胡安·德富卡洋脊因代沃段热液黑烟囱体成矿物质来源硫同位素的限制.pdf

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1、第３２卷第５期海洋学报Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．５２０１０年９月ＡＣＴＡＯＣＥＡＮＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＳｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１０胡安·德富卡洋脊因代沃段热液黑烟囱体成矿物质来源：硫同位素的限制姚会强１，２，３，周怀阳２，３，彭晓彤２，３，何高文１（１．国土资源部广州海洋地质调查局，广东广州５１０７６０；２．同济大学海洋学院上海２０００９２；３．中国科学院广州地球化学研究所，广东广州５１０６４０）摘要：选取胡安·德富卡洋脊（ＪｕａｎｄｅＦｕｃａＲｉｄｇｅ，ＪＤＦＲ）因代沃（Ｅｎｄｅａｖｏｕｒ）段的１７个热液黑烟囱体样品对其中的硫同位素进行分析测定，讨论了因代沃段热液活动区内

2、黑烟囱体成矿的物质来源、将硫同位素数据与已发表的热液流体及硫化物数据耦合，并结合前人的成果得到如下认识：（１）因代沃段硫化物的硫同位素组成与其他无沉积物覆盖的洋脊硫化物硫同位素组成相似，然而其相比于南胡安·德富卡洋脊（ＳｏｕｔｈＪｕａｎｄｅＦｕｃａＲｉｄｇｅ，ＳＪＦＲ）硫化物亏损重同位素；（２）结合前人研究成果，如果ＳＪＦＲ硫化物的硫全部来自基底玄武岩的淋洗与海水中的硫酸盐，那么因代沃段硫化物的硫可能有１％～３％来自沉积物的贡献，故提出因代沃段成矿系统中的硫来源主要来自基底玄武岩，同时伴随有少量海水硫酸盐来源及沉积物来源的硫加入；（３）将硫同位素数据与已发表的热液流体及硫

3、化物数据进行耦合发现热液流体中的沉积物信号与硫化物中的硫可能来自不同的源，并提出沉积物端元可能位于下渗区。关键词：洋中脊；因代沃段；热液黑烟囱体；硫化物；硫同位素中图分类号：Ｐ７３６．２；Ｐ７３６．３；Ｐ５９７文献标志码：Ａ文章编号：０２５３４１９３（２０１０）０５００２５０９沉积物覆盖的洋脊包括大西洋洋中脊的跨大西洋１引言综合地质调查（ＴｒａｎｓＡｌｔｌａｎｔｉｃＧｅｏｔｒａｖｅｒｓｅ，ＴＡＧ）从２０世纪７０年代海底热液喷口被发现以来，［１５］［１１，１６］热液区、ＳＪＦＲ、ＥＰＲ９°～１０°，１１°，１３°，１７°，人们已经在包括洋中脊、弧后盆地以及洋内岛［１

4、７－２０］１８°，２１°Ｎ以及北胡安·德福卡的因代沃弧［１－５］不同构造背景下相继发现了海底热液活动。［２１－２２］段。针对无沉积物覆盖的洋脊热液流体的这些热液活动在形成热液烟囱体的同时，也为海研究表明，因代沃段热液流体具有明显的ＣＨ以４底生物的生存提供必须的物质和能量，并形成独及ＮＨ＋浓度异常，其中ＣＨ浓度高于普通无沉积４４［６－８］特的生态系统。根据有无沉积物覆盖，可以将物覆盖洋脊的１５～７０多倍，而与有沉积物覆盖的大洋中脊划分为有沉积物覆盖的洋脊和无沉积物洋脊的接近；ＮＨ＋浓度为０．６４～０．９５ｍｍｏｌ／ｋｇ，４覆盖的洋脊两种。有沉积物覆盖的洋脊包括Ｇｏｒ它明显

5、大于南胡安·德富卡洋脊和ＥＰＲ２１°Ｎ的ｄａＲｉｄｇｅ南部的埃斯卡诺巴（Ｅｓｃａｎａｂａ）槽［９］、加利＋浓度后两者的ＮＨ＋的浓度小于０．０１ｍｍｏｌ／ＮＨ４４［１０－１１］福尼亚海湾中的瓜伊马斯（Ｇｕａｙｍａｓ）海盆和ｋｇ。热液流体中高浓度的铷、铯、碘和硼以及硼同位［１２－１４］［２３］胡安·德福卡洋脊北部的中河谷等处，而无素含量异常都指示该区可能存在沉积物的影响。收稿日期：２００９０９０３；修订日期：２０１００２０２。基金项目：国际海底区域研究开发“十一五”项目（ＤＹＸＭ１１５２０１０６；ＤＹＸＭ１１５２０１０７）；国家自然科学基金重点项目（４

6、０５３２０１１）；国家自然科学基金（４０４０３００４；４０４７３０３２）。作者简介：姚会强（１９８２—），男，河南省柘城县人，博士，研究方向为海洋化学及海洋地球化学。Ｅｍａｉｌ：ｈｑｙａｏ＠１６３．ｃｏｍ２６海洋学报３２卷尽管对该区硫化物Ｐｂ同位素的研究工作已经有一定部，距俄勒冈州和华盛顿州海岸线２８０ｎｍｉｌｅ的东［１１，２４－２６］程度的积累，但是有关该区硫同位素组成的北太平洋底，处于Ｓｏｖａｎｃｏ断裂带和Ｂｌａｎｃｏ断裂带研究工作鲜有报导，因此本文研究主要目的是查明该之间，是太平洋板块与胡安·德富卡板块的分界线区成矿物质来源是否受到沉积物的影响，并试图对该（图１）

7、。其全扩张速率为５．６～５．７ｃｍ／ａ，属于典型［２７］区的流体循环提供一些新的认识。的中速扩张洋脊。整个洋脊全长约为５００ｋｍ，分为独立的７段，自北而南依次为ＷｅｓｔＶａｌｌｅｙ段、２地质背景因代沃段、Ｃｏｂｂ段、ＣｏＡｘｉａｌ段、ＡｘｉａｌＶｏｌｃａｎｏ段、胡安·德富卡洋脊（４４°～４８°Ｎ）位于ＥＰＲ北Ｖａｎｃｅ段和Ｃｌｅｆｔ段。图１胡安·德富卡洋脊因代沃段位置及ＭａｉｎＥｎｄｅａｖｏｕｒ热液场详细地质图（修改自文献［１，２２］）Ｓ＆Ｍ，Ｔｐ，ＭｉｌｌＱ等均为硫化物结构体的名称因代沃段位于胡安·德富卡洋脊北部，长约分布