南大西洋15°S熱液區玄武巖中熔融包裹體組成及意義

唐　鑫, 楊耀民, 王國芝, 張海桃, 范　蕾, 許　鵬, 朱志偉

(1.國家深?；毓芾碇行?，山東 青島 266237； 2.成都理工大學 地球科學學院，成都 610059；3.國家海洋局 第一海洋研究所，山東 青島 266061)

南大西洋15°S熱液區玄武巖中熔融包裹體組成及意義

唐鑫1,2, 楊耀民1, 王國芝2, 張海桃3, 范蕾2, 許鵬2, 朱志偉3

(1.國家深?；毓芾碇行?，山東 青島 266237； 2.成都理工大學 地球科學學院，成都 610059；3.國家海洋局 第一海洋研究所，山東 青島 266061)

[摘要]熔融包裹體中的硅酸鹽子礦物、金屬相和流體相可以動態地反映巖漿演化過程中巖漿的成分變化和金屬成礦物質從熔漿中出熔分離的過程。本文選取南大西洋中脊15°S(SMAR15°S)熱液區玄武巖斜長石熔融包裹體作為研究對象，通過掃描電鏡能譜分析和激光拉曼分析，揭示熔融包裹體中熔體相的成分和金屬礦物的種類，探討巖漿作用對成礦的貢獻。研究表明，斜長石熔融包裹體中存在黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦和鉻鐵礦等金屬子礦物，它們隨脫氣作用從巖漿中分離并進入巖漿流體相中冷凝結晶。熔融包裹體中金屬子礦物與母巖無明顯蝕變，共同指示巖漿流體對SMAR15°S熱液區塊狀硫化物的形成可能具有一定貢獻。SMAR15°S熱液區熱液硫化物可能存在巖漿來源。

[關鍵詞]南大西洋中脊；SMAR15°S熱液區；玄武巖；熔融包裹體

熔融包裹體是在高溫、高壓的巖漿房中隨著主礦物的冷卻結晶而捕獲于其中的天然巖漿樣品，它既能淬火凝結成玻璃，又能結晶析出硅酸鹽子礦物、金屬相和流體相，因此它的組成特征能記錄巖漿在噴發前的一系列演化活動[1]。在現代大洋中脊熱液區，發現其中一些巖石含金屬相的熔融包裹體，通過研究發現這些金屬成分包含了熱液區塊狀硫化物成礦金屬的一種或幾種，表明巖漿流體中的金屬成分可能參與了熱液區塊狀硫化物的形成[2-4]。

SMAR15°S熱液區是近年來新發現的洋中脊熱液區，區內發現的塊狀硫化物主要為黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、纖鋅礦、白鐵礦和等軸古巴礦等[5]。在熱液區玄武巖中的斜長石、輝石斑晶中均發現有熔融包裹體，以斜長石斑晶中的熔融包裹體最為發育。本文以熔融包裹體巖相學研究為基礎，結合掃描電鏡和激光拉曼光譜分析，確定熔融包裹體中金屬礦物的種類，探討金屬礦物的可能形成過程及其對成礦的影響。

1 地質背景

在全球已發現的200多個大洋中脊熱液硫化物礦點中，位于南大西洋中脊的數量極為有限[5]。2011年，中國大洋第22航次在南大西洋中脊開展了廣泛的熱液活動調查，發現多處熱液活動及多金屬硫化物礦點，SMAR15°S熱液區即為其一。該熱液區位于大西洋中脊15°S中央裂谷中的新火山脊上(圖1)，火山脊沿北偏西方向展布，且在15.17°S附近被一個次級火山帶切割錯斷。該區域整體地形起伏很大，水深2～3 km。陡坎、海底懸崖多見，且陡坎角度近乎垂直，峰谷落差可達數百米。海底枕狀玄武巖非常發育，局部可見薄層沉積物分布。在新火山脊間斷處，角礫狀碎石大量堆積。區內產出大量數米至數十米的活動硫化物煙囪體。

圖1　SMAR15°S熱液區多波速地形圖Fig.1　The multi-beam topographic map of SMAR15°S hydrothermal field(紅五角星為礦點位置)

