东太平洋海隆海底热液蠕虫管道矿化特征及其成因

摘要

热液管状蠕虫生物矿化现象在海底热液喷口区发育广泛，但蠕虫管道矿化和风化氧化过程及其控制因素知之甚少.对采自东太平洋海隆热液蠕虫矿化管道样品开展了高分辨率矿物学和元素分布研究.结果表明，样品具有以胶状黄铁矿为主的多圈层矿化结构，分为快速（F型）和慢速矿化（S型）两种类型.相比“S型”样品，“F型”的管壁更厚，同心层的数量少、间隙小、厚度均一.这主要受矿物沉淀速率的影响，即矿物的快速沉淀加快了蠕虫管道生长和矿化.此外，“F型”样品外壁分布的草莓状黄铁矿，表明纳-微米晶硫化物矿物的定向生长是形成胶状黄铁矿带的重要中间途径.而“S型”管壁从内到外具有氧化程度逐渐增加、胶状黄铁矿逐渐减薄的显著特征，指示样品同时受到了后期低温、富Fe-Si热液流体和低温海水风化氧化作用的影响.本项研究为理解现代海底热液系统的管状蠕虫矿化机制提供了新见解.

关键词

海底热液 / 管状蠕虫 / 矿物学 / 管道圈层结构 / 硫化物矿化 / 风化氧化

基金资助

国家重点研发计划项目课题（No.2021YFF0501304）; 国家自然科学基金面上项目（No.41976076）