项目名称：西南印度洋洋中脊热液成矿过程与硫化物矿区预测首席科学家：周怀阳同济大学起止年限：2012.1-2016.8依托部门：教育部上海市科委一、关键科学问题及研究内容2.1拟解决的关键科学问题本项目拟以洋中脊热液活动和热液成矿过程为主线，研究西南印度洋超慢速扩张洋中脊热液成矿作用，重点解决如下两个关键科学问题：◆超慢速扩张洋中脊热液硫化物成矿的地质背景、特征和机制；◆西南印度洋洋中脊热液活动与环境的相互作用。2.2主要研究内容围绕国家重大需求，针对上述关键科学问题，本项目拟从地质学、地球物理学、地球化学、物理海洋学、生物学及生物地球化学等多方面对西南印度洋洋中脊特定区域进行综合研究，主要研究内容概述如下：1.热源和热液活动热源是海底热液活动和热液成矿作用的基础，只有当深部有足够的热源并且有足够的流体参与热液活动时，有价值的热液成矿作用才有可能发生。洋中脊处的热状况与地壳及上地幔结构有关。目前人们对地壳和上地幔结构以及热源的认识，主要来自于对快速、中速和慢速扩张洋中脊以及残留在陆地上的蛇绿岩套的研究。超慢速扩张洋中脊具有自身独特的一系列特点：洋中脊扩张中心水深较大轴部较宽，出现大量的拆离断层和核心杂岩体，大面积的超基性岩直接出露于地表，火山喷发中心在轴部旁侧不规则出现，活动时间一般较短等等。这类洋中脊的地壳和上地幔结构到底是怎样的？是否存在岩浆房（或低速带）？如果存在，低速带的深度和形态如何？与美国地震学界1993年在超快速扩张的南东太平洋海隆（17°S）“MeltExperiment”探测的上地幔低速带有什么不同？相邻不同成因洋脊段的深部结构和低速带有何不同？究竟是什么类型的热源驱动了超慢速扩张洋脊上的热液活动？目前知之甚少。为解决上述问题，本项目拟对西南印度洋洋中脊的地壳和上地幔结构进行研究，揭示该区域温度场特征、热源类型及其热量供给特征，分析该区域热液活动的可能性及其强度；在此基础上，结合其它扩张速率的大洋中脊的观测结果，讨论上地幔转换带和洋中脊海底扩张动力学过程的相关性。2.成矿热液的形成、演化和成矿机制通常，在热液活动过程中，下渗的海水（流体）在逐渐被加热的情况下不断与围岩进行相互作用，从围岩中淋滤出成矿元素而形成含矿的成矿热液（矿液）；当成矿热液上升到海底表面附近时，因所处物理化学条件变化，所携带的金属元素会产生沉淀、成矿。因此，成矿元素的来源、成矿热液的形成和演化机制、成矿元素的迁移形式及其...
