西南印度洋中脊龙旂热液区是全球首个在超慢速扩张洋中脊发现的活动热液区,本文以龙旂热液区块状硫化物、烟囱体及蚀变矿物的矿物矿相学和LA-ICP-MS原位微区微量元素地球化学特征为研究对象,厘定微量元素在硫化物及蚀变黏土矿物中的组成特征和赋存状态,分析海底热液成矿过程中影响微量元素化学行为的因素,及其对现代海底多金属硫化物矿床热液成矿的指示意义。本文得到以下几点认识:(1)龙旂热液区产出富Zn型、富Fe型和富Si型3类硫化物矿石,包括黑烟囱和块状硫化物,该区硫化物矿石具有富集贵金属元素的性质。LA-ICP-MS微量元素分析显示,黄铁矿以富集Co、As和Se为特征,闪锌矿以富集Co、Ge、Cd、Sn、Ag和Au为特征,黄铜矿以富集Co、Se和Sn为特征。(2)树枝状/胶状黄铁矿相对富集Mn、Mo、Tl和Pb,细粒自形-半自形黄铁矿相对富集As,粗粒自形黄铁矿相对富集Co、Ni和Se。Mn、Mo、Pb和Tl以矿物微包裹体的形式赋存在胶状黄铁矿中,指示热液流体和海水混合的低温热液过程。Co、Se、Ni和As以类质同象或均匀分布的纳米级微颗粒的方式进入黄铁矿晶格,指示高温流体沉淀作用。(3)胶状闪锌矿具有富集Ag-Au的特征,Ag和Au主要以亚微米-纳米级矿物微包裹体的形式赋存于闪锌矿中,形成“不可见金/银”,可能存在一定程度的异价联合类质同象置换现象,反映热液流体和海水混合后快速结晶的过程。贫Ag-Au闪锌矿可能受到后期热液流体的叠加影响发生重结晶作用,贵金属元素在高温流体作用下从闪锌矿中活化迁移。(4)富Si型矿石的蚀变角砾主要由黏土矿物和蛋白石组成,蚀变黏土矿物为Al端元蒙皂石族矿物贝得石,具有富铝、贫镁、贫铁的特点,相对高Al含量的角砾核部可见呈细粒浸染状的锐钛矿。富铝黏土矿物总稀土元素含量较低,呈负Eu异常且无显著Ce异常。蚀变黏土矿物中发现自然金颗粒,金银摩尔比值较高。推断角砾随成矿热液一同喷发至海底后堆积在热液系统边缘矿化带,长期受低温、酸性、还原性流体的淋滤作用,除Al和Ti以外的元素被淋滤,形成富铝蚀变黏土矿物。(5)综合矿物学和微量元素地球化学的研究,西南印度洋中脊龙旂热液区经历了多期次的热液活动,早期胶状硫化物是喷发的热液流体与海水混合后快速沉淀形成,晚期结晶良好硫化物是热液流体在渗透率较低环境下传导冷却形成,可能由于热液流体的叠加影响存在一定程度的重结晶作用。在富Zn型、富Fe型和富Si型3类矿石均观察到微米尺度下的金银矿化现象,热液活动过程中局部微环境变化和微区提纯作用对于贵金属元素在烟囱体内外层位的分布及富集有着重要影响。