce^*与(La/Yb)_N)以及从不同层位烟囱体壁提取到的Fe‐Mn氧化物的Sr同位素比值均在次外层有明显异常，暗示该烟囱体在发育的初始阶段，最先形成的外壁是当前的次外层。形态学观察表明嗜中性Fe氧化菌的微生物和某些可能利用Si的微生物在烟囱体的构建过程中起到了重要作用，其代谢活动形成的Fe‐Si质丝缕体和少量蛋白石以及重晶石沉淀最先形成环状的原始外壁，并与后期出现的长杆状蛋白石一起交织成三维立体网络，通过逐步矿化增生影响了烟囱体壁的渗透能力，最终控制了海水和热液的混合比例，导致低温富Si烟囱体的环带状结构的形成。元素地球化学分析还表明，矿物的环带特征以及Fe‐Mn氧化物的对周围水体中元素的“吸附作用”控制了烟囱体的地球化学特征。