海底硫化物综述

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1、西北大学地质学系研究生综述性课程成绩单学生姓名赵军辉（201021142）类别硕士专业矿产普查与勘探年级2010课程名称矿床地球化学任课教师朱赖民学时40学分2课程成绩（百分制）教师评语：任课教师签名：年月日教师注意事项：1、课程总成绩应基本符合正态分布；2、若有两种（及以上）方式进行综合考核，需明确各部分所占比例；3、评语中应指出该份作业的特点与不足。7现代海底硫化物矿床研究现状及展望西北大学地质系矿产普查与勘探专业10级硕士赵军辉学号：201021142摘要：现代海底热液活动及其资源效应是近30年来地球科学中的重要研究方向。调查研究表明,海底多金属硫化物矿床

2、是热液活动的产物,有200多个现代海底热液块状硫化物矿床分布于现代海底的各种构造环境中。因此，现代海底硫化物矿床成矿作用观察与研究,不仅为研究古代矿床注入了新的活力,而且对我们现有的成矿理论提出了严重挑战,并已成为发展和开创成矿新理论的摇篮。本文主要针对块状硫化物的活动区、成矿物质来源、硫化物堆积机制做一研究。关键词：海底块状硫化物矿床成矿物质来源硫化物堆积机制1现代海底热液成矿作用研究的重要进展现代海底热液成矿作用研究近年来已取得重大进展,主要体现在两个方面:(1)大批正在活动或业已停止的热液区和硫化物矿床在诸如洋脊、弧后和板内火山活动中心等海底环境加速发现,

3、不仅为人类提供了重要的金属矿产资源,而且极大地丰富了我们矿床学内容和知识储备；(2)现代海底硫化物矿床成矿作用观察与研究,不仅为研究古代矿床注入了新的活力,而且对我们现有的成矿理论提出了严重挑战,并已成为发展和开创成矿新理论的摇篮。2现代海底重要硫化物矿床块状硫化物矿床(MSD)是一类重要的金属矿床,通常产于海相火山岩系和沉积岩系中,主要由Fe、Cu、Zn和Pb的硫化物组成,伴有Au、Ag、Co等多种有益元素。这类矿床的研究很大程度上得益于对现代洋底热液活动与成矿作用的深化,后者已成为开创和发展成矿新理论的摇篮。在古代地质记录中,以火山岩为容矿岩石和以沉积岩为容

4、矿岩石的硫化物矿床占有举足轻重地位,这两大类矿床的现代类比物已在现代海底大量发现,它们主要出现于大洋中脊、弧后盆地(弧间裂谷)和板内火山活动中心诸海底环境,通常形成于张裂或裂谷作用阶段,并随着张裂盆地的发育,形成各具特色的硫化物矿床,构成完整的成矿谱系。这里,我们将海底硫化物矿床分为以火山岩和以沉积岩为容矿岩石的两大类矿床,按成矿地质背景对现有重要的海底硫化物矿床和热液活动区做一简单概述。2.1以火山岩为容矿岩石的硫化物矿床2.1.1洋脊环境(1)红海海渊热卤水和硫化物矿床:是大洋板块缓慢扩张(半速度约1cm7/a)、大洋盆地初期阶段形成的典型矿床类型。海渊深达

5、2000余m,产于转换断层附近平行火山喷发轴部地带的狭长盆地中。据估计,该矿床的无盐金属储量高达1亿吨,大于日本整个北鹿盆地黑矿矿床总储量(7000万吨)。矿床主要为含金属沉积物,伴有硫化物、硫酸盐、氢氧化合物和碳酸盐及大量热卤水。此外,尚可见到块状硫化物烟囱(chimney)碎屑。其主要矿物组合为Fe蒙脱石、赤铁矿、硫化物(闪锌矿、白铁矿、黄铜矿、黄铁矿)、重晶石、石膏、磁铁矿和富Mn菱铁矿等。(2)中大西洋脊20°N—60°N硫化物矿床:热液活动和硫化物矿床发生于慢速扩张(半速度为1.0—1.5cm/a)洋脊环境,形成于洋盆扩张的晚期阶段。热液活动区分布较广

6、,南起15°N,北至60°N,绵延数千km,但尤以26°N附近的吨AG热液活动区最为强烈、最为典型。该区位于中大西洋底裂谷东翼5km处,热液活动带位于裂谷正断层与转换断层交汇处的火山中心西缘的深水(2000—3500m)盆地中,有三种热液成矿类型:①活动的高温硫化物丘堤,宽约250m,高达45m,估计金属储量达3—5百万吨。其矿石类型包括块状Cu—Fe硫化物,具蜂窝状结构,黄铁矿—闪锌矿交生的块状Zn—Fe硫化物、块状Fe硫化物及黄灰色晶质烟囱碎屑,灰色粗粒硫酸盐(石膏)、碳酸盐(方解石)和铁氧化物及铁硫酸盐。主要硫化物组合为黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿和白铁矿。②停

7、息的热液硫化物带,亦可鉴别出不活动的块状Cu—Fe硫化物、Zn—Fe硫化物、Fe硫化物、层状Mn结壳及Fe的氧化物和羟化物。③低温热液沉积带,在裂谷壁部断块上发育不连续氧化物-硅酸盐沉积。(3)西Woodlark盆地硫化物矿床:形成于迅速扩张(2.7—6.0cm/a)的深水(2000—2300m)盆地环境,发育于洋盆扩张初期阶段。其扩张轴部延伸到张裂的大陆壳中。矿床分布于扩张轴地段破火山口内,与玄武质安山岩带有关。矿床由活动的Fe—Mn—Si氧化物沉积、重晶石—非晶硅—硫化物烟囱和Fe—Mn—Si丘堤及窒息的重晶石—非晶硅—硫化物组成。主要矿物包括重晶石、非晶硅

8、、黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