2實驗方法與結果

2.1實驗方法

實驗樣品來自“大洋一號”科學考察船在執行中國大洋第22 航次科考任務時，借助電視抓斗采自南大西洋中脊15.0°S附近火山型高地表面的數個站位的暴露巖石樣品。樣品為深灰色玄武巖，具斑狀結構、氣孔狀構造。斑晶以斜長石為主，可見少量輝石(圖2-A)。先將樣品磨制成光薄片和包裹體片進行熔融包裹體巖相學觀察，然后選取熔融包裹體進行激光拉曼光譜分析。在前述研究的基礎上，進一步采用掃描電鏡-能譜對熔融包裹體中的金屬礦物進行確定。

激光拉曼光譜分析在中國地質調查局成都地質調查中心(成都地質礦產研究所)激光拉曼實驗室完成，使用儀器為英國Renishaw公司生產的Renishaw invia型激光拉曼光譜儀，激光功率40 mW，光譜分辨率為0.8 cm-1。

掃描電鏡-能譜分析在成都理工大學地球科學學院掃描電鏡實驗室完成，使用儀器為FEI公司SEM Nava 450掃描電鏡，電鏡分辨率1 nm，加速電壓30 kV，發射電流200 nA。

2.2實驗結果

2.2.1熔融包裹體巖相學特征

斜長石和輝石斑晶中均發育熔融包裹體，以斜長石斑晶中熔融包裹體最發育。2種礦物中的熔融包裹體的巖相學特征均相似，本文僅選擇其中的斜長石中的熔融包裹體進行說明。斜長石斑晶中的熔融包裹體多呈圓形、橢圓形，少量長條形、方形、不規則狀，大小在3～100 μm，主要集中在20～40 μm(圖2-C、D)。包裹體顏色呈黃褐色，主要為玻璃質。包裹體成群分布或單個分布，常分布于斜長石的中心，邊緣缺少熔融包裹體，構成明顯的成分環帶(圖2-B)。包裹體中氣泡清晰且廣泛發育(圖2-C、D)，單個包裹體中常見1個氣泡，部分氣泡發生變形。在有的熔融包裹體中，除圓形氣泡外，還可見細小針狀或其他不規則狀深灰色不透明金屬子礦物(圖2-D、E、F)。與之相似的斜長石熔融包裹體在南大西洋19°S熱液區(SMAR19°S)也有出現。通過電子探針分析，SMAR19°S斜長石熔融包裹體熔體部分主元素平均含量(質量分數)：SiO2為49.45%，TiO2為1.5%，Al2O3為6.61%，FeO為14.71%，MnO為0.27%，MgO為14.27%，CaO為11.33%，Na2O為0.61%，K2O為0.13%，Cr2O3為0.13%，NiO為0.01%。而寄主礦物斜長石主元素平均質量分數：SiO2為47.47%，TiO2為0.03%，Al2O3為33.23%，FeO為0.38%，MnO為0.01%，MgO為0.26%，CaO為7.78%，Na2O為1.81%，K2O為0.02%[6]?？梢钥闯霭w熔體部分呈基性，與MORB巖漿平均成分Al2O3(15%)、CaO(13%)[7]相比，Al2O3、CaO的含量較低；而寄主礦物斜長石的Al2O3、CaO含量比MORB巖漿相應成分要高。這說明熔融包裹體熔體組分被捕獲后可能受到了寄主斜長石結晶作用的影響，隨著斜長石不斷地結晶，包裹體中Al2O3、CaO不斷地向斜長石遷移，而導致其值低于MORB巖漿平均值[6]。因此，熔融包裹體的捕獲時間要早于斜長石斑晶的形成，其成分能代表斜長石結晶時的原始巖漿成分。由于SMAR15°S斜長石熔融包裹體巖相學與SMAR19°S相似，并且2個地區玄武巖形成的地質、地球化學特征和地質背景相似，故SMAR15°S斜長石熔融包裹體熔體成分以及成分的演化特征可能與SMAR19°S相近。

