本文针对超慢速扩张西南印度洋中脊49.6°E热液活动区表层沉积物和块状硫化物,利用激光粒度仪、XRD、ICP-AES/MS、SEM-EDS、电子探针等测试方法,系统开展了沉积物的粒度、矿物学和元素地球化学,以及块状硫化物的矿物组构和微区化学研究,重点探讨了沉积物来源和沉积环境等。论文的主要成果如下: 1.西南印度洋中脊表层沉积物非碳酸盐组分的平均粒径介于1.96~8.19Φ,分选差,其频率分布曲线发育单峰、双峰及不规则双峰式,整体呈现出SE-NW沉积颗粒变细的微弱趋势。利用端元模型分解出四个粒级端元,端元1显示了风尘和底层流的搬运对细粒非碳酸盐组分沉积物的重要贡献;端元2的主峰区间反映了硅质生源组分的存在;端元3和端元4可作为源自海底基岩风化或当地火山活动的粗粒火山物质的代表。多物源的存在是造成非碳酸盐组分粒度差异的主因,其次还受到底层流、风等搬运过程的控制作用。 2.分粒级条件下的矿物学研究表明,全粒级非碳酸盐组分共发现矿物17种,包括石英、斜长石、蒙脱石、高岭石、伊利石、绿泥石、绿脱石、辉石、重晶石、黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、蛇纹石、磁铁矿、滑石、角闪石和绿帘石。镜下观察显示,粗粒级组分(gt;63μm)主要含有蛇纹石岩屑、火山碎屑、火山玻璃、基性斜长石,以及由放射虫壳体与海绵骨针构成的硅质生物碎屑。细粒级组分(lt;63μm)共发现矿物16种,同全粒级相比仅缺少黄铜矿。 3.元素地球化学特征分析表明,非碳酸盐组分的主要元素为Al和Fe,其MSI指数介于0.15~0.60,呈现出较富Fe特征。稀土元素总量为10.48~234.84μg/g,富集轻稀土。REE配分模式为“左倾”型,表现出明显的正Eu异常和弱负Ce异常,指示了玄武岩、海水、热液流体的共同贡献;而弱到中等Ce正异常与水成成因的Mn-Fe氢氧化物和Mn氧化物颗粒存在有关。 4.非碳酸盐组分沉积物来源主要包括了陆源碎屑(由石英、部分斜长石和粘土矿物构成)、火山源、热液源、硅质生源、海洋自生成因(包括水成成因)五种。 5.非碳酸盐组分热液源Fe、Cu、Zn元素含量分布特征表明,在近热液喷口处具有较高含量。另外其在脊轴裂谷处的含量要高于南、北侧翼部,说明本区热液羽状流的扩散受控于海底地形。扩散范围的顺序为Fegt;Cugt;Zn。绿脱石的出现指示了本区近喷口处还存在着低温弥散流活动。 6.西南印度洋中脊49.6°E热液区块状硫化物主要由黄铁矿组成,及少量的黄铜矿与闪锌矿。根据其矿物组构特征划分出三个成矿阶段:阶段Ⅰ中硫化物主要呈微粒的胶状或他形晶体,包括黄铁矿和黄铜矿,为中低温成矿阶段;阶段Ⅱ中仅出现了中粒的立方自形黄铁矿晶体,为过渡成矿阶段;阶段Ⅲ中硫化物晶体呈粗粒-自形特征,包含黄铁矿、黄铜矿与闪锌矿,属于高温成矿阶段(gt;300℃)。单矿物微区化学分析表明,早期时,Pb、Ni元素在硫化物相中富集,而到了后期,随流体温度的增加,Co、Cu元素则相对富集。