东太平洋中国开辟区沉积物中热水活动的矿物学及地球化学证据

通过对东太平洋多金属结核中国开辟区表层沉积物和短柱状沉积物的系统观察和分析,首次根据矿物学和地球化学两方面的证据,发现中国开辟区沉积物中热水活动及其产物的存在。X射线衍射分析表明,沉积物样品中普遍含有重晶石,部分样品中含量高达10%以上。扫描电镜观察发现,重晶石均为完整自形晶,并与同为自形的石英及钠长石共生。根据本区重晶石的地质背景及结晶形态,可以认为它的形成环境与加利福尼亚湾瓜伊马斯盆地Guaymas相似,属热水成因。伴生的石英和钠长石亦为常见的热水矿物。这一共生组合的形成温度不低于70℃。地球化学研究发现,在柱状沉积物剖面上,Ba的垂向分布有两种类型,一种为平稳型,在一定深度范围内无明显变化;另一种为跃升型,并伴有其他活泼组分的同步变化。跃升型可视为热水活动在沉积历史上的记录。迄今为止,热水矿物组合主要见于东区的表层沉积物,而在西区,Ba在沉积物中的富集主要见于10cm以下层位。根据沉积速率推算,在中国开辟区西区的热水化活动记录比东区至少早0.1Ma。