圖2　SMAR15°S熱液區玄武巖樣品與斜長石斑晶中熔融包裹體巖相學特征Fig.2　The sample of basalt and petrographical characteristics of melt inclusions in the plagioclases from the SMAR15°S hydrothermal field(A)氣孔狀玄武巖，樣品新鮮，未見明顯蝕變，可見斜長石斑晶，基質為隱晶質，氣孔構造發育； (B)斑狀玄武巖中的斜長石斑晶及熔融包裹體，熔融包裹體在斜長石中呈環帶分布，基質為長石微晶和玻璃質； (C)斜長石斑晶中的熔融包裹體，呈黃褐色，多呈圓形、橢圓形，圓形氣孔廣泛發育； (D)斜長石斑晶熔融包裹體中可見細小針狀或其他不規則狀深灰色不透明金屬礦物； (E)圖左的包裹體熔體淺褐色，氣泡清晰，圓形，中心透光，暗色邊界寬，圖右包裹體熔體顏色較深，有不規則形態的暗色礦物，氣泡不清晰； (F)包裹體中可見近三角狀的暗色礦物，透射光下無光性，氣泡不清晰

2.2.2激光拉曼光譜分析

利用激光拉曼光譜對熔融包裹體中的氣相和金屬子礦物進行分析，結果表明：(1)包裹體氣泡中的氣相物質經分析未能測定成分，表明氣相成分含量很低，低于檢測限。(2)部分金屬子礦物拉曼特征峰為665 cm-1(圖3)，推測為磁鐵礦(磁鐵礦拉曼特征峰為668 cm-1[8])，其余金屬子礦物由于太小激光拉曼光譜未能確定。同時測出寄主礦物斜長石拉曼特征峰為290 cm-1、505 cm-1[9](圖3)。

圖3　鐵氧子礦物激光拉曼光譜圖Fig.3　The laser Raman spectrograms of the daughter minerals of iron oxide

2.2.3掃描電鏡-能譜分析

選取熔融包裹體較發育的玄武巖光薄片一片，在電鏡下仔細尋找暴露于樣品表面并已被磨穿的熔融包裹體進行分析測試(由于大洋樣品稀少，還有后續試驗，所以并未做破碎處理)。通過掃描電鏡觀察發現15個包裹體中存在金屬子礦物。含子礦物的包裹體大小在2.5～75.5 μm，集中在2.5～12 μm；金屬子礦物大小在0.4～8.3 μm，集中在0.4～2.5 μm(表1)。子礦物多為粒狀、渾圓狀、近圓形、半自形和不規則狀(圖4)。金屬子礦物與Yang(1996) 在安山巖熔融包裹體中發現的硫化物與氯化物形態不同(Yang所發現的金屬礦物形態主要呈不規則狀和無定形狀，且礦物上的“液滴狀”物質在本次研究中也未發現)[4]。但部分子礦物與Moore(1971)在玄武巖氣孔中發現的等間距排布的金屬硫化物小球在形態上有一定相似性，都是近球形或圓形[10]。本文用子礦物的(長軸×短軸)與熔融包裹體的(長軸×短軸)的比值近似代替子礦物與熔融包裹體面積比，面積比為0.23%～21.77%，平均為7.19%(表1)。

