海底地质学研究方向 -海底地质学研究方向有哪些

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自20 世纪70 年代末人类在东太平洋首次发现正在喷发的海底热液喷口及多金属硫化物资源之后， 海底热液系统就被誉为“现代成矿的天然实验室”， 受到地球科学与生物科学界的广泛关注。

21 世纪，人类进入深度探索的新时代。“深空、深海、深地” 这些人类的认知边界正在不断被突破，新的知识不断涌现，为人类探索未知空间和资源提供了新的机遇。现代海底热液硫化物的发现和勘查，已成为全球深海资源环境研究的科学前沿和热点领域。

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2005 年，在庆祝郑和下西洋600 周年之际，中国海洋地质学家开始思考新的科学探索方向——大洋中脊是调查最少的、全球连通的、活动的巨型海底山脉，对发育其中的热液系统、硫化物成矿、基因资源和极端环境等问题认识十分有限，中国科学家有可能在该领域弯道超车，布局未来。

有鉴于此，当时唯一领导我国深海调查研究的中国大洋协会，启动了新的研究计划“我国大洋中脊与硫化物资源综合调查研究”，我有幸担任首席科学家亲历了我国大洋中脊研究的起步和发展。经过10 年连续两期计划的调查研究，我国已在全球各大洋开展工作并取得重要发现，从而为全球各类洋中脊及其硫化物分布特征和成矿规律的综合对比研究创造了条件。

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《现代海底热液硫化物成矿地质学》（李家彪主编. 北京: 科学出版社，2017. 12）是项目组10 年研究的结晶，汇集了相关课题的成果。所涉及的资料不仅包括项目组新获取的数据， 而且还包括笔者自己的研究资料。主要内容包括以下四个方面。

1. 大洋中脊热液硫化物区域成矿学

开展全球不同扩张速率(快速、中速、慢速、超慢速) 洋脊热液硫化物成矿特征与成矿条件分析。重点对我国在快速扩张的东太平洋海隆、中速扩张的中印度洋脊、慢速扩张的卡尔斯伯格脊和南大西洋脊及超慢速扩张的西南印度洋脊5 个区域获得的调查研究成果进行集成分析，总结分析上述区域洋中脊的扩张机制、构造地貌、深部结构、岩浆作用，以及热液硫化物矿床的分布规律和成矿机理，从区域典型矿床地质出发，建立成矿地质模型，评估成矿潜力。

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▲西南印度洋脊龙旂热液区附近洋脊段地壳和速度结构

2. 大陆边缘热液硫化物(软泥) 区域成矿学

弧后盆地和大陆裂谷分别是大陆边缘汇聚和离散边界的代表， 也是海底热液硫化物和多金属软泥产出的重要区域。开展岛弧后盆地和大陆裂谷地形地貌、沉积环境、岩浆作用、构造演化、深部结构及热液硫化物(软泥) 分布规律和成矿特征研究， 旨在揭示这两种构造区域热液成矿作用与特殊地质过程的关系， 阐明热液硫化物(软泥) 成矿控制因素和资源特色， 掌握弧后盆地热液硫化物矿床和大陆裂谷多金属软泥矿床成矿规律。

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▲红海多金属软泥成矿机制(Laurila et al.， 2015)

3. 全球海底热液硫化物成矿地质对比

在建立全球海底热液硫化物地质数据库的基础上， 从海底热液硫化物的成矿构造环境(离散板块边界与汇聚板块边界)、成矿物质环境(岩浆供给与地幔柱影响)， 到海底热液活动(海底热液喷口与硫化物矿床)， 系统对比、分析洋中脊不同扩张速率、大陆边缘不同动力边界成矿区域的地质特征、控矿要素和成矿规律， 总结全球海底热液硫化物资源类型、区域特色及其空间分布。

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▲慢速扩张洋脊硫化物矿床局部控制要素(Fouquet，1997)

(a) ~ (c) 分别表示在局部尺度上洋脊轴部顶部破火山口､海山顶部破火山口和断层交叉部位对矿床产物的控制

4. 全球洋中脊海底热液硫化物资源潜力 7 n. C2 j( Z1 g$ r' H1 F" ?

从全球、区域和典型矿床3 个级次开展资源综合潜力评价， 重点研究全球洋中脊的构造分段、基岩元素组成、成矿单元划分和矿床地质类型， 探讨海底大规模成矿作用机理和找矿方向， 揭示全球洋中脊热液硫化物资源成矿机制、分布规律和成矿潜力。

▲ 全球洋中脊各成矿单元Cu-Zn-Pb 三角图

(a)､(b) 太平洋； (c) 大西洋； (d) 印度洋

感谢中国大洋矿产资源研究开发协会“多金属硫化物调查区资源评价” 重大项目(DY125-12-R) 的资助。感谢重大项目所属课题负责人初凤友研究员、韩喜球研究员无私地提供了他们主持的相关课题成果和资料。本书在编写过程中与李裕伟研究员、李文渊研究员、黄永样教授级高级工程师进行了有益的交流， 在此特别表示感谢!

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 李家彪

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 2017 年7 月

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于杭州西溪河畔

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正是围绕全球大洋中脊持续不断的大规模深海热液硫化物找矿勘查的国家使命， 催生了我国当时为数不多的自主提出的海底资源全球科学计划—— “全球海底热液硫化物资源评价” 重大项目， 从而使我国科学家的海底科学研究从区域真正走向了全球。在这个被誉为“China RIDGE” 计划的推动下， 李家彪带领国家海洋局、中国科学院和高等院校等国内海底热液硫化物资源研究的优势单位的科学家， 针对位于国际管辖海域近40000 km 长的大洋中脊和弧后扩张中心区域， 开展现代海底热液硫化物成矿规律的系统研究和联合攻关， 取得了大量原创性成果。在此基础上， 按不同构造-岩浆成矿区带， 进一步开展了大洋中脊、弧后盆地热液硫化物的区域成矿学及其全球对比和资源潜力研究， 编写了《现代海底热液硫化物成矿地质学》专著， 深化了全球海底热液硫化物资源分布与形成机制的认识， 填补了该领域的空白。同时， 该书的出版， 也将为我国在国际海底区域开展多金属硫化物新矿区的申请提供科学依据， 推动洋壳演化、物质循环、极端生境， 以及与陆地同类资源对比等重大科学问题的深化与发展。

中国工程院院士

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2017 年7 月26 日

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本文摘编自《现代海底热液硫化物成矿地质学》（李家彪主编. 北京: 科学出版社，2017. 12）一书“前言”“第1章 绪论”，有删减，标题为编者所加。

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 ISBN 978-7-03-055380-5

责任编辑: 孟美岑 韩 鹏 陈姣姣

《现代海底热液硫化物成矿地质学》系统总结了全球海底热液硫化物资源的基本特征、分布规律、地质条件、形成机制和潜力评估， 立足自主调查、集成全球数据、体现交叉研究， 学科综合、系统性强、图文并茂。全书共分9 章， 内容涉及全球海底热液硫化物成矿系统与控制因素、从快速到超慢速四大类洋脊热液硫化物矿床、弧后盆地热液硫化物矿床、大陆裂谷环境多金属软泥， 以及全球洋中脊热液硫化物资源分段潜力。

（本文编辑：刘四旦）

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