西南印度洋天座热液区硫化物年代学与地球化学特征：揭示超慢速扩张洋脊的成矿过程与元素分异机制

本研究针对西南印度洋超慢速扩张洋脊天座热液区（THF）的硫化物成矿机制不明问题，通过年代学（230 Th/U定年）与地球化学（REE、PGE）分析，揭示其高-中低温两阶段成矿过程及海水-热液混合导致的Pd、Rh分异，为超慢速洋脊硫化物矿床形成机制提供关键证据。

　　

在浩瀚的印度洋深处，西南印度洋脊(SWIR)以其超慢速扩张速率(<2 cm/yr)和复杂的构造背景闻名。这里的地壳薄如蝉翼，地幔岩石裸露，岩浆供给稀少却孕育着独特的热液系统。天座热液区(THF)作为SWIR上唯一被发现的超镁铁质岩宿主硫化物矿床，其成矿过程长期笼罩在迷雾中——究竟是怎样的地质作用造就了这些海底"金属宝藏"？为何在如此缓慢的扩张环境下仍能形成高温硫化物？这些谜题不仅关乎地球深部过程认知，更对海底矿产资源勘探具有重要指导意义。

为揭开这些科学谜团，国家极地研究中心的研究团队对THF的硫化物展开系统研究。通过²³⁰
Th/U放射性定年和多元素地球化学分析，首次建立了该热液区的年代学框架，并揭示了稀土元素(REE)和铂族元素(PGE)在成矿过程中的分异规律。相关成果发表在《Marine and Petroleum Geology》上，为理解超慢速扩张洋脊硫化物矿床的形成演化提供了全新视角。

关键技术方法包括：1) 硫化物²³⁰
Th/U同位素定年技术测定成矿年龄；2) 电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析REE和PGE含量；3) 反射光显微镜进行矿物共生组合鉴定；4) X射线衍射(XRD)确定矿物相组成。样品来自印度科考船Sagar Kanya号SK-312航次在3650米水深采集的块状硫化物和蚀变硫化物碎片。

【Geology of the area】
研究区位于SWIR东部(27°57′S, 63°32′E)，该洋脊以14 mm/yr的超慢速扩张为特征，发育大量转换断层。薄的地壳厚度和强烈的构造活动为热液循环创造了独特条件。

【Petrography】
显微镜观察显示块状硫化物以黄铁矿(Pyrite)、黄铜矿(Chalcopyrite)为主，含少量古巴矿(Isocubanite)和磁黄铁矿(Pyrrhotite)，指示高温(>300°C)成矿环境；蚀变硫化物中铜蓝(Covellite)和铁氢氧化物存在则反映中低温海水混合作用。

【Ore forming environment】
REE配分模式无显著Eu异常，结合Pd、Rh与Cu的正相关性，证明成矿过程经历海水-热液混合。两期成矿年龄(24±2.4 kyr和15.6±0.8 kyr)表明THF存在多期热液活动。

【Conclusions】
研究首次确认THF硫化物形成于高-中温两阶段过程：早期高温阶段(>300°C)形成Cu-Zn硫化物组合，后期海水渗透导致低温蚀变。Pd、Rh的异常富集揭示了超镁铁质岩在PGE分异中的特殊作用。该成果不仅完善了超慢速洋脊成矿理论，更为全球海底硫化物勘探提供了新的地球化学标志。值得注意的是，研究提出的"蛇纹石化反应驱动多期成矿"模型，为理解全球类似构造背景下的矿床形成机制提供了重要参考。