表1　包裹體、子礦物大小以及子礦物與包裹體近似面積比

樣品T040點位為同一包裹體中2個金屬子礦物的測點；T002點位為同一包裹體4個金屬子礦物的測點。

能譜儀對15個包裹體中19個金屬子礦物進行測試，測試結果見表2和圖4。由于所測試子礦物較小 (多為0.4～2.5 μm )，用于能譜分析的電子束斑可輻射半徑約為 1 μm，所以測試結果通常會受到包裹體中的熔體、相鄰子礦物甚至寄主礦物的干擾。因此，在利用原子百分比分析礦物種類時應首先排除這些物質帶來的干擾(主要體現在O、Si、Al 等元素上)。通過原子百分含量計算可知T003與T047子礦物為硫化物，可能分別為黃銅礦和黃鐵礦。T040(點位2)、T001、T002(4個點位)、T004、T005元素主要為Fe、O，再結合激光拉曼分析結果可以確定為磁鐵礦。T006主要元素為Fe、Cr、O，其中Fe∶Cr接近1∶2，可能為鉻鐵礦。剩余的T032、T049、T050、T040(點位1)、T045、T046、T048、T053金屬子礦物都含有很高的S，但同時含有較高的O，其中的O可能來自周圍熔體或礦物，原因是：(1)這些礦物都很小(多數<1 μm，表1)，很容易受相鄰物質到干擾。(2)T032、T049、T050子礦物大小依次減小(表1)，O含量卻依次增高(表2)，這就表明由于能譜電子束斑可輻射半徑約為 1 μm，當礦物越小時，測得周圍礦物成分越多，于是結果中O含量就越高。這樣的規律在T045、T046、T048、T053中也可以看到(表1、表2)，大小依次減小，O含量依次增加(其中T046不太符合這個規律，可能是測試時測點偏離子礦物中心較大以致其礦物顆粒雖大卻含有很高的O，同時含很高的Si(10.17%))。(3)T040(點位1)O含量最高，一是因為顆粒很小，二是因為它與T040(點位2)磁鐵礦很近(圖4-B)，受到熔體和磁鐵礦雙重影響。綜上所述，O可能來自周圍物質應予排除。排除O后再通過計算得知T032、T050可能為黃銅礦；T049、T045、T046、T048、T053、T040(點位1)可能為黃鐵礦。其中T049含有6.08%的Cu，相對于Fe(24.96%)較少，不太可能是黃銅礦，所以推測為黃鐵礦；而含Cu較高可能是由于黃鐵礦中存在含銅礦物(如黃銅礦)的包裹體或微顆粒[11]。綜上， 19個金屬子礦物主要為硫化物和氧化物，分別為磁鐵礦(8個)、黃鐵礦(7個)、黃銅礦(3個)和鉻鐵礦(1個)。

圖4　子礦物掃描電鏡圖與能譜圖Fig.4　The SEM images and energy spectrometer of daughter minerals(A)樣品T003，能譜分析為黃銅礦，大小為1.3 μm×0.8 μm，形態不規則，亮度高； (B)T040，點位1：能譜分析可能為黃銅礦，0.8 μm×0.6 μm，粒狀，近圓形，亮度低；點位2：能譜分析為磁鐵礦，2.5 μm×2.2 μm，粒狀，邊緣凹凸不平整，亮度低； (C)T032，能譜分析可能為黃銅礦， 1.1 μm×0.5 μm，近橢圓狀，邊緣圓滑，亮度高； (D)T050，能譜分析可能為黃銅礦，0.6 μm×0.4 μm，形狀近方形，較自形，邊緣較平整，亮度低； (E)T047，能譜分析為黃鐵礦，8.3 μm×7.5 μm，圓形，邊緣凹凸呈港灣狀，亮度低； (F)T045，能譜分析可能為黃鐵礦，1.4 μm×1.1 μm，渾圓狀，亮度低； (G)T006，能譜分析為鉻鐵礦，0.9 μm×0.8 μm，半自形粒狀，亮度高

表2　熔融包裹體金屬子礦物能譜分析表

3討 論

3.1熱液區巖漿的脫氣作用

巖漿脫氣作用是指在地下深處高溫高壓條件下，巖漿處于相對均勻的熔融狀態，揮發性氣體組分基本上溶解于巖漿中；隨著溫度、壓力條件的改變，硅酸鹽熔體逐漸分異演化以及冷卻、凝固，揮發性組分的溶解度減小并從硅酸鹽熔體中分離及逸出[12]。SMAR15°S熱液區玄武巖發育大量氣孔(圖2-A)，表明巖漿在演化過程中有揮發組分出溶，發生脫氣作用[13]。巖石中氣孔大小不一，范圍在0.2～1.8 mm之間(表3，在樣品切割面隨機選擇了一個區域共109個氣孔進行統計)，且整體呈離散分布。本文將氣孔大小(d/mm)分為3個區間:0.2≤d≤0.6、 0.6

