科研成果
卡尔斯伯格脊热液沉积化探模型研究
时间：2024年03月27日
访问次数:310
我所海底资源与成矿系统团队在国际沉积学知名期刊Sedimentary Geology上发表了题为“Hydrothermal signatures and prospecting indicators in sediments along the Carlsberg Ridge”的文章，第一作者兼通讯作者为我所邱中炎副研究员，合作作者为我所韩喜球研究员、范维佳助理研究员和王叶剑研究员等。
日益增长的金属需求是全球关注的问题，新兴经济体加快了这一需求。随着陆地金属资源的枯竭，由热液活动形成的海底块状硫化物矿床因其富含贵金属元素（如Cu、Pb、Zn、Au和Ag）而成为海洋矿产勘探和开发的热点。作为海洋中分布最广泛的热液产物，含金属沉积物对海底块状硫化物（SMS）矿床的勘探具有重要的指示作用。本工作基于历年航次在卡尔斯伯格脊采集的200多个沉积物样品，开展综合的矿物学和地球化学对比研究，总结了多金属硫化物的找矿标志，建立了热液沉积化探模型（图1）。研究表明，镁铁岩型热液系统近喷口沉积物主要由Cu–Fe–Zn硫化物、硫酸盐、铁氧化物和铁氢氧化物组成。超镁铁岩型热液系统近喷口沉积物除了上述矿物外，还富含超镁铁质岩屑矿物。颗粒较大的硫化物矿物主要在喷口近端富集，随着与喷口距离的增加，矿物的粒度和丰度迅速降低。在地球化学上，镁铁岩型热液系统近喷口沉积物富含Fe、Cu、Zn、Ag、Pb、Mo、Co、U、V和P。而超镁铁岩型热液系统近喷口沉积物除了以上元素外，明显富集Mg、Ni和Cr。研究指出元素的富集因子和元素比值，如（Fe+Mn）/Al、Fe/Ti、Al/（Al+Fe+Mn）、Cu/Fe、Zn/Fe、U/Fe和V/Fe，可以作为指示热液活动强度以及与SMS矿床距离的指标。沉积物岩心中热液源金属的时空变化可作为重建热液历史、评估热液成矿潜力和示踪非活动/埋藏型SMS矿床的有效工具。该研究成果可为我国海底硫化物资源勘察与预测提供有效支撑。
图1 卡尔斯伯格脊慢速扩张洋中脊热液系统示意图，显示了热液羽流的扩散以及受热液影响的地质露头和喷口生物的分布。（a）镁铁岩型热液系统（如卧蚕1号和大糦）；（b）超镁铁岩型热液系统（天休）。
论文引用：
Qiu, Z.*, Han, X., Fan, W., Wang, Y., Li, M., and Cai, Y., 2023. Hydrothermal signatures and prospecting indicators in sediments along the Carlsberg Ridge. Sedimentary Geology, 458, 106536.
