赤道東太平洋水體及西南印度洋熱液活動區(qū)水體懸浮顆粒礦物研究.pdf

1、2005年中國環(huán)球大洋17航次考察在赤道東太平洋取得了5個站位共54個懸浮體樣品。2010年中國第21次大洋考察在西南印度洋熱液活動區(qū)7個站位的水體中取得了86個懸浮體樣品。本文以上述懸浮體樣品為研究對象,分別對赤道東太平洋和西南印度洋熱液活動區(qū)水體懸浮顆粒礦物進行了系統(tǒng)研究。
　　依據(jù)赤道東太平洋研究區(qū)各站懸浮顆粒物總量、約4000張顆粒礦物掃描電鏡圖像和約4000個能譜分析數(shù)據(jù)及航次取得的水文資料,對赤道東太平洋研究區(qū)水體中懸

2、浮體的顆粒物含量、礦物形態(tài)、組分及其分布等進行了系統(tǒng)研究,探討了物源和影響因素。
　　赤道東太平洋水體懸浮體含量普遍較低,在0.01-0.29mg/L之間。各站之間及同一站位不同水層之問分布不均。西部WS站懸浮體平均含量最高,為東部其余四站的2倍左右;各站懸浮體含量垂向分布大致有高-低-高的分布規(guī)律。
　　赤道東太平洋水體懸浮礦物顆粒中共鑒別出7類38種礦物(化合物),其中3種硫化物礦物顆粒、獨居石、輕稀上氫氧化物(氧化物)

3、等是首次在懸浮體中報道。礦物顆粒物源可以分為大氣、海洋自生礦物、海底再懸浮及可能的海底火山來源等四種。
　　水體懸浮顆粒物中普遍發(fā)現(xiàn)了重晶石顆粒和集合體。重品石顆粒形態(tài)可分為為卵形或圓形、菱形、箭頭形及不規(guī)則形4類,根據(jù)其溶蝕特征進一步分出了對應(yīng)的亞類;新發(fā)現(xiàn)了箭頭狀重晶石,屬于自然界旨次發(fā)現(xiàn),對其成因進行了解釋;發(fā)現(xiàn)了形態(tài)各異的溶蝕重晶石,在水體中普遍存在。對重晶石的含Sr量進行統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)Sr較廣泛地參與了重晶石的結(jié)晶形成過程,

4、提出了重晶石溶蝕形態(tài)的選擇性溶解形成機制;不同站位水層重晶石顆粒的粒度大小、數(shù)量分析表明,重晶石的形成機制可能具有天青石形成模式和有機聚集體形成模式同時并存。重晶石顆粒有時以集合體形式被含粘土有機質(zhì)、含鈣有機質(zhì)或含Ti的氫氧化物(氧化物)膠體等包裹。海洋重晶石的成因和溶蝕研究,對認識海洋生物地球化學循環(huán)和評估古海洋生產(chǎn)力有重要意義。
　　礦物組合分析發(fā)現(xiàn)研究區(qū)中部三站礦物以陸源物質(zhì)和海洋自生物質(zhì)為主;西部和東部站位礦物組分還含有少

5、量金屬硫化物或金屬氫氧化物,可能受到海底火山活動的一定影響,與其所處區(qū)域的構(gòu)造活動有關(guān)。
　　依據(jù)西南印度洋熱液活動區(qū)懸浮體樣品的顆粒物總量、5000多張礦物掃描電鏡圖像和近5000個能譜分析數(shù)據(jù)及航次資料,對西南印度洋熱液活動區(qū)水體中懸浮體的顆粒物含量、礦物形態(tài)、組分及其分布特征等進行了系統(tǒng)研究,分析了與研究區(qū)熱液活動的關(guān)系,提出了熱液活動區(qū)的大洋水體同樣存在作為熱液羽狀流標志性組分的硫化物礦物懸浮顆粒異常的概念。
　　西

6、南印度洋熱液活動區(qū)水體中懸浮體含量在0.17-1.45mg/L之間,高出赤道東太平洋海區(qū)5-10倍;各站位懸浮體含量的平均值變化相對不大,但垂向上懸浮體含量變化較大,大致可以分為高-低-高三段。
　　西南印度洋研究區(qū)懸浮大洋水體中共發(fā)現(xiàn)42種礦物(化合物)和3種未確定結(jié)構(gòu)的硫化物物相,其中3種硫化物和4種硫化物的礦物形態(tài)是大洋懸浮顆粒物中的新發(fā)現(xiàn)。二硫化鋅是在自然界未曾發(fā)現(xiàn)過,四硫化鋅則未見任何報道。
　　提出了“過硫化鋅-

7、鐵閃鋅礦-黃鐵礦-黃銅礦”和“黃銅礦-閃鋅礦-黃鐵礦-磁黃鐵礦”兩種懸浮顆粒熱液硫化物標志性組合,推測其來源分別以中等高溫型羽狀流噴發(fā)為主和高溫型羽狀流噴發(fā)為主。
　　懸浮硫化物顆粒的數(shù)量、形態(tài)、組合和分布特征與已有報道的鄰近熱泉活動區(qū)在空間和性質(zhì)上有明顯的對應(yīng)性。
　　西南印度洋熱液活動區(qū)硫化物顆粒的種類、數(shù)量和分布等特征,與赤道東太平洋研究區(qū)形成了鮮明的對照。西南印度洋熱液活動區(qū)1500m左右以下的水體中,硫化物顆粒種類

8、多,數(shù)量大,其數(shù)量的垂向分布也出現(xiàn)明顯異常,具有熱液羽狀流擴散殘留痕跡或殘余物的性質(zhì)。這些特點,是赤道東太平洋研究區(qū)所沒有的。
　　西南印度洋熱液活動區(qū)懸浮顆粒物研究表明,熱液活動區(qū)的大洋水體同樣存在熱液羽狀流標志性組分的硫化物礦物懸浮顆粒異常,懸浮硫化物顆粒的組合和形態(tài)等各種特征與鄰近的熱泉活動區(qū)在空間和性質(zhì)上有明顯的對應(yīng)性,是判識熱液活動區(qū)的水體特征的依據(jù)。熱液活動區(qū)懸浮顆粒物與熱液羽狀流懸浮顆粒物相比,分布范圍更廣泛,樣品也