表3　巖石氣孔直徑(d)、體積(V)和體積比

V?。?.2≤d≤0.6的小型氣孔體積之和；V中：0.6

圖5　巖石氣孔數量統計直方圖Fig.5　Histogram of the amount of rock vesicles

由于氣孔大小并不連續均一，表明其形成于不同的脫氣作用階段[14]。大型氣孔可能形成于噴發前脫氣作用階段(巖漿房中)，中型氣孔可能形成于混合噴發脫氣作用階段(巖漿上升過程)，小型氣孔可能形成于噴發后脫氣作用階段(巖漿噴發后)[15,16]。通過直方圖統計分析可以看到(圖5)，大型氣孔數量占6.42%，中型氣孔占25.69%，而小型氣泡所占比例高達67.89%。小型氣泡雖然在數量上占絕大部分，但總的體積卻很小(若將氣孔近似看成球體，小型氣孔總體積與大、中型氣孔總體積之和的比值為11.32%，表3)，表明該階段揮發組分出溶的量較少。而噴發前和混合噴發所形成的氣孔數量少但體積大，揮發組分大量出溶主要集中在這2個階段[13,15]。

在斜長石、輝石斑晶內的熔融包裹體中廣泛發育著“氣泡”(圖2-C、D)，這些“氣泡”可能是由揮發組分隨著脫氣作用從巖漿中出溶起泡而形成[14]。通過激光拉曼光譜分析熔融包裹體氣泡中氣相成分，未能檢測出氣體成分，因而其含量非常低(低于檢測限)。熔融包裹體“氣泡”中氣相成分含量如此低不僅發生在SMAR15°S熱液區，在SMAR19°S熱液區玄武巖斜長石熔融包裹體“氣泡”中也未能檢測出氣體成分[6]。但通過對SMAR19°S熱液區斜長石熔融包裹體高溫熔融均一并隨后進行淬火實驗，可見包裹體中有氣相出溶形成氣泡，最終形成的包裹體以氣相+玻璃質+礦物相組合為主，少量氣相+玻璃質[6]。這個實驗過程證實這些“氣泡”應該是由脫氣作用形成的，并非包裹體中巖漿冷凝收縮產生的“空泡”。但是在太平洋中脊熱液區發現的巖漿巖斑晶熔融包裹體“氣泡”中氣相物質卻含量較高，其成分以CO2為主[4]。這樣的差異是否與大西洋中脊和太平洋中脊的擴張速率以及巖漿活動強度等因素有關，還需進一步研究。

3.2成礦金屬的遷移

前人在研究金屬成分如何從巖漿中遷移出來時有一些相似的發現，比如在流紋質熔巖中的石英熔融包裹體內發現有富銅揮發組分[2,3]，安山巖中的輝石熔融包裹體氣泡中發現有Cu、Zn、Fe、Ni、Na的硫化物和氯化物[4]，花崗巖侵入體錫石脈中石英流體包裹體發現有富銅揮發相[17]以及在陸地火山噴發中也有發現揮發組分中混著金屬物質[18]。這一系列富金屬揮發組分的發現都證明了金屬成分會隨著巖漿中高溫流體的出溶而遷移，并富集在氣相成分中。

