Question

研究历史及现状

Answer 1

自20世纪60年代对海底热泉活动系统和现代海底成矿作用的观察研究以来，热水沉积作用及热水沉积岩的研究就引起了地学界的极大关注，人们以热水沉积岩石学特征、矿物学特征、地球化学特征、形成环境、热液循环系统、成因机制和嗜热动物群落等方面展开了广泛研究，并取得了大量的研究成果（Bostrom et al.，1979；Marchig et al.，1982；Simoneit et al.，1982，1996，2002；Yamamoto，1987；Rona，1986，1993，2002；Piehler，1999；Renaut，2002；Koschinsky，2007；陈先沛等，1992；肖荣阁等，2001；薛春纪，2000；曾志刚，2003；彭润民，2003；翟世奎，2007，文华国，2008）。

图10-5 黑烟囱及其丘状硫化物热水沉积岩体成因示意图

热水沉积作用是以海底热泉活动和现代海底成矿作用的研究开始的，大部分的研究成果主要集中在海相，特别是针对海相“黑烟型”热水沉积岩（即海底“黑烟囱”）的研究成果国外较多（Rona，1986，1993，2002；Humphris et al.，1995；Russell，1996；Halbach et al.，1998，2002；Zierenberg et al.，1998；Fouquet，1999；Schardt，2003；Koschinsky et al.，2007；周永章等，1994；薛春纪，1997；包申旭等，2007；何俊国等，2007；张志斌等，2007），已在全球各大洋底（太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋、红海）和西太平洋弧后盆地发现了140 余处黑烟囱及其丘状硫化物热水沉积岩体（图10-5），大多数“黑烟型”热水沉积岩位于深海底1000～4000 m深处，极少数为浅海（李江海，2004），构造环境包括洋中脊、弧后盆地、板内海山、拉分盆地、转换断层、裂谷等，出现在玄武岩、长英质火山岩和深海浊积岩等围岩内。而海相“白烟型”热水沉积岩，国外发现和研究较多的是海相热水沉积的硅质岩、钠长石岩、钾长石岩、重晶石岩和热液成因的次生白云岩或马鞍状热液白云岩等（Davis et al.，1998；Wright et al.，2000；Boni et al.，2000；Tritlla et al.，2001；Halbach et al，，2002；Canet et al.，2003；Reyes et al.，2006；Shikazono et al.，2006；Luczaj et al.，2006；彭军等，1999；杨富全等，2004；冯胜斌等，2007；杨瑞东等，2007；彭润民等，2000，2004）。

国内外针对陆相热水沉积岩研究成果相对较少，如国外陆相“黑烟型”热水沉积岩仅在三个地方发现，一处是位于俄罗斯东西伯利亚南部贝加尔湖深水湖泊底发现有“黑烟囱”及其金属硫化物（Crane，1991；Shanks，1992），另一处在东非坦噶尼喀湖北部的Pemba和Banza两个现代热液喷口处，也发现了黑烟囱及其伴生的金属硫化物（Tiercelin，1993），再一处在加利福尼亚北部Geysers-Clear湖发育有热水沉积成因和伴生有金与水银的硫化物矿床（Sherlock，2005）。

国外陆相“白烟型”热水沉积岩的研究也仅在近几年主要针对湖底灰华和硅华及相关热水沉积物的研究见有零星报道，如东非坦噶尼喀湖底发育的热水碳酸盐岩（Barrat et al.，2000），肯尼亚裂谷中心Baringo湖晚更新世热水硅华沉积（Renaut et al.，2002），新西兰Taupo火山带（TVZ）附近的Taupo湖底裂谷TePupu喷口硅华烟囱（Ronde et al.，2002），美国黄石国家公园黄石湖底“烟囱状”非晶质SiO₂热液喷出物（Guidry et al.，2003），墨西哥西部Citala断陷湖盆中的热水沉积物并出露热水沥青（Valle et al.，2005），以及东非坦桑尼亚马拉维湖构造、气候和热液控制的热水沉积物（Branchu et al.，2005）。

陆相“白烟型”热水沉积白云岩仅在一处发现（Al-Aasm，2002，2003），即加拿大西部沉积盆地泥盆系地层中发育的马鞍状白云岩（热水沉积白云岩），属于与构造活动有关的中泥盆统卤水与具放射性的基底流体混合而形成的热液，并导致泥盆纪和密西西比亚纪大多数的碳酸盐岩白云岩化而形成热水沉积白云岩，事实上，此类所谓的陆相热水沉积白云岩仅仅是与断裂构造活动有关的热液流体交代和充填作用的结果，而并非是经典的、由喷出海/湖底的热流体直接沉淀作用的产物。

据资料显示，国内对陆相热水沉积岩的发现和研究很少，仅在滇西腾冲地区发育有含金、铀和黄铁矿的陆表钙华型热水沉积岩（肖荣阁等，1994），在滇西临沧三叠纪沉积盆地中所发育的锗矿床中的硅质岩，也被认为属于陆相热水沉积硅质岩（戚华文等，2003）；相关的典型湖相“黑烟型”热水沉积岩的报道相对较多，研究也很深入，如见于云南金顶古近系“黑烟型”热水铅锌矿（王江海等，1998）和白牛厂银热水多金属矿（王江海等，1998；祝朝辉等，2006），在内蒙古林西县大井银铜铅锌矿床共生的断陷湖盆中发育有与银铜锡铅锌热水沉积矿床共生的菱铁绢云硅质岩（刘建明等，2001），以及在内蒙古大青山东段九龙湾银-多金属矿床（徐九华等，2006），而符合“喷出海/湖底的热流体直接沉淀作用产物”的湖相“白烟型”热水沉积岩目前仅发现在酒泉盆地青西凹陷下白垩统下沟组中，属一套“泥云岩”组合（文华国，2008）。