西太平洋典型弧后盆地的地质构造、岩浆作用与热液活动

• 作者: 张丹丹 张玉祥 曾志刚 李晓辉 王晓媛 陈祖兴 马瑶
• 来源期刊: 海洋科学集刊
• 学科: 地球科学
• 关键词: 海底热液活动 岩浆作用 地质构造 冲绳海槽 马努斯海盆 弧后盆地
• 年，卷（期）: 2016,（1）
• 所属期刊栏目: 研究综述
• 页码范围: 1-36
• 页数: 36页
• 分类号: P738
• 字数: 26749字
• 语种: 中文
• DOI: 10.12036/hykxjk20160725003

摘要

本文研究了西太平洋典型弧后盆地冲绳海槽和马努斯海盆的区域地质背景、岩浆岩、喷口流体、热液柱、沉积物及多金属硫化物.结果表明,冲绳海槽在构造和地球物理特征上南北分异,从北向南地壳厚度减薄,南部重力异常变化大,发育条带状磁异常,中部则具有最高的热流值.马努斯海盆的重力异常变化较小,磁力异常呈东西向展布,海底扩张中心附近出现磁异常条带.马努斯海盆已出现洋壳,冲绳海槽的地壳属于过渡性地壳,在中南部的地堑中可能已出现洋壳.冲绳海槽与马努斯海盆玄武岩的岩浆是由源区地幔部分熔融产生的原始岩浆与板块俯冲组分混合构成.中酸性岩与基性岩具有相同的岩浆物质来源,是玄武质岩浆结晶分异的产物.与马努斯海盆火山岩相比,冲绳海槽火山岩存在不同程度的地壳混染.冲绳海槽的喷口流体为富含金属元素(Mn、Fe、Zn、Pb)的酸性高温(高达320℃)流体,其热液柱中的Zn2+、Cd2+、pb2+、Cu2+离子浓度明显高于正常海水.马努斯海盆的热液柱呈现出CH4、Mn、Al、δ3He正异常及pH负异常的特征.与马努斯海盆PACMANUS热液区的喷口流体(220～276℃、pH=2.5～3.5)相比,DESMOS热液区的喷口流体温度(88～120℃或120℃以上)相对较低,酸性更强(pH≤2.1),二者较低的δ34SH2S和δD值表明,岩浆演化过程中有酸性挥发分进入岩浆流体.冲绳海槽与马努斯海盆含金属沉积物的分布及其元素含量特征具有差异,相应地,两个弧后盆地含金属沉积物中的微生物群落也不同.冲绳海槽和马努斯海盆热液区均具富Zn型、Ba-Pb-Zn型、Si-硫化物型和Si-硫化物-硫酸盐型热液产物.与冲绳海槽的多金属硫化物相比,马努斯海盆中多金属硫化物的Pb和Au含量较低.