东太平洋海隆热液活动区沉积岩心的地球化学研究

东太平洋隆是现代海底热液活动及热液沉积分布最为广泛的构造环境之一。本文对采自EPR13°N现代海底热液活动区附近的两个沉积物岩心分别进行了元素地球化学分析，并结合沉积物中有孔虫壳体对岩心进行关键层位14C年代学研究。目的在于通过对比距现代海底热液喷口不同距离的两岩心的地球化学特征，研究热液活动在岩心沉积物中所何存的地球化学记录，探讨海底热液活动对洋中脊附近沉积作用的贡献，以及热液活动在一定地质历史时期内的变化规律。显示，距热液喷口区相对较近的B13－26岩心沉积物含有丰富的热液特征组分，绝大多数微量元素和REE都与Fe和Mn成较强的正相关关系，而与Al、Na、Ca、Mg、Ti等元素相关性较弱或呈负相关，说明这些元素的富集机制主要是热液成因非晶质Fe－Mn化合物对热液及海水中元素的吸附作用。距热液喷口区相对较远的B13－62岩心上部沉积物中元素的富集特征与B13－26岩心相似，但中下部沉积物中Fe与Mn无明显的相关关系，说明这些元素的富集主要受深海粘土沉积的影响，而受热液活动的影响减弱或消失。由于与海隆扩张轴距离的不同，两岩心受热液活动影响的强度不同。由海隆扩张轴向外，沉积作用受热活动的影响逐渐减弱，正常深海沉积作用逐渐加强。两个岩心沉积物地球化学上的共性是Ca和Sr都与其他元素呈现负相关关系或极微弱的正相关关系，表明生物碳酸盐沉积作用的独特性。有孔虫14C年龄测定结果表明，B13－26岩心35～250cm段年龄十分接近，前后相差仅在几百年内。根据年龄测量中的误差范围，可以断定这段沉积物岩心是短时间内快速沉积的产物。结合热液活动特征性元素在岩心中的分布特征，判断该岩心段记录一次强烈的热液活动事件，从而形成了典型的事件沉积。在B13－62岩心的45～50cm处测得有孔虫的14C年龄为距今32900±530yr。由于14C测年方法上的局限性，在岩心135～140cm处14C测年只能给出大于40000yr的结果。显然，B13－62岩心处早期并没有受到热液活动明显的影响，沉积速率非常缓慢，只是在近期受到了热液活动的影响，形成了上部富含Fe、Mn、Zn、Cr、Co、Ni、V等热液活动特征元素的沉积。