陈祖兴
- 作品数：6 被引量：25H指数：3
- 供职机构：中国科学院更多>>
- 发文基金：中国科学院国际合作局对外合作重点项目国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：天文地球更多>>
- 海底热液活动的环境与产物被引量：8
- 2020年
- 近23年的调查研究,使我们认识到分布于洋中脊、弧后盆地、岛弧和热点等环境的海底热液活动发育在多种围岩类型之上,包括超基性岩石、基性岩石、中性岩石、酸性岩石和沉积物。海底热液活动经历了岩浆去气作用、流体-岩石/沉积物相互作用和流体-海水混合,获取了岩浆、岩石、海水和沉积物的物质,构成了热液循环,产生了高温、低氧、高或低pH值、富含Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Hg、As等元素以及气体组分(甲烷、氢等)的喷口流体,影响了海水、沉积、岩石和生物环境,形成了热液柱、硫化物、含金属沉积物和蚀变岩石等热液产物,组成了海底热液系统。未来,促进海底热液活动探测技术和热液产物测试方法的发展,对海底热液区的岩石、喷口流体、热液柱、硫化物、含金属沉积物以及热液循环、生物活动的持续观测与研究,无疑将为人类探知海底地质过程及生命活动、保护海底热液环境和合理开发利用海底资源提供有力的工作支撑。
- 曾志刚陈祖兴张玉祥陈祖兴张玉祥齐海燕
- 关键词：热液环境
- 冲绳海槽地质构造对热液活动的控制机理被引量：7
- 2020年
- 海底热液活动一直是当代海洋科学研究的重要前沿领域之一,了解地质构造对海底热液活动的控制作用对于认识热液系统的形成机理及寻找海底硫化物资源具有重要的指示意义。总结了冲绳海槽中部和南部地形与断裂构造、地壳结构、重磁场、热流及岩浆活动等方面的地质构造特征以及海槽热液区分布和热液产物的基本特征。通过比较冲绳海槽与马努斯海盆、马里亚纳海槽、北斐济海盆、劳海盆等基底和扩张阶段不同的弧后盆地构造特征的差异,归纳了冲绳海槽地质构造的特殊性,包括过渡性地壳性质、低扩张程度、高热流值、巨厚沉积层及双峰式火山作用等。冲绳海槽热液活动受到断裂构造、岩浆活动、扩张速率等构造因素的控制,同时受到基岩类型和沉积物盖层等地质条件的影响。海槽中部和南部平行和垂直盆地走向的两组断裂带为流体循环提供了通道,大规模的岩浆活动则为热液系统提供了充足的热量。此外,海槽内广泛分布的酸性火山岩和较厚的沉积盖层与流体相互作用,使得热液产物富含有机质、二氧化碳以及Ag和Au等金属元素。根据冲绳海槽的扩张速率和地质构造特征,推测冲绳海槽仍具有发现新热液区的潜力,其中部和南部两组断裂交汇的部位、轴部火山、受海脊俯冲影响的区域以及靠近岛弧一侧的新火山带是最有潜力的海底热液活动探索远景区。
- 张玉祥曾志刚曾志刚陈帅王晓媛陈祖兴
- 关键词：冲绳海槽热液活动地质构造弧后盆地
- 冲绳海槽西南部火山岩熔体包裹体的均一温度及对岩浆混合的指示意义被引量：1
- 2021年
- 冲绳海槽西南部流纹岩(R10-H3)和安山岩(R11-H1)中斜长石发育大量玻璃质熔体包裹体,安山岩(R11-H1)斜长石中熔体包裹体的均一温度较高(1050~1200),℃而流纹岩(R10-H3)斜长石中熔体包裹体存在两个明显不同的均一温度峰值段(900~1000,1℃150~1200),℃呈“双峰”式均一温度特征。流纹岩(R10-H3)和安山岩(R11-H1)中斜长石熔体包裹体呈现的均一温度特征与该斜长石的环带结构及An值变化特征一致,表明安山岩(R11-H1)中斜长石主要在高温阶段结晶,而流纹岩(R10-H3)中斜长石经历了两个不同的结晶阶段。结合流纹岩(R10-H3)中斜长石存在明显的环带结构及两种差异较大的An值特征,作者认为熔体包裹体的“双峰”式均一温度特征指示该地区发生了不同期次岩浆的混合作用。岩浆携带早期高温阶段结晶(1150~1200)℃的高An值偏基性斜长石向上运移,注入浅部较低温岩浆中(900~1000),℃发生岩浆混合作用,偏基性的斜长石在进入浅部岩浆房后被重新吸收,形成具有较高均一温度熔体包裹体的核部(高An值),然后继续结晶出具有较低均一温度熔体包裹体的边部(低An值),进一步证实冲绳海槽西南部浅部岩浆房内存在着复杂的岩浆混合作用。
