西南印度洋中脊热液区的岩浆活动与构造特征.PDFVIP

中国科学: 地球科学 2013 年 第43 卷 第11 期: 1834 ~ 1846 SCIENCE CHINA PRESS 论 文 西南印度洋中脊热液区的岩浆活动与构造特征 ①②* ③ ①② 张涛 , Jian LIN , 高金耀 ① 国家海洋局第二海洋研究所, 杭州 310012; ② 国家海洋局海底科学重点实验室, 杭州 310012; ③ Department of Geology and Geophysics, Woods Hole Oceanographic Institution, Woods Hole, MA 02543, USA * E-mail: zhangtaosio@ 收稿日期: 2012-10-08; 接受日期: 2013-02-20; 网络版发表日期: 2013-10-30 国家自然科学基金项目(批准号:和中国极地科学战略研究基金(编号:资助 摘要 A 区热液喷口(37.78°S, 49.65°E)是在西南印度洋中脊(SWIR)上发现的第一个 关键词 活动热液喷口. 热源及水循环通道是形成热液喷口的两个必要条件. 沿 SWIR 超慢速扩张洋中脊 A 区热液喷口 49.3°~51.2°E 区域, 重力反演的地壳厚度最厚超过 9.0 km, 远超过全球平均海洋地壳 剩余地幔布格重力异常 厚度, 表明此区域存在丰富热源, 可能受到了热点的影响. 大尺度的地幔布格重力异 洋中脊-热点相互作用 常(RMBA)揭示了A 区所在一级洋中脊段(Indomed-Gallieni 转换断层, 46.0°~52.0°E)和 拆离断层 Marion-Del Cano-Crozet 区域之间的重力低值带, 推断为热点-洋中脊相互作用的路径. 去除正常热模型后的层析成像资料表明, 与此路径对应的低速带在垂直距离上可以到 达岩石圈底部. A 区热液喷口区域扩张脊两侧地形和地壳厚度明显不对称. 在扩张脊 南侧, 高地形对应着减薄的地壳厚度. 剩余均衡地形异常显示A 区处于明显的非均衡 状态, 与转换断层内角的特征极为类似. 磁力剖面的正演表明, A 区南侧磁性减薄区 域与 OBS 揭示的隆起高速异常区相对应, 推断为拆离断层的构造减薄作用. A 区强 烈的构造活动可以为热液喷口提供充分的水循环通道, 可能形成较大的热液硫化物 矿床. 一般认为, 大洋中脊的扩张速率是导致海底扩 DY-17”航次才在 SWIR 发现了第一个活动热液喷口 张中心岩浆活动的一级控制因素. 沿超慢速扩张洋 ( 以下称A 区热液喷口)(Tao 等, 2012), 位置见图 1. 中脊(扩张速率小于20 mm a), 岩浆活动急剧减小, Zhu 等(2010)通过近海底磁力探测圈定的热液蚀 甚至在部分区域完全缺失(Dick 等, 2003). 热源的减 变区域表明, A 区热液喷口周边的低磁区域面积达到 少限制了超慢速扩张洋中脊上热液喷口的出现机率. 9×104 2 m , 甚至大过TAG 区的蚀变区域. 形成如此强 SWIR 与北极 Gakkel 洋中脊一起构成的超慢速扩张 大的热液喷