印度洋洋中脊热液场沉积物贵金属元素纳米矿物学和地球化学

The research of mineralization in modern and active submarine hydrothermal fields is an international forefront project. Compared with the Pacific and Atlantic Oceans, the research on hydrothermal fields in the India Ocean Ridge is very limited. Specially, the hydrothermal system in the Southwestern Indian Ridge was the firstly discovered active submarine hydrothermal field in global ultra slow spreading ridges, the study on its mineralization features and mechanism possesses important significance. In this study, based on international cooperation, some modern analytical methods, such as HRTEM observation, synchrotron radiation and LA-ICPMS analysis, as well as platinum group elements(PGE) composition, Os and non traditional stable isotopes, will be jointly used to explore the relatively weak study of mineralogy, geochemistry and precipitating mechanism of precious metals in hydrothermal fields from ridges with different spreading rates, such as the ultraslow spreading Southwestern Indian Ridge and the medium spreading Central Indian Ridge, and in different host rocks, such as mafic and ultramafic rocks. Besides, this project will study distribution, occurrences, major sources and transporting mechanism of precious metals in the hydrothermal sediments, especially nanogeochemistry of precious metals in mineral/sea water interaction. This project will provide new data for comparison of precious metals mineralization in global ocean ridges, and will be helpful for development of submarine mineral resources in China.

现代海底热液活动及其矿化作用是国际研究前沿。相比于太平洋和大西洋，印度洋中脊热液场的研究程度很低，特别是西南印度洋中脊热液活动区是全球超慢速扩张脊中发现的第一个正在活动的海底热液场，对其矿化特征和成矿机制的研究具有重要的意义。本项目拟采用国际合作的方法，利用HRTEM、同步辐射和LA-ICPMS等先进的设备，以及PGE 配分、Os 同位素组成和非传统稳定同位素等地球化学示踪方法，系统研究印度洋中脊不同扩张速率（超慢速扩张的西南印度洋中脊和中速扩张的中印度洋中脊）和不同围岩（基性玄武岩和超基性橄榄岩等）背景下贵金属矿化特征、富集机制和纳米地球化学特征，探讨贵金属元素的分布规律、赋存状态、主要来源和迁移形式，特别是热液沉积物矿物/流体界面反应过程及其贵金属元素纳米地球化学，为全面正确认识全球不同洋中脊热液系统中贵金属元素地球化学提供新的研究资料，并为今后我国大洋矿产资源的开发积累必要的知识储备

海底热液活动研究是国际学术前沿。相比于太平洋和大西洋，印度洋中脊热液场的研究程度很低，特别是西南印度洋中脊热液活动区是全球超慢速扩张脊中发现的第一个正在活动的海底热液场，对其矿化特征和成矿机制的研究具有重要的意义。本项目采用国际合作的方法，利用HRTEM和LA-ICPMS等先进的设备，以及PGE 配分、Os 同位素组成和非传统稳定同位素等地球化学示踪方法，系统研究了印度洋中脊不同扩张速率和不同围岩背景下贵金属矿化特征、富集机制和纳米地球化学特征，探讨了贵金属元素的分布规律、赋存状态、主要来源和迁移形式等，特别是热液沉积物矿物/流体界面反应过程及其贵金属元素纳米地球化学，为全面正确认识全球不同洋中脊热液系统中贵金属元素地球化学提供了新的研究资料，并为今后我国大洋矿产资源的开发积累了必要的知识储备。项目对采自印度洋脊热液活动区的典型矿石样品进行微纳米尺度上的系统观察和精确表征，首次在闪锌矿-黄铜矿-硫盐矿物共生组合中发现有大量亚微米级-纳米级银金矿、自然银以及自然铜产出于原生硫化物粒间、外缘或内部发育的微孔隙附近。这些超显微金银矿物包体的成分、产状及其载体矿物相的结构特征，可视为热液产物对海底成矿流体演化与后期蚀变、表生过程的微观地球化学响应，从而为进一步揭示纳米尺度下金、银在印度洋中脊块状硫化物矿床中的再活化迁移、次生富集作用提供了直接证据。项目发表学术论文11篇，培养了两名博士生。