第五章 海底成矿作用地球化学.pdf

第五章 海底成矿作用地球化学 热液硫化物 天然气水合物 锰结核和结壳 Marine Mineral Resources Cobalt-rich Manganese Crust Polymetallic Massive Sulphides Manganese Nodules 5.1 热液硫化物 5.1.1 简介 发生于海底扩张中心和火山活动区的海底热液矿床 或者富铁、或者富锰，同时含有Cu 、Zn 、Ni 、Co和 Pb等多种金属。副矿物一般有蛋白石、重晶石和蒙 脱石。 塞浦路斯型：形成于洋脊轴部或海底扩张中心， 成分以Fe 、Mn 、Cu 、Zn等为主。如红海、塞 浦路斯和东太平洋海隆。 黑矿型：形成于俯冲带，成分比较复杂，除 Cu-Zn外，Pb的数量有明显增加。如日本黑矿。 自70年代起，一些国家的海 洋调查就先后在大西洋中脊、 太平洋海隆和印度洋中脊等 White Black smoker 几十处海域发现了海底热液 smoker 活动及其硫化物矿床，此后 许多国家相继开展海底热液 Sulfide deposit 矿床的探测。美国科学家 Bischoff博士等3人乘 《Alvin》号在东太平洋海 Magma Tube worms 隆（北纬21 °左右）进行海 White crab White clam 底热泉考察，首次意外地发 现，在水深2500～2700米海 底的现代热液喷溢口周围存 在许多长柱状、短柱状的 “黑烟囱”或“白烟囱”。 这些“烟囱”是海底热液嗌口喷出大量含多金属硫化物 岩浆，经海水冷却形成的沉淀物一柱状“烟囱”。它们 一般高几米至几十米、直径几十厘米至几米，高者达百 米、宽者有十几米，有的甚至形成小丘。由于“烟囱” 的沉淀物中含有工业价值的矿物，特别是黑“烟囱”类 多金属块状硫化矿物，普遍含大量Cu 、Pb 、Zn 、Fe 、 Co 、Ni外，还富含Au 、Ag等贵金属。因此，有人称黑 “烟囱”为“海底金库”。科学家还发现，这类“烟囱” 沉淀物沉积成矿速率快，形成时间短，硫化物每5天就 能堆积40厘米厚。据估算，在东太平洋厄瓜多尔附近的 加拉帕戈斯断裂带中，砷化物矿床形成的时间只有100 年，因而有科学家称这些海底是现代“热液矿床制造 厂”。 海底热泉可以通过探测羽状体来寻找它。（电视 抓斗） 5.1.2 海底热液的分布 二十多年深海底热液矿床和生物群落调查研究表 明，其主要产出在太平洋和大西洋，其中以太平 洋的露点最多。据不完全统计，规模较大的有近 20处。 •太平洋有加拉帕戈斯断裂带、东太平洋海隆、 瓜伊马斯海盆、胡安·德雷卡区、马里亚纳海槽 区、日本海沟区、日本鹿岛海山区、斐济北部 海盆、劳海盆、冲绳海槽等； •大西洋有：大西洋中脊、墨西哥湾佛罗里达、 劳海扇区、路易斯安娜陆坡区等。 海底热液喷口和相关金属矿床的分布 （有149处为还在活动的热液喷口） 经初步评价金属资源量具有工业价值的有： 红海热液硫化物矿床，约1亿t ；阿特兰蒂斯Ⅱ海渊多金属软