SMAR15°S熱液區斜長石、輝石熔融包裹體中廣泛存在氣泡，斜長石熔融包裹體中金屬子礦物形狀多為渾圓狀、橢圓狀、半自形以及不規則狀(圖4)，總體類似于液滴狀，大小在0.4～8.3 μm，集中在0.4～2.5 μm，金屬礦物種類為黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦和鉻鐵礦。但是與前人所發現的金屬礦物不同的是：SMAR15°S斜長石熔融包裹體中的金屬礦物并未在氣泡中發現，而主要存在于熔體中。所以SMAR15°S熱液區熔融包裹體中的金屬礦物可能是由于巖漿在演化過程中發生熔離作用(分液作用)而形成，即原來成分均勻的巖漿，在溫度降低的情況下，硫化物和氧化物發生分液作用，形成了近似于液滴狀的金屬礦物[19](圖4)。金屬硫化物熔體從硅酸鹽巖漿中熔離出來的關鍵因素在于巖漿中的S達到飽和，在后期演化過程中金屬元素進一步富集，并最終保存在合適的空間[20,21]。黃鐵礦的理想分子式為FeS2，S/Fe=2；黃銅礦的理想分子式為CuFeS2，S/(Cu+Fe)=1。分析SMAR15°S熱液區熔融包裹體中金屬硫化物的S飽和度(表4)，發現黃鐵礦除了T049中S/Fe≈2外，其余都是S/Fe>2，而黃銅礦則全是S/(Fe+Cu)>1，這就表明黃銅礦和黃鐵礦這2類金屬硫化物在形成的過程中巖漿是處于S過飽和狀態的。也就是說，金屬硫化物子礦物由熔離作用形成是存在可能性的。這些包含了金屬元素及其配位體(硫等)的液體組分與揮發組分混合形成的巖漿流體，為火山弧環境下形成的熱液礦床的許多組分提供了初始來源[22]，流體相中金屬元素越來越富集形成含礦流體，并隨溫度、壓力條件的改變或氣-液相的分離而從流體相中結晶沉淀出來，最終賦存在液相熔體里而非氣相成分中。

表4　熔融包裹體中硫化物子礦物硫飽和度分析表

本文對熔融包裹體所捕獲巖漿中金屬遷移量做了一個估算，使用子礦物與熔融包裹體的面積近似百分比來代表金屬成分在包裹體中的含量(表5)，可以看到，子礦物與包裹體面積比為0.23%～21.77%，平均為7.19%，最高為氧化物(平均值為10.67%)，其次是硫化物(6.04%)。

表5　金屬子礦物分類以及金屬子礦物與熔融包裹體近似面積比

3.3巖漿流體中金屬成分對熱液區塊狀硫化物形成的作用

現代海底熱液活動是一個熱液對流循環系統，海水始終都是流體最重要的組成部分；但海水是否是唯一的流體來源，一直以來都是不同學者爭論的焦點[23]。由于現代海底熱液硫化物礦床在大地構造位置上與深部巖漿活動密切相關，因此，不少學者認為巖漿流體對海底熱液流體有著不同程度的貢獻[24]。

巖漿流體是指當巖漿壓力減小時，從巖漿中逃逸出來的攜帶了大量成礦金屬和揮發組分的流體相，并能在一定條件下形成多種類型的礦石[25]。那么這樣一種來自巖漿的流體如果要進入海底熱液系統并形成礦石需要滿足3個條件：(1)有揮發組分從巖漿中出溶并形成流體相；(2)該流體富含成礦金屬；(3)流體能從巖漿中分離并與循環海水系統混合[4]。SMAR15°S熱液區巖石呈氣孔構造，斜長石與輝石熔融包裹體中也廣泛發育氣泡，表明熱液區巖漿發生了脫氣作用，揮發組分從巖漿中出溶形成流體相。斜長石熔融包裹體中存在金屬子礦物，子礦物在包裹體中平均面積比約為7.19%(表4)，表明熱液區巖漿在噴發前存在富含成礦金屬和揮發組分的巖漿流體。至此，SMAR15°S熱液區已滿足巖漿流體進入海底熱液系統的前2個條件。第三個條件可以通過其他研究成果來推斷：在一些海底熱液噴口的羽狀熱液流中發現了巖漿揮發性物質，如CO2、3He、CH4、H2S等[26,27]，這就為巖漿流體能夠進入海底熱液系統提供了直接證據。綜上，SAMR15°S熱液區基本滿足這3個條件，可以推測熱液區可能存在巖漿為海底熱液提供了巖漿熱液。

