文档介绍：第 2 5 卷第 6 期 2 0 1 0 年 6 月地球科学进展 A D V A N C E S I N E A R T H S C I E N C E V o l . 2 5 N o . 6 J u n . , 2 0 1 0 文章编号: 1 0 0 1 8 1 6 6 ( 2 0 1 0 ) 0 6 0 6 0 5 1 2 大洋橄榄岩的蛇纹石化研究进展评述汪小妹 1 , 2 , 曾志刚 1 , 欧阳荷根 1 , 2 , 殷学博 1 , 王晓媛 1 , 陈帅 1 , 2 , 张国良 1 , 2 , 武力 1 , 2 ( 1 . 中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室, 山东青岛 2 6 6 0 7 1 ; 2 . 中国科学院研究生院, 北京 1 0 0 0 4 9 ) 摘要: 橄榄岩的蛇纹石化是大洋中不可忽略的重要地质过程, 近年来引起广泛关注。大洋橄榄岩的蛇纹石化主要发生在洋中脊和汇聚板块边缘等环境中, 大洋蛇纹岩典型的矿物组合包括: 蛇纹石± 磁铁矿± 滑石± 水镁石± 角闪石。其中蛇纹石根据其矿物的晶体结构特征可分为利蛇纹石、纤蛇纹石和叶蛇纹石 3 种类型; 偏光显微镜下可将蛇纹石结构划分为 3 类: 假晶结构、非假晶结构和过渡结构。橄榄岩的蛇纹石化不仅会改变岩石的物理性质, 如导致岩石密度的减小和地震波速的降低、影响橄榄岩的磁性等, 而且也会对橄榄岩的流变性产生重要影响。大洋超基性岩系热液系统的发现, 进一步激发了研究者们对大洋橄榄岩蛇纹石化研究的兴趣。与橄榄岩蛇纹石化相关的喷口流体含有较高的 H 2 和 C H 4 含量, 此外, 蛇纹石化是一个放热反应, 可以驱动热液循环, 导致 L o s t C i t y 等中低温型热液系统的出现。关键词: 橄榄岩; 蛇纹石化; 矿物; 岩石物理性质; 热液系统中图分类号: P 5 8 3 ; P 5 8 6 文献标志码: A 1 引言大洋橄榄岩的蛇纹石化是一个重要且普遍的过程[ 1 ] , 出露于海底的橄榄岩都或多或少被蛇纹石化了[ 2 ] , 其蛇纹石化程度取决于很多因素, 包括流体来源, 温度以及水/ 岩比值等。大洋中首次发现蛇纹石化超基性岩是在大西洋的 S t s . P e t e r 岛和 P a u l 岛[ 3 , 4 ] 。而最早在大洋中取得蛇纹石化超基性岩样品则是在 1 9 4 7 年[ 4 , 5 ] , 样品是通过拖网在大西洋中脊上取到的, 在近 1 0 年的时间里, 该样品是第一个而且是唯一在大洋中取得的蛇纹石化超基性岩样品[ 4 , 6 ] 。在随后的 1 0 年里, 大洋中蛇纹石化超基性岩的取样工作进展很快, 到了 1 9 7 0 年所发现的橄榄岩几乎涵盖了所有的洋中脊( 除了快速扩张洋脊东太平洋海隆) 。此后, 在快速扩张洋脊( 如 G a r r e t D e e p [ 7 ] , H e s s D e e p [ 8 , 9 ] ) 、汇聚板块边缘( 如 C e n t r a l A m e r i c a n 海沟[ 1 0 ] , P u e r t o R i c o 海沟[ 1 1 ] , T o n g a 海沟[ 1 2 ] , I z u B o n i n / M a r i a n a 岛弧体系[ 1 3 , 1 4 ] ) 等环境中也陆续发现了蛇纹石化橄榄岩。然而, 蛇纹石化橄榄岩的存在环境不仅仅局限于大洋岩石圈和地幔楔, 还出现于其他环境中, 如大洋蛇纹岩同样也在很多蛇绿岩中出现[ 1 5 ] , 如加利福利亚的 J o s e p h i n e 蛇绿岩[ 1 6 ] 和阿尔卑斯 A u s t r o a l p i n e 蛇绿岩[ 1 7 ] 。取代蛇纹石的方解石碳氧同位素值显示其形成于海水中[ 1 7 ] , 暗示着被方解石取代的蛇纹石是大洋来源的[ 1 8 ] 。大洋橄榄岩蛇纹石化引起广泛关注的原因之一是其对岩石的物理和化学性质的明显影响, 蛇纹石收稿日期: 2 0 0 9 0 6 2 2 ; 修回日期: 2 0 1 0 0 3 3 1 . 基金项目: 中国科学院知识创新工程重要方向项目“西太平洋典型热液/ 冷泉系统与微生物生命过程”( 编号: K Z C X 2 Y W 2 1 1 ) ; 国家自然科学基金项目“东太平洋海隆 1 3 ° N 附近热液产物的化学组成变化及其控制因素研究”( 编号: 4 0 8 3 0 8 4 9 ) 和“台湾龟山岛附近海域热液流体及其来源初步研究”( 编号: 4 0 9 0 6 0 2 9 ) 资助. 作者简介: 汪小妹( 1 9 8 2 ) , 女, 湖北黄冈人, 博士研究生, 主要从事岩石学、海洋地球化