深海热液矿床：海洋资源与生态环境研究

1.海底热液矿床的成因

海底热液矿床是一种海洋矿产。海底热液矿床的形成通常是由于海水沿着断裂带下渗，并将周围蒸发岩、玄武岩中的矿物质溶解，形成含金属的热液。这种热液由于受地热的影响而逸出至海底，依环境的不同而形成各种类型的海底热液矿床。所形成的矿床既有含高浓度金属的海底热卤水，也有富含金属的沉积物。另外，热液排出海底前，金属元素可在增生的玄武岩洋壳中沉淀形成浸染状和网脉状金属硫化物、硅酸盐和碳酸盐矿物等。

研究表明(Haymon和Kastner，1981)，高温热液自喷口涌出，矿物快速结晶，堆积成烟囱状，其内壁(高温)为硫化物颗粒，称“黑烟”；如果喷出的固体相为蛋白石、重晶石，则称“白烟”；若烟囱被硫化物充填，则称死烟囱；烟囱倒塌，形成“雪球”(图2-2)。根据海底热液烟囱形成方式和形成温度的不同，斯利普(Sleep，1983)将其分为三种类型：高温型的“黑烟囱”(形成温度350～400℃)，中温型的“白烟囱”(100～350℃)及低温型的溢口(＜100℃)。

图2-2　东太平洋21°N喷口区硫化物矿床构造及矿物共生模式图

2.海底热液矿床的分布

海底热液矿床主要分布在东太平洋洋隆区(加拉帕戈斯裂谷、哥斯达黎加裂谷、胡安德富卡海脊)、西太平洋弧后盆地地区(马里亚纳海槽、冲绳海槽)、大西洋中脊、印度洋中脊等海区，以及海底断陷扩张带，多位于海底扩展地带。这些地区由于地壳很薄，张性断裂又很发育，深部地幔物质沿断裂不断上涌至海底，形成较高的地热场。(www.xing528.com)

(1)块状热液硫化物矿床

在海水的化学参与和生物化学作用下，在海底形成一系列高差数十厘米至数十米的丘状堆积物。这些丘状堆积物中的贵重金属通常以硫化物的形式存在，故称之为硫化物矿床。在硫化物矿床附近，由于热流较高，海底温度200～300℃，形成“热烟囱”，在其附近奇异的软体动物大量繁殖。

据俄罗斯“北方海洋地质生产和科研联合体”的调查资料，东太平洋海隆(21°S～22°S)附近的硫化物矿床的各种金属含量为铜5%～8%，锌10%～15%，银80g/t，金0.2g/t。而大西洋洋中脊的硫化物矿床(20°20'N～24°33'N)，已圈出矿区面积约300km2，矿石含有铜3%～27%，锌3%～5%，银80g/t，金7～10g/t。

(2)多金属软泥

同块状热液硫化物矿床一样，多金属软泥为人类提供铁、铜、锌、铅、金和银等有用金属。它是在沉积物中呈泥土状分布的海底自生沉积物，主要分布在海底扩张中心地带以及大洋盆地。

一般认为，海底多金属软泥是由岩浆活动产生的热液流经周围的岩石或沉积孔隙时，与围岩发生化学反应而沉积生成的。