西南印度洋中脊是全球已发现的仅有的两条超慢速扩张洋脊之一,且在该洋中脊上发育的活动热液区更是世界上在超慢速扩张中脊发现的首个活动热液区,具有十分重要的研究意义。本论文对西南印度洋超慢速扩张脊49.2°E~50.5°E热液区的热液硫化物、多金属沉积物和基底玄武岩样品进行了矿物学、地球化学等方面的综合研究,其中包括利用扫描电镜/能谱详细阐明了Au、Ag等贵金属元素在硫化物中的赋存状态及沉淀机制;利用透射电镜揭示了硫化物矿物纳米尺度的矿物学特征;通过元素地球化学和同位素地球化学研究,特别是首次利用Fe-Cu-Zn同位素、Os同位素分析,揭示了热液区的成矿物质来源及其成矿机制;并且首次利用La-ICPMS、激光拉曼等原位测试技术对该热液区蚀变玄武岩进行分析,从而对该热液区的成矿机制进行旁证。故本文取得的主要认识如下:(1)研究区热液硫化物的矿物学特征(包括纳米矿物学特征)指示不同样品的形成机制不同。在宏观尺度上,据矿物组成、矿物分带性以及结晶程度可将硫化物样品分为黑烟囱样品以及富Zn、富Fe、富Cu块状硫化物样品,进一步可判断黑烟囱样品形成主要原因是热液与海水的混合作用,富Zn、Fe块状硫化物主要由中低温流体传导冷却形成,而富Cu块状硫化物矿物相指示相对较高的形成温度。在微观尺度上,研究区热液硫化物的纳米矿物学研究发现,富Zn硫化物中纤维锌矿夹杂闪锌矿相而形成面缺陷,而黑烟囱样品的闪锌矿中则出现的双晶界,均指示了样品形成时物理化学条件的变化,尤其是硫逸度的变化。而富Fe硫化物中的黄铁矿中出现少量能产生吸附效应的线缺陷,富Cu硫化物中则无明显缺陷,表明了热液区硫化物纳米矿物学具有高温有序而低温较无序的特点。(2)研究区热液硫化物样品具有明显的Au-Ag富集、但铂族元素贫化的特点。其中Au、Ag矿物相主要以银金矿、自然金为主,同时存在部分卤化银,均以吸附态、包体态、粒间型、裂隙型等形式赋存在闪锌矿和黄铁矿内部或边缘。并且不同样品中,Au、Ag矿物组合、Au/Ag比值不同,指示样品中存在不同的沉淀机制,但均无明显的块金效应,表明研究区样品未受到明显的次生富集作用。铂族元素分析显示该区硫化物具有低ΣPGE、低Pd/Ir、Pd/Pt比值特征,也指示后期热液再活化富集作用较弱。同时Au、Rh、Pd与Cu的具有较弱的相关性表明岩浆直接贡献较弱。PGE元素球粒陨石标准化配分曲线特征指示铂族元素主要来源于玄武岩。(3)同位素地球化学研究指示研究区的成矿物质主要来源于基底玄武岩,成矿机制主要为热液淋滤作用。其中Fe-Cu-Zn同位素结果均接近MORB值,指示Fe、Cu、Zn等金属元素主要来源于基底玄武岩,并通过淋滤作用进行物质贡献。由于玄武质岩浆又起源于地幔,所以成矿物质间接起源于地幔,且Fe-Cu同位素结果指示地幔通过岩浆作用对热液体系的成矿贡献甚少。热液硫化物和多金属沉积物的Os同位素组成均指示了海水以及地幔来源的成矿物质混合作用。He-Ar-S同位素组成则指示成矿热液流体起源于下渗并被加热的海水,在水岩反应、淋滤玄武岩的过程中有大量的幔源成矿物质的加入。(4)蚀变玄武岩样品研究证明了热液淋滤作用对...