摘要
海底热液循环在固体地球和海洋之间的物质、能量循环中扮演重要角色。本文通过矿物组合特征和地球化学特征，判断西南印度洋脊沉积物是否为低温热液沉积物；使用Sr-Nd-Pb同位素进行物源追踪；讨论沉积物的成矿机理，对比沉积物与BIF的地球化学特征并讨论两者之间的联系。 本研究从西南印度洋超慢速扩张洋脊三个热液喷口系统附近采集了现代热液Fe-Si沉积物，开展了矿物学(XRD、扫描电子显微镜等)、元素地球化学(主、微量及稀土元素组成)以及三种稳定同位素(Sr、Nd和Pb同位素)的综合分析。 本研究首先系统表明，与热液活动有关的古、今两种沉积体在矿物学、地球化学(包括REE)和同位素地球化学组成等各个方面均具有很好的亲缘性，可视作彼此的对应物。沉积物样品的主要矿物为绿脱石、无定形蛋白石、二峰水铁矿、针铁矿和水钠锰矿，前两种矿物在扫描电镜下分别呈现出表面光滑的丝缕状结构和颗粒聚集式的鳞片状结构。全岩分析发现，沉积物中富含Fe、Si、Mn等主量元素，Al、Ca、Mg、Na和K含量非常低；微量元素中Cu、Zn、Pb、Sr、Co、V、Mo等含量较高，而Hf、Cs、Th、Be、Hg、A等含量较低；且稀土元素分配曲线显示出绝大多数样品具有负Ce异常和正Eu异常，具有热液来源的典型特征。根据87Sr/86Sr比值，可判定沉积物在沉淀之前充分与海水混合，具有接近海水的87Sr/86Sr比值，表明沉积物为低温热液弥散流来源，而非高温热液羽流来源；SWIR的143Nd/144Nd较低，代表热液弥散流与海水充分混合后的产物，也有可能是幔源、洋中脊玄武岩、海水三端元混合后的产物。此外，现代热液富Fe-Si沉积物的矿物学成分、在现代热液中也发现的类似的Fe-Si条带状结构、富Si、Fe的而贫Al、Mg、K、Ca的特征、稀土分配模式、氧化营力与条带状铁建造(BIF)之间的相似性表明，古代、现代这两种富Si-Fe沉积物之间的关系十分密切。
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