胡安德富卡海脊奋力段热液喷口沉积物中重晶石的沉淀和生长( Precipitation and growth of barite within hydrothermal vent deposits from the Endeavour Segment, Juan de Fuca Ridge )

JW Jamieson MD Hannington MK Tivey T Hansteen MB Williamson M Stewart J Fietzke D Butterfield M Frische L Allen

热液喷口沉积物是热液流体与冷海水冷却和混合的结果，在海底形成。在喷口部位保存的主要硫化物和硫酸盐矿物中，重晶石(BaSO4)是独特的，因为它需要富钡热液与富硫酸盐海水直接混合才能产生沉淀。由于其极低的溶解度，重晶石晶体保存了与形成条件相关的地球化学指纹。本文通过对东北太平洋Juan de Fuca海脊Endeavour段热液重晶石的岩相学和地球化学分析，确定了重晶石在海底热液喷口系统中沉淀的物理和化学条件。对22个富重晶石样品的岩相分析表明，重晶石晶体形貌多种多样：靠近外喷口壁的是树枝状和针状重晶石，而较大的叶片状和板状晶体则出现在烟囱内部。基于海水和热液中Sr浓度和87Sr/86Sr的双组分混合模型，结合全岩87Sr/86Sr数据和重晶石晶体的激光烧蚀ICP-MS分析表明，重晶石是从相对于海水的低17%和高88%的热液组分的混合物中析出的。水相物种浓度与流体混合程度关系的地球化学模拟表明，Ba2+有效性是控制矿物饱和度的主要因素。结合模型结果的观察结果表明，枝晶重晶石形成于热液组分小于40%且饱和度指数大于0.6的流体中，而较多的正面体晶体形成于较低的过饱和度水平，与较大的热液贡献有关。重晶石内部的流体包裹体表明重晶石结晶过程中的形成温度在120°C至240°C之间。流体夹杂物形成温度与模拟混合温度的比较表明，排气流体的导电冷却导致流体温度降低60-120°C。单个重晶石晶体中的锶分带记录了烟囱壁内导电冷却量的波动，这可能是由于热液流体通量的周期性振荡造成的。重晶石化学和形态可以作为海底热液矿床和古陆火山成因块状硫化物矿床过去成矿条件的可靠指示。

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