海洋所在現代海底熱液硫化物礦床的Fe-S同位素研究方面取得新進展

  近日,Science Bulletin报道了中科院海洋所深海研究中心孙卫东研究員课题组与中国海洋大学翟世奎教授课题组关于南大西洋中脊德音1號熱液區硫化物煙囪體Fe-S同位素的研究成果。該研究發現熱液黃鐵礦的鐵同位素與硫同位素具有正相關關系,對于研究熱液成礦過程具有重要的意義。 

  現代海底熱液系統有正在發生的成礦作用,黑煙囪是研究成礦過程的理想樣品。近年來FeZnCu等金屬穩定同位素技術的發展爲研究熱液硫化物礦床的构成機制提供了新的手段。然而,國際上已報道的熱液硫化物Fe同位素組成分散雜亂,對其分布規律的認識程度較低。德音1號熱液區是2011年大洋22航次中由中國科學家發現的,位于南大西洋中脊15°S附近。該工作對德音1號熱液區一個完整的硫化物煙囪體由內至外地開展了黃鐵礦等單礦物的SFe同位素組成研究,結果顯示黃鐵礦的δ34Sδ56Fe值在煙囪壁上從外到內呈規律性增大,而且δ34Sδ56Fe值表現出明顯的線性正相關關系;作者進一步對全球已發表的海底熱液黃鐵礦的SFe同位素進行總結,發現其δ34Sδ56Fe值也存在類似的特征。通過對黃鐵礦沈澱-重結晶過程中的元素同位素行爲進行模擬,作者認爲煙囪體生長過程中溫度梯度會導致SFe同位素分布的不均一,而类似的礦物-流體交換程度可能形成SFe同位素的耦合關系。這一研究爲認識熱液硫化物礦床的构成機制提供了新的方法和思路。 

  

德音1號熱液區采樣站位示意圖和硫化物煙囪體手標本照片

 

  

熱液條件下黃鐵礦沈澱-重結晶過程中SFe同位素的分餾

  論文第一作者为王淑杰博士,通讯作者为中科院海洋所黄晶副研究員,研究得到了网易彩票网先导专项、國家自然科學基金、國家重點研發計劃等聯合資助。 

  論文信息: 

  Wang, S.J., Sun, W.D., Huang, J., Zhai, S.K., Li, H.M. Coupled Fe-S isotope composition of sulfide chimneys dominated by temperature heterogeneity in seafloor hydrothermal systems[J]. Science Bulletin, 2020, 65(20):1767-1774.  

  論文DOI: 10.1016/j.scib.2020.06.017 


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