现代热液喷口系统低温氧化物沉积体的矿物学特征和启示.pdfVIP

增刊 矿物学报 699 现代热液喷口系统低温氧化物沉积体的 矿物学特征及启示 孙治雷，李军，何拥军，黄威，崔汝勇 (1．国土资源部海洋油气资源和环境地质重点实验室，山东青岛266071；2．青岛海洋地质研究所．山东青岛266071) Fe．Si氧化物是现代洋底热液系统最为普遍电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及能 的沉积产物之一，它可以构成低温烟囱体、形成 谱(EDS)分析。结果显示大量双螺旋状和长直 氧化物丘、充填围岩裂隙，或者以无规则沉积体 鞘状的丝缕体构成了现代洋底热液喷口系统中 et Fe—si氧化物的沉积主体。形貌识别表明形态嗜 出现(Hekiniana1．，1993)，也可以在弥散流区 et 形成更大规模的多金属沉积物(Hrischevaa1．， 中性Fe氧化菌在现代洋底热液喷口Fe—Si氧化 et 2007；Suna1．，2011)。自上世纪70年代热液物沉淀的形成中起到了重要的作用。通过细胞 喷口发现以来，在全球不同构造背景中的热液喷 表面及其胞外多糖上多种功能基团的静电键合 口中均发现了该种沉淀物的存在，其主要的矿物 作用，这些嗜中性Fe氧化菌能以主动成矿的方 式键合并氧化热液流体中的亚Fe离子，以Fe氧 学特征是沉淀温度较低(100℃)，成分以无定 形蛋白石和结晶度很差的Fe的氧羟化物以及绿 化物沉淀下来，形成与自身形态类似的丝缕体， 脱石为主。大多数学者认为，无论是金属硫化物 作为骨架构建三维立体状的筛网结构。随着Fe 蚀变形成的，还是直接从低温流体中沉淀的，这 氧化物的不同沉淀，菌席的密实度增大，逐步导 些丝缕状的Fe—sj沉积物的形成过程均涉及到了致菌席中热液和海水的混合受限，使菌席内部的 et 流体发生传导性热冷却作用，促使si达到饱和在 微生物代谢的因素(Boyda1．，2001；Edwards et et Fe氧化物丝缕体表面沉淀下来。热液流体与海 a1．，2003，2004，2011；Littlea1．，2004；Kato et eta1．，2009；孙治雷等，水混合过程中，同时存在的无机因索和微生物作 a1．，2009；Langley 用因素的竞争结果导致了无规则球粒状和丝缕 2010)。虽然有研究者提出流体中si的自组织行 et 状的Fe—Si氧化物共生。对于不同生长阶段的菌 为也可以形成类似的丝缕状结构(Hopkinson 席的微区电子探针分析表明，Si的大规模沉淀发 a1．，1998)，甚至有人在无机条件下也合成了类 et 生在Fe的沉淀之后，而Si的沉淀温度、TEM关于 似的结构(CarcIa—Ruiza1．2002，2003)，但仍存 et 单个细胞矿化序列的证据也证明了这一点。弧 在诸多不能解释的问题(Littlea1．，2004，Hof- mannet 后盆地中热液流体中较高的Si／Fe比，加上菌席 a1．，2008)。迄今从Fe—Si沉淀物识别出 3种主要的嗜中性Fe氧化菌，分子生物学研究也 内的传导性热冷却机制造成的si的迅速沉淀，导 et 证实了这些微生物的存在(Emersona1．，2007； Daviset et