- 李雪丽曾志刚李晓辉陈祖兴李晓辉齐海燕
- 关键词：斜长石熔体包裹体均一温度岩浆混合
- 西太平洋典型弧后盆地的地质构造、岩浆作用与热液活动被引量：11
- 2016年
- 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°C）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（220276°C、pH=2.53.5）相比,DESMOS热液区的喷口流体温度（88120°C或120°C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。
- 曾志刚张玉祥陈祖兴陈祖兴马瑶王晓媛李晓辉
- 关键词：海底热液活动岩浆作用地质构造弧后盆地
- 冲绳海槽唐印热液区中硬石膏的化学及其硫同位素组成
- 2023年
- 硬石膏是最早构成热液烟囱体壁的矿物之一,其对于了解流体-海水混合以及海底热液系统中元素的迁移与循环具有重要的意义。为此,对西太平洋冲绳海槽唐印热液区中的硬石膏,进行了微区原位元素以及硫同位素组成分析。根据硬石膏的结晶形态,可以将硬石膏分为两种类型:较早形成的I型硬石膏,其呈半自形或他形晶,似针状、放射状及不规则晶的集合体产出;较晚形成的II型硬石膏,其呈自形晶,以板状及粒状晶的集合体产出。当热液流体初次遇到海水时,将快速沉淀形成I型硬石膏,并构成了热液烟囱体的壁。随后,II型硬石膏经历了一个相对充分的生长阶段。同时,硬石膏中的Ba、Al、Sr、Ni、Fe、Mn和Cr含量明显高于海水,表明产生硬石膏沉淀的热液流体来自于海底面以下,是经历了流体-岩石和/或沉积物相互作用的流体。硬石膏的Mg含量明显分别低于海水和高于喷口流体,表明其是流体-海水混合的结果。I型硬石膏,其Sr含量明显低于II型硬石膏,表明在形成自形、板片状或粒状硬石膏的期间,来自热液流体的Sr,主要进入II型硬石膏中。硬石膏的Fe、As、Sr、Ba和Pb含量,明显高于冲绳海槽喷口流体的,则表明这些来自流体中的元素更容易随着硬石膏的沉淀而进入硬石膏中,并导致硬石膏富集该类元素。硬石膏的稀土元素组成及其配分模式,具正Ce和负Eu异常的特征,其是流体在海底面以下从火山岩和/或沉积物中淋滤出来,并经历了流体-海水混合作用的结果。此外,在流体-海水混合期间,硬石膏中的硫主要来自海水。
- 曾志刚陈祖兴齐海燕陈祖兴
- 关键词：硬石膏
- 西太平洋弧后盆地的热液系统及其岩浆环境研究
- 2021年
- 研究海底热液系统及其岩浆环境,可为了解西太平洋流固界面跨圈层物质与热交换过程,揭示板块俯冲过程的岩浆活动和资源环境效应提供研究支撑。为此,研究了冲绳海槽热液活动的岩浆环境、马努斯海盆的热液柱以及弧后盆地和洋中脊背景下的硫化物与玄武岩的同位素组成,对冲绳海槽热液区附近玄武岩、安山岩、粗安岩、英安岩、流纹岩及其基性岩浆包体进行了岩相学、矿物学以及主量元素、微量元素和同位素组成分析,对马努斯海盆PACMANUS和Desmos热液区的热液柱及海水进行了测量,在海底热液区岩浆混合过程及时间尺度、透视冲绳海槽深部岩浆房及岩浆演化过程和岩浆对热液系统物质贡献研究方面获新进展,揭示了俯冲蛇纹岩对琉球构造带南部岩浆活动的影响,论证了熔体包裹体对弧后盆地岩浆演化的指示,获得了冲绳海槽玄武质岩浆来源新证据,揭示了弧后盆地与洋中脊硫化物和玄武岩中铁、铜、锌的来源及其同位素在硫化物形成和岩浆活动过程中的分馏情况,明确了热液柱的物理、化学空间结构与物质组成特征,以及热液柱的扩散受深度和底流流速的影响,且热液柱扩散过程中溶解铁浓度异常比溶解锰的维持时间更长。未来,发展非传统稳定同位素和挥发份测试技术,进一步了解西太平洋板块俯冲环境下热液活动与岩浆作用的关系,将有助于海底热液系统及其成矿过程研究获得新进展。
- 曾志刚张玉祥张玉祥李晓辉齐海燕陈祖兴陈帅齐海燕
- 关键词：岩浆作用深海弧后盆地西太平洋
