关于海底热液矿床介绍

[拼音]：haidi reye kuangchuang

[外文]：submarine hydrothermal deposits

与海底热泉有关的一种多金属硫化物矿床。

1948年，瑞典“信天翁”号调查船在深海考察过程中，在红海中央的一些深渊底部发现温度和盐度均较正常海水高而含氧量却显著偏低的海水。1963～1965年期间，美国伍兹霍尔海洋研究所在红海阿特兰蒂斯-Ⅱ号深渊2000米深处，发现了金属含量极高的热卤水及深渊底部富含重金属的杂色软泥。70年代初期，在大西洋中央海岭轴部也发现了热水活动的迹象。1979年，在北纬21°的东太平洋海隆发现了温度高达380±30°C的热水喷出口和富含铁、锌、铜等金属元素的热水溶液及伴生的富含多金属的硫化物矿床。1981年，美国先后在胡安·德富卡海岭和加拉帕戈斯裂谷发现了巨型的多金属硫化物矿床。这些发现不仅为人类开辟了新的资源领域，而且对最终解决许多重要矿床的成因提供了可供借鉴的现代模式。据R.赫基尼安1982年的不完全统计，已确定的海底多金属热液矿床或矿点有11处。根据其产出位置，可分为大洋中脊型、岛弧-边缘海型（扩张轴和火山）、热点型和活动断裂型4种。

（1）东太平洋海隆。在东太平洋海隆北纬 13°和北纬 21°处都发现了多金属热液矿床，以后者最为典型。该处热水喷出口多沿海隆的轴部分布，属大洋中脊型。在一个长仅 7公里、宽不过200～300米的狭长条带内，喷出口就有25个之多，然各处的热泉变化甚大。东北段水温较低，为5～20°C，喷出的热水清澈，周围生物繁茂。而在西南段，喷出的热水温度达380±30°C。高温喷出口周围，有块状硫化物堆积，形成高1～5米的“黑烟囱”。

“黑烟囱”喷出的热水的沉淀物以磁黄铁矿为主，其次有黄铁矿、闪锌矿和铜铁的硫化物。对磁黄铁矿的液态包体的测温表明，其生成温度约为300°C。“烟囱”的矿物组成有一定的分带性。如在“烟囱”顶端所取的样品，其外壁由石膏、硬石膏和硫酸镁组成，而与热水接触的内带，则为粗大的结晶黄铜矿或黄铁矿。在部分封闭的烟囱顶端所采的样品，情况有所不同，由闪锌矿、黄铁矿和黄铜矿带交替组成，最外层富含重晶石和非晶质的二氧化硅。烟囱底部的黑色细粒沉淀物含闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿及痕量的黄铜矿、纤锌矿和硫。在烟囱周围的洋底上，覆有富含氧化铁和氧化锰的沉积物。形成于喷出口附近或构成“烟囱”的硫化物矿床，具有潜在的经济价值。覆于周围洋底上的含金属沉积物，尽管分布较广，但品位较低，就目前看来尚无开采价值（见彩图）。在喷出口附近的水样中，3He和He的总含量甚高，表明有来自地幔的物质。

（2）红海。红海是最早发现多金属热液矿床的地方。其中又以阿特兰蒂斯-Ⅱ号深渊最为著名。 在该深渊的2000米深处，高温高盐度卤水层厚达 200米，温度高达60°C，盐度达25％，其含铁量为正常海水的8000倍，含锌量为正常海水的500倍，含铜量为正常海水的100倍。深渊底部为富含多种重金属的杂色软泥覆盖，由砖红色软泥与白色、黑色、绿色的薄层相间互。主要组成矿物为细粒的铁蒙脱石、针铁矿、水锰矿、锰菱铁矿及各种硫化物。沉积物的颜色取决于矿物的种类和数量。一般，暗色层含金属硫化物最富，含锌可达10％，含铜可达3％甚至7％。据估计，该矿床规模极大，锌的储量可达320万吨，铜80万吨，铅8万吨，银4500吨，金45吨，具有潜在的经济价值。

海底热液矿床的成因，还是一个有待深入研究的问题。已发现的矿床和矿化点有许多共同的特征，如富含多种金属元素，主要是重金属元素；与高温的热水溶液有关，多产于火山活动带内。基于这些重要事实，一般认为，富含SO42-的海水，在洋底沿着玄武岩的裂隙下渗，至洋壳深处，水温升高，SO42-还原为低价硫，并将高温洋壳中的金、银、铜、锌、铅、镍、钡、锰、铁等金属元素滤出，形成富含重金属离子的热水溶液。由于对流作用，这种酸性的热水溶液沿着洋脊或其他部位的裂隙返回海底。当热液上升、冷却并与海水相遇时，随着物理化学条件的改变，金属沉淀下来，就可以形成多金属热液矿床。而热水溶液与海水的混合作用，导致了矿床成分、组构在空间上的复杂变化。