基本信息
- 项目名称：
- 现代海底黑烟囱中矿石矿物环带现象研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 1977年“阿尔文”号发现了海底黑烟囱后，引起了地球科学界的极大关注，因为其一方面不仅具有极大的经济潜力，而且还可以直接观测矿产的成矿过程。该项目所用的现代黑底黑烟囱样品采自巴布亚新几内亚附近的海域，通过对其矿石矿物组合变化进行分带研究，阐述其矿物分带性形成机制及黑烟囱的形成过程。
- 详细介绍：
- 海底黑烟囱是耸立在海底上的喷着黑色烟雾的丘状体，约200～350℃的含矿热液从直径约15cm的烟囱中喷出。热液与周围的海水混合后很快发生沉淀，沉淀物主要为黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、闪锌矿等硫化物。本项目利用采自巴布亚新几内亚附近海域的现代海底黑烟囱矿石标本，对其通过一定的纵向研究，同时对纵向研究结果，结合前人的研究资料进行横向对比，既得出自己的新的研究成果，又为前人所提出的黑烟囱的成矿作用提供佐证。
作品图片
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 该项目针对所取得的海底黑烟囱样品的矿物组合进行研究，旨在弄清其矿物的分带情况。 基本思路为从宏观到微观。宏观上通过观察矿石手表本，对其矿物组合分布有一定的宏观阐述后进入到微观研究。微观上通过岩相学及矿相学显微镜在镜下观察所磨制的光片来阐述其矿物分带性。
科学性、先进性及独特之处
- 近年来，国际上围绕黑烟囱的研究越来越受到重视，因其一方面具有极大的经济潜力，还可直接观测矿床的成矿过程，另一方面由于其特殊的深海生物群落的发现，对生命起源的研究有着重要的意义。 而国内对于海底黑烟囱的研究尤其是对其矿物组成分带上的研究还较为薄弱，该项目针对性地对现代海底黑烟囱中具有环带状构造的块状硫化物矿石的矿石矿物的研究，总结矿物成分及其组合变化特征，探讨其形成条件和意义。
应用价值和现实意义
- 当下，在全球海底及陆地已发现上千个块状硫化物矿床，海底黑烟囱中的相关硫化物极大地改变了人们对海洋矿产的认识。现代海底热液成矿系统是古代块状硫化物矿产的天然实验室，对现代热液成矿作用的观察和研究能为理解古代矿床成因提供珍贵的信息。 通过该项目的研究，与陆地上保存的块状硫化物矿产对比，可以更好地理解古老的矿产的形成过程，从而丰富成矿理论，并指导矿床勘查。
学术论文摘要
- 1977年“阿尔文”(Alrin)号发现了海底黑烟囱后，引起了地球科学界的极大关注，因为其一方面不仅具有极大的经济潜力，而且还可以直接观测矿产的成矿过程。该项目所用的现代黑底黑烟囱样品采自巴布亚新几内亚附近的海域，通过对其矿石矿物组合变化进行分带研究发现，其矿物组合分带由内至外为辉锑矿中心带—闪锌矿带—黄铁、黄铜矿带—硬石膏外壁带。横向对比表明，黑烟囱环带自内向外表现出中高温硫化物—中低温硫化物—硫酸盐—硅酸盐。根据其矿物分带性推断其形成机制为：热泉喷出后与冰冷的海水混合后由于溶解度的降低迅速形成了酥松多孔的硬石膏外壁，而后由于混合作用导致热群的温度降低，pH升高及组分浓度的差异导致的结晶开始及结束的先后顺序不同，从而形成环带。
获奖情况
- 论文《海底黑烟囱与生命起源的关系及其矿物分带研究》发表于《科技资讯》杂志2010年第19期 论文《现代海底黑烟囱中矿石矿物组合变化及其意义》已投至《岩石矿物》，目前还在审核阶段。
鉴定结果
- 本人承诺该项目为本团队独立完成，没有抄袭现象。
参考文献
- [1]《Minerals on land，minerals in the sea》. Scott S. Geotimes，2002，47:1-8. [2] 《A special issue on sea-floor hydro thermal mineralization：New perspectives，preface》. Rona P A，Scott S D. Economic Geology，1993，88：1935-1975. [3]《Sulfid-sulfate chimneys on the East Pacific Rise，11° and 13° N latitudes》. Graham U M，Bluth G J，Ohmoto H. Canadian Mineralogist，1988. [4]《Metallogenesis in back-arc environments : The Lau basin example》. Fouquet Y， Stackelberg U， Charlou J L， et al. Economic Geology，1993. [5]《Genesis of massive sulfide deposits on a sediment-covered spreading center，Escanaba Trough，southern Gorda ridge》. Zierenberg R A，Koski，R a，Morton J L，et al. Economic Geology，1993. [6]《Geology and genesis of stratifrom of sediment-hosted (Sedex) Zn-Pb-Ag sulphide deposits.》. Goodfellow W D，Lydon J W，Turner R J W. Geological Association of Canada，1993. [7]《西太平洋冲绳海槽烟囱硫化物矿床矿石化学特征与分带型式》. 侯增谦，T Urabe.地球学报，1997. [8]《现代海底烟囱中流体包裹体的研究》. 卢焕章，岩石学报，2003.
同类课题研究水平概述
- 有关现代海底黑烟囱的研究在国内开展的一直比较薄弱，近几年来所发表的相关论文也极少（侯增谦等，1997；卢焕章，2003），而黑烟囱的研究在国外却较为热门，国外的学者们主要围绕着黑烟囱成矿时的温度，热液的盐度，热液的来源，依据探讨黑烟囱的形成机制等（Scott S，2002；Rona P A，1993；Graham U M，1988；Fouquet Y，1993； Zierenberg R A，1993；Goodfellow W D，1993），有关矿物分带的现象虽有提及但针对性较小。 此外，国外学者们在探讨黑烟囱时多为纵向研究，横向对比较少，缺乏较为系统、完整的分析。本项目从当前国际研究的薄弱处入手，利用所采的巴布亚新几内亚附近海域的现代海底黑烟囱矿石标本，对其通过一定的纵向研究，同时对纵向研究结果，结合前人的研究资料进行横向对比，既得出自己的新的研究成果，又为前人所提出的黑烟囱的成矿作用提供佐证。
