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科研动态
科研进展
现代洋中脊低温热液弥散流成岩研究取得新进展
来源:海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室     通讯员:林琦     2021-11-23 15:07:47
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现代洋中脊热液系统成矿过程是当前深海极端环境研究的重点科学问题,而该系统中低温热液流体因耦合了极端生命过程而倍加引人瞩目。近年来,海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室水合物研究团队通过积极开展国际合作,利用从西南印度洋中脊采集的低温热液矿物,系统开展了矿物学、元素地球化学和Fe、Si、O同位素地球化学的研究,提出了现代热液系统微生物介导的低温流体矿物的形成机制。通过深入分析,研究人员还发现,现代低温热液弥散流沉淀形成的Fe-Si氧化物与大氧化事件以来形成的铁硅建造在成分、结构以及同位素组成等方面有着很高的相似度。由此认为,大氧化事件之后,全球大洋广泛出现的铁硅建造的形成可能以与当前海底低温弥散流区类似的方式进行,即以微生物介导的铁沉淀和主要受控于无机过程的硅沉淀交替发生。该成果是在现代低温热液流体成矿研究领域获得的新突破,对破解地球铁硅建造之谜提供了新视角。

研究成果以“Insights from modern diffuse-flow hydrothermal systems into the origin of post-GOE deep-water Fe-Si recipitates(现代低温热液弥散流系统对大氧化事件以来深水Fe-Si建造成因的启示)”为题发表于国际地球化学领域的顶级期刊Geochimica et Cosmochimica Acta(地球化学与宇宙化学学报)。海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室孙治雷研究员为论文通讯作者,该成果的研究团队汇集了国内、外海底热液成矿领域的众多知名科学家,团队成员分别来自中国地质大学(北京)、青岛海洋科学与技术试点国家实验室、青岛海洋地质研究所、加拿大滑铁卢大学、美国麻省理工学院、中国科学院北京凝聚态物理国家实验室、南方科技大学、自然资源部深地动力学重点实验室、自然资源部第三海洋研究所、中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院、美国加州大学河滨分校、南非约翰内斯堡大学、英国利兹大学等13个单位。在本研究开展过程中,各成员从自己擅长的角度系统探索了现代低温Fe-Si氧化物沉积体和古代铁硅建造的对比指标,最终识别出二者在成因上可对比地球化学“指纹”,获得了一系列创新性认识,是低温热液成矿领域一次典型的国际合作。

该项研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、功能实验室自主课题等经费的支持。


图1 现代热液区Fe-Si氧化物的形貌、能谱和穆斯堡尔谱分析结果

图2 典型古代铁硅建造和现代低温热液Fe-Si氧化物的铁同位素分布范围图


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