河海大学张慧超副教授在实验室开放课题资助下（No. KLSG2302）发表中科院一区论文在国际矿床学顶级期刊《Economic Geology》上。选取位于西南印度洋中脊（超慢速扩张洋脊）上的龙旂热液区块状硫化物矿床为研究对象，通过系统的岩相学和矿物学观察、硫化物微量元素和硫同位素分析，结合对41个赋存在大洋中脊玄武岩中的块状硫化物矿床的统计分析，取得了以下主要认识：

作为重要的国家战略性矿产资源，金的富集和沉淀机制一直以来受到广泛的关注。海底块状硫化物矿床蕴藏着丰富的 Cu 、Zn 、Pb 、Fe 、Ba 、Mn 、Co 、Au 、Ag 等金属元素，是未 来可供人类开发利用的重要矿产资源。统计研究表明大洋中脊热液区块状硫化物矿床中的金 品位随着所在洋中脊扩张速率的增大而显著降低，即位于慢速-超慢速扩张洋中脊中的块状硫化物矿床具有最高的金品位。前人的研究主要聚焦于超基性岩赋存的块状硫化物矿床的成矿作用，提出超基性岩蛇纹石化过程产生的H2和裂隙促进了金的沉淀。然而超慢速扩张洋中脊玄武岩赋存的块状硫化物矿床中金的富集机制仍然不清晰。

（1）龙旂热液区硫化物矿石中存在两种截然不同的矿物组合：胶状/多孔状黄铁矿（Py1） + 白铁矿+ 细粒闪锌矿（阶段I）；自形黄铁矿（Py2）+黄铜矿+ 等轴古巴矿+粗粒闪锌矿（阶 段 II）。阶段 I 矿物组合为热液流体与海水迅速混合后形成的产物，阶段 II 矿物组合为热液流体被烟囱壁逐步隔绝与海水的接触后的产物。相比于 Py2 ，Py1 中的 Mo 、V 、Sn 、Pb 元 素含量较高，As元素含量、Co/Ni 和 Se/Tl 元素比值较低。

（2）硫源、热液流体-玄武岩水岩反应和热液流体的氧化还原状态是影响慢速-超慢速扩张洋脊热液区硫同位素复杂组成的主要因素（图 1A）。热液流体与海水的混合作用以及黄铁矿沉淀引起的 H2S 含量降低是导致龙旂热液区金沉淀的主要机制。

（3）热液喷口流体端元组分中低的 H2S 含量可能是超慢速扩张洋中脊玄武岩赋存的块状硫化物矿床中金富集的重要因素（图 1B-D）。

图1.（A）不同热液区硫化物中δ34S 值的变化范围与大洋中脊扩张速率之间的关系图。（B） 不同热液区硫化物中δ34S 值的变化范围与热液流体中 CH4/CO2 之间的关系图。（C）大洋中 脊扩张速率与玄武岩赋存的硫化物矿床中金品位之间的关系图。（D）大洋中脊扩张速率与 热液喷口端元流体中 H2S 含量之间的关系图

上述工作不仅揭示超慢速扩张洋脊玄武岩型块状硫化物矿床金矿化机制，而且为西南印度洋多金属硫化物合同区稀贵金属资源评价提供重要信息 。相关成果以“Gold enrichment mechanism in mid-ocean ridge hydrothermal systems: an example from the Longqi hydrothermal field on the ultraslow-spreading Southwest Indian Ridge”为题 ，发表在国际矿床学顶级期刊 《Economic Geology》上

该成果发表论文：

Chen, K., Zhang, H.*（张慧超）, Cook, N.J., Tao, C.*（陶春辉）, An, F., Liang, J., Yang, W., 2024. Gold Enrichment Mechanism in Mid-Ocean Ridge Hydrothermal Systems: AN Example from the Longqi Hydrothermal Field on the Ultraslow-Spreading Southwest Indian Ridge. Economic Geology 119(6), 1413-1431.