现代诲底热液话动的研究模型分析-海洋科学.PDF

REVIE 现代海底热液活动的研究模型分析 Researchmodelsofmodernseafloorhydrothermalactivities:Areview 王兴涛,2‘翟世奎 ，‘杜同军’，季 敏 ‘ (1.中国海洋大学海洋地球科学学院，山东青岛266003;2山东省威海市海洋与渔业局，山东威海264200) 中图分类号:P736.22 文献标识码:A 文章编号:1000-3096(2005)05一0060一06 近来在许多喷口区观察到大规模的、弥散的喷发 研究，普遍认为大洋中的三大构造背景(大洋中脊、板 现象表明:大量的相对冷水(3--401C)及非常热的、白 内火山和弧后盆地)发育热液活动。 色和黑色烟状流体(200--380r-)参与了热液循环。对 在中国海域附近，海底热液活动区多集中在冲绳 这种较凉的、弥散的喷溢流体的温度和热流量的区域 海槽中部，主要有伊是名海洼、伊平屋海岭、南奄西海 测定，给热液循环的性质及地壳和已出露的多金属硫 丘及德之岛西海山。在大规模的调查基础上，仅国内 化物丘的结构增加了新的限定条件。为了更好地理解 就有200多篇关于冲绳海槽的论文发表。学者们从构 热液循环及这些限定的重要性，许多学者建立了海底 造、浮岩、岩浆岩等方面做了大量的分析工作4[1 热液活动模型。 2 热液活动模型研究 1 热液活动简介 当前，热液活动的焦点已转移到其发育过程、运 1963年美国发现者号在红海发现热液成因的多 行机制方面，Chamley和Tivey5[等都进行了有益的探 金属软泥，到1979年Alvin号在东太平洋海隆发现热 讨。许多研究者在实验室内进行了不同程度的试验， 液黑烟囱，到1993年已圈定出世界海底139处热液 设计了各种模型来分析、模拟、反演热液的发育过程， “矿点”和 “矿化点”[1]，目前预测了多处百万吨级以上 讨论其影响因素并计算其流量及热通量。现代海底热 的海底热液矿床2[1，这一系列的重要发现是科学家们 液活动的核心问题是热液循环。其主要能量来源可能 半个世纪以来坚持不懈的追求和探索的成果。其中海 是岩浆源，也可能是海底2lmi以下的水岩反应带。这 底高温热液喷口多金属硫化物烟囱和海底热液生物 种热驱动下的新的流体运载，又调动了地壳下2m,l 的发现吸引了许多科研工作者，使现代海底热液活动 甚至更深的水岩物质交换的频繁发生。而热液喷口作 的研究从地球科学到海洋生物学到生命科学，涉及的 为热液循环的一个很重要环节，把岩石圈的地热和地 领域越来越广。ODP的成果引发出大洋热平衡、大洋 球化学能量贡献给全球的大洋。 化学元素收支平衡、大洋底热液成矿作用等新疑问， 热液源附近的循环研究的重要性不仅表现在作 将是21世纪地球科学面临的重大理论间题[31 为物理海洋间题，而且表现在它涉及了无数的其它规 随着现代海底热液活动的调查、研究的不断开 律。对洋脊顶峰热通量感兴趣的科学家，仍无法直接 展，热液活动现象的发现已从特定区域的单个喷口拓 展到大洋中脊的热液喷口系统。当前，对现代海底热 液活动研究基本处于认识阶段一探索阶段，而预测及 收稿日期:2002-12-12;修回日期:2003-11-20 开发阶段仍未到来。人们认识到现代海底热液活动是 基金项目:国家973计划项目(G2000078503);国家自然科学 一种全球性的地质现象。不同期的文章报道了已发现 基金项目 的几百个现代海底热液活动区的位置、深度、温度等 作者简介:王兴涛 (1974一)，男，黑龙江省汤原人，博士研究 参数，并总结了各个时期太平洋、大西洋乃至全球的 生，从事海洋地质研究，电话:0532一2032865,E一mail:gi- 热液活动研究。许多学者进行了热液活动分布规律的 wif)163.corn 海洋科学/20