如果以上推測成立，那么由于在SMAR15°S熱液區發現的金屬塊狀硫化物主要為黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、纖鋅礦和白鐵礦等[5]，而在熔融包裹體中也發現了黃鐵礦和黃銅礦(硫化物在包裹體中平均面積比為6.04%，見表4)，這就表示熱液區富成礦金屬的巖漿流體對熱液區塊狀硫化物中黃銅礦和黃鐵礦的形成具有一定作用。但是熱液區中大量存在的閃鋅礦在包裹體中卻沒有發現，這有可能是因為硫化物中Zn全部來自于循環海水與熱的圍巖發生的水-巖反應。包裹體中還發現了大量的磁鐵礦以及少量的鉻鐵礦，但在熱液區金屬礦物中并沒有發現這2種金屬氧化物，原因可能是金屬氧化物在深部已經發生結晶，并未在后期隨著巖漿流體與巖漿分離時進入熱液系統。

另外，SMAR15°S熱液區玄武巖新鮮，未見明顯蝕變，表明熱液區的淋濾作用較弱，水-巖反應程度低；那么要形成大量的熱液硫化物就需要其他來源的熱液加入輔助成礦，這也為巖漿流體進入熱液系統并參與塊狀硫化物成礦的推測提供了間接證據。

4結 論

(1)SMAR15°S熱液區玄武巖斜長石和輝石斑晶中存在熔融包裹體，熔融包裹體內存在大量的氣泡和部分黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦和鉻鐵礦金屬子礦物。

(2)熱液區玄武巖呈氣孔構造，斜長石和輝石熔融包裹體中廣泛發育氣泡，表明熱液區巖漿發生了脫氣作用。斜長石熔融包裹體中的金屬子礦物可能是隨著脫氣作用從巖漿中遷移出來，并最終在包裹體中冷凝結晶。

(3)母巖區的巖漿流體對塊狀硫化物的形成可能具有一定貢獻。在巖漿的演化過程中成礦元素可能越來越富集于流體相中，富含成礦元素的巖漿流體與海水的混合是一種可能的成礦機制。

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The significances and compositions of melt inclusions in the basalt from South Atlantic 15°S hydrothermal field

TANG Xin1,2, YANG Yao-min1, WANG Guo-zhi2, ZHANG Hai-tao3,FAN Lei2, XU Peng2, ZHU Zhi-wei3

1.NationalDeepSeaCenter,Qingdao266061,China;2.CollegeofEarthSciences,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China;3.FirstInstituteofOceanography,SOA,Qingdao266061,China

Abstract:The characteristics of silicate minerals, metals and fluid phase in the melt inclusions contain the information on composition changes of magma and separation process of metal ore-forming materials in the process of magma evolution. Therefore, melt inclusions in the basalt plagioclases from the 15°S hydrothermal field of the South Middle Atlantic Ridge (SMAR15°S) are selected as research object so as to study the contribution of the magmatism to the mineralization. Analyses of scanning electron microscopy, energy spectrometer and laser Raman spectroscopy reveal that some metal minerals such as chalcopyrite, pyrite, magnetite and chromite exist in the melt inclusions. It is considered that these metal minerals are precipitated in the melt inclusions from the magma by the degassing processes. The metal minerals both in the melt inclusions and in the low alteration host rocks indicate that the magmatic fluids in the SMAR15°S hydrothermal field make contribution to the formation of hydrothermal sulfides and the magmatic fluid is one of the resources for the hydrothermal sulfide in the SMAR15°S hydrothermal field.

Key words:South Atlantic Ridge; 15°S hydrothermal field; basalt; melt inclusions

DOI:10.3969/j.issn.1671-9727.2016.03.13

[文章編號]1671-9727(2016)03-0362-10

[收稿日期]2015-11-25。

[基金項目]中國大洋協會“十二五”重大項目(DY125-12-R-01); 國家自然科學基金項目(41273060)。

[通信作者]楊耀民(1969-)，男，副研究員，主要從事海底熱液成礦作用研究, E-mail：yym@ndsc.org.cn。

[分類號]P588.145

[文獻標志碼]A

[第一作者] 唐鑫(1988-)，男，碩士研究生，研究方向：巖石熔融包裹體、大洋熱液硫化物,E-mail:tangxin@ndsc.org.cn。