科研成果
卡尔斯伯格脊热液羽流颗粒物的时序观测研究
时间：2024年03月27日
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我所海底资源与成矿系统团队在国际海洋地质学知名期刊Marine Geology上发表了题为“Time-series records of particulate fluxes reveal temporal variations in hydrothermal activity in the Wocan hydrothermal field, Carlsberg Ridge”的文章，第一作者兼通讯作者为我所邱中炎副研究员，合作作者包括我所韩喜球、王叶剑研究员，范维佳、李洪林和刘吉强助理研究员，浙江大学陈雪刚教授和德国基尔大学Dieter教授。
热液羽流沉降的颗粒物质提供了有关深海热液物质的分布及其通量变化的信息。本研究基于沉积物捕获器锚系长周期观测数据和样品，研究了西北印度洋卧蚕热液区沉降颗粒物的矿物和地球化学组成，探讨了羽流颗粒物的沉降通量的时序变化特征及其控制因素。结果表明，沉降颗粒以富含热液源矿物为特征，这些矿物包括Cu-Fe-Zn硫化物、硫酸盐、自然硫、铁氧化物和铁氢氧化物。从地球化学角度来看，沉降颗粒物表现出强烈的金属（如Fe、Cu、Zn、Ga、Mo、Ag、Cd和Pb）和S富集。研究发现，洋流方向、捕获器位置（相对于喷口的方位和距离）以及离底高度对热液通量的观测有重大影响。卧蚕热液区热液Fe沉降通量随着离喷口距离的增加而减少，其程度比大西洋热液系统大，比太平洋热液系统大得多。这种差异可以用印度洋和大西洋热液区中Fe（II）的氧化率较高来解释。上层（离底225 m）和下层捕获器（离底35 m）中的沉降通量具有明显差异。上部热液通量主要受底流方向的影响，而下层通量除受底流方向影响外，还受到沉积物再悬浮的输入。我们的结果还显示了热液羽流高度和沉降通量的时序变化，这主要受热液喷发强度的控制（图1）。研究成果将有助于增加对热液物质迁移规律的认识。
图1 卧蚕热液区下层（T5）和上层（T6）捕集器颗粒通量的时序变化
论文引用：
Qiu, Z.*, Han, X., Wang, Y., Chen, X., Garbe-Schönberg, D., Fan, W., Li, H., and Liu, J., 2023. Time-series records of particulate fluxes reveal temporal variations in hydrothermal activity in the Wocan hydrothermal field, Carlsberg Ridge. Marine Geology, 460, 107056.
