东劳扩张中心热液活动特征及其影响的沉积地球化学记录

通过对东劳扩张中心我国新发现热液场和已知热液场采集的表层/多管含金属沉积物开展Sr/Nd/Pb同位素、氨基酸、脂类化合物等有机组分及其分子同位素的研究，结合前期研究中已获得的含金属沉积物、间隙水以及热液羽流颗粒物的矿物学/元素地球化学数据，综合判别含金属沉积物中物质的来源，定量估算热液活动对沉积物蚀变作用的影响和贡献，尝试提取能够敏感示踪热液活动影响和生物地球化学过程的有机生物标志物，追溯热液场中可能发生的生物地球化学过程；结合地质地球物理资料，尝试建立新发现热液场的热液活动特征，综合探讨造成东劳扩张中心从北向南不同热液场热液活动特征及其影响程度明显差异的原因和制约机制，为深入认识现代海底热液活动过程和古代陆地硫化物矿床的形成过程，以及今后在大范围的海底热液活动调查中重点调查区域的圈定提供有价值的线索和依据。

通过对东劳扩张中心采集的含金属沉积物开展矿物-地球化学方面的综合研究，表明含金属沉积物的来源主要为低温热液氧化物、热液硫化物的坍塌物和基岩剥蚀物。三种来源的相对重要性控制了沉积物的组成。.研究区Fe-Si-Mn低温热液氧化物的形成具有“两期”生长模式。首先嗜中性铁氧化菌将Fe2+氧化为Fe3+并固定CO2，同时触发水铁矿的沉淀，构建了一个疏松的富铁丝状体网格。随着丝状体的生长，网格孔隙度变小，导致海水与热液流体的混合减弱。然后，网格的传导变冷使得溶解硅相对于无定形硅呈饱和状态，通过无机聚合作用发生蛋白石A的显著沉淀。然而，由于部分硅键合在Fe-OH的官能团上不能活动，以Fe-O-Si键为特征的非聚合态的硅也会产生。.沉积物中总有机碳(TOC)、烷烃和总脂肪酸(∑TFA)的含量（干重）分别为0.7-2.15mg/g, 0.23-2.06 μg/g 和0.83- 7.17 μg/g。∑TFA 和TOC之间呈现负相关关系，且在富含低温热液矿物的样品中其比值较高，揭示热液环境中原位化能合成生物生产力对有机质的贡献较大。烷烃和脂肪酸的L/H比值远大于1，表明样品中的有机质主要来自海洋有机质的贡献，陆源输入的贡献较低。脂肪酸组成以富含细菌脂肪酸为特征，尤其是单不饱和脂肪酸，检测到大量可能与硫酸盐还原和硫氧化细菌有关的生物标志物。.热液活动对沉积物中氨基酸的组成也有显著影响。样品中THAA含量为30-511 μg/g（干重）。由于研究区各采样点热液活动影响和生物群落结构不同，样品中个体氨基酸的组成存在较大差异。利用TOC 中氨基酸态碳所占百分比TAAC%作为指标对有机质的活性进行判别表明, 热液喷口附近的样品有机质新鲜程度要普遍高于非热液喷口区域的样品, 高温热液环境对氨基酸降解途径也有一定的影响。.古菌对于研究区生物地球化学循环的贡献不可忽视。古菌合成的类异戊二烯GDGTs和厌氧细菌合成的支链GDGTs在所有样品中均检测到，且前者的干重含量(0.08-38.0 ng/g)明显较后者（0.05-27.4 ng/g）高，表明古菌对于GDGTs的贡献量较大。支链GDGTs 和 BIT指数在热液喷口附近值较高，揭示支链GDGTs可能来自原位化能合成生产力的贡献。与受到热液活动影响的样品相比，基于TEX86对没有受到热液活动影响的样品计算得到的温度似乎是能够反映研究区的表层水温。