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海洋地质前沿2025年第06期:马里亚纳弧NW Eifuku热液区岩石中黄铁矿的地球化学特征

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘锦风;曾志刚;王晓媛;曾志斌;杨小双;齐海燕;

单位:中国科学院海洋研究所,中国科学院海洋地质与环境重点实验室;中国科学院大学海洋学院;河南省第五地质勘查院;

摘要:本文选择马里亚纳弧北部NW Eifuku热液区的4块火山岩及其中1块微蚀变火山岩的内部黄铁矿作为研究对象,对样品进行了全岩主量元素、橄榄石和黄铁矿原位主、微量元素及黄铁矿S同位素组成的测试分析工作,探讨了岩石中黄铁矿的地球化学特征、物质来源和微生物成矿作用。结果显示,火山岩为玄武安山岩,包含4种类型的黄铁矿,分别为蚀变斑晶中他形和胶状黄铁矿、斑晶裂隙中细长柱状黄铁矿、基质中半自形-他形黄铁矿、气孔中自形黄铁矿。后3种黄铁矿的晶形表明,其是热液活动早期的产物。蚀变斑晶中黄铁矿的晶形为他形和胶状,相较其他3种类型黄铁矿,其S/Fe比值升高,这些均为矿物在低温下形成的特征,即该类黄铁矿的形成受到了热液与海水混合导致温度降低的影响。4种黄铁矿的δ34S值(6.58‰~-19.60‰)以及部分自形黄铁矿的铁氧化层边缘表明,它们在形成过程中可能受到了微生物作用的影响。蚀变橄榄石中黄铁矿的Co、Ni元素的含量明显高于其他类型黄铁矿,与蚀变前后热液流体成分改变、热液与海水混合后温度降低导致元素更易进入黄铁矿晶格等因素有关,其核部与边部元素含量的差异可能受到了微生物作用的影响,而蚀变橄榄石对黄铁矿元素含量的影响相对较小。

关键词:马里亚纳岛弧热液喷口;;黄铁矿;;微量元素;;微生物成矿

基金资助:国家自然科学基金“深海界面过程和化能生态系统”(42221005),“西太平洋俯冲体系中岩浆活动及其对热液物质供给的制约”(91958213),“冲绳海槽与马里亚纳海槽的热液烟囱体特征及其对流体演化的指示”(42330409);; 中国科学院战略性先导科技专项子课题“热液/冷泉区岩浆物质贡献与流体化学过程”(XDB42020402);; 国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“典型弧后盆地热液活动及其成矿机理”(2013CB429700);; 泰山学者工程(ts201511061)