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本文对采自Juan de Fuca洋中脊Endeavour段Mothra热液场硫化物烟囱群的硫化物烟囱体开展了详细的矿物学和地球化学研究。
根据矿物组成、结构和颜色的差异，样品由外至内可划分为4个矿物组合带，分别为重晶石-无定形硅-铁氧羟化物带；白铁矿-黄铁矿-无定形硅-重晶石带；白铁矿-黄铁矿-闪锌矿-纤锌矿带和纤锌矿-黄铜矿-白铁矿带。从底部到顶部，样品通道主要有三种形态：不规则、不连续的多通道；椭圆形单通道；封闭的通道(被纤锌矿充填)。铅-210定年结果表明，烟囱壁形成经历较短时间(约3年)，而流体通道的闭合则经历了相对漫长的过程(约17年)。矿物组合、结构和流体通道特征研究结果表明，硫化物烟囱体生长经历了4个重要阶段：重晶石沉淀阶段，形成烟囱体生长框架；铁、锌硫化物沉淀阶段；纤锌矿充填空隙阶段；无定形硅沉淀，代表了烟囱体生长最后阶段形成的矿物相。
为了认识Mothra热液场硫化物烟囱体金属来源和海底热液循环过程，对烟囱体样品进行铅、锶和氧同位素组分测试分析。结果表明，铅同位素比值具有较大的分布范围：206Pb/204Pb=(18.665-18.828)；207Pb/204Pb=(15.460-15.607)；208Pb/204Pb=(37.961-38.401)。总体上，沿着烟囱壁自内往外，外层的铅同位素更具放射性成因的特点，而内层环绕流体通道的单矿物纤锌矿则具有最小的铅同位素比值。通过对比Middle Valley硫化物样品和Juan de Fuca玄武岩的的铅同位素组分，我们认为Mothra热液场受到了沉积物来源铅的加入。样品中的锶同位素比值比较均一，变化范围为0.705126-0.706430，介于热液端元(0.7032)和海水(0.7090)之间。充填在空洞中的无定形硅的氧同位素测温证实热液流体经历了有效的传导式冷却过程(T<100℃)。这种冷却过程的发生，可能与海底热液循环过程中，热液对海水的捕获作用密切相关。