热液系统定义及组成
深海底部热液生态系统研究进展
深海底部热液生态系统研究进展深海是指海洋中水深超过200米的区域，覆盖着地球表面的71%。
深海底部热液生态系统是深海中一种特殊的生态系统，它源于海底火山活动造成的热液喷口，这些热液中富含氢气、硫化物等物质，可以为生物提供能量和营养。
深海底部热液生态系统研究的进展，不仅推动了深海生态学的发展，也给人类认识深海生物、深海环境带来了很大启示。
一、热液喷口及其生物群落热液喷口是深海底部热液生态系统中的核心部分，它们分布在活跃板块边缘的海底，通常呈圆锥形或者羽毛状，周围分布着由各种热带雨林植物形态的动物群落。
这些动物群落由于大量依赖热液的高温和高压环境生存，因此热液游离器官逐渐演化成特化的适应器官，例如热液蠕虫、热液螃蟹等，它们的适应性强，体内还含有盘多糖、蛋白酶等有利于体内化学反应的物质。
热液喷口的周围环境对于这些生物群落的生长和繁衍也有很大影响，例如热液释放的氧化还原电位、悬浮颗粒、水体温度等因素都能够影响生物的种类和数量。
二、基于NGS技术的群落分布研究NGS(Next Generation Sequencing)是一种高通量测序技术，可大幅度提高测序效率，通过对不同样品中基因的测定，可以对不同样品中的组成区别进行鉴定。
在深海底部热液生态系统中，采用NGS的技术，可以研究出不同生态环境下群落结构和微生物生态多样性。
这些研究成果，不仅有助于理解深海底部热液生态系统中的物种分布、生态位和生物多样性，也为研究深海生命的演化和生态环境的变迁提供了更多线索。
三、深海热液生态系统对地质物质循环的影响深海底部热液生态系统中的生物体具有较强的硫化氢耐受性和氧化硫特化代谢能力，它们能够通过二氧化碳、氢气、硫化氢等物质，将这些元素转化为生物原料，并通过化学合成过程转化为生物量。
这些生物体的代谢活动，对于深海的生物地球化学过程产生着极大的影响。
例如深海中棘胸蛤和热液蠕虫等生物体可以利用海底中的硫化物进行光合作用，将海底中的无机物质二氧化碳转化为有机物，这些物质可以作为底部沉积物中大型有机分子的来源。
深海热液生态系统的生物多样性与进化
深海热液生态系统的生物多样性与进化深海热液生态系统是一个神秘而令人着迷的环境。
位于海底的热液喷口周围，水温和压力异常，这里存在着许多独特而适应极端环境的生物。
一、生物多样性深海热液生态系统拥有非常丰富的生物多样性。
这些生物多样性包括了不同的物种、种群和遗传多样性。
研究表明，深海热液生态系统中的物种数量比一般海洋生态系统要丰富得多。
这是由于深海热液喷口周围的环境不断发生变化，而生物通过进化来适应这种变化。
二、进化机制深海热液生态系统中的生物多样性可以归因于进化机制。
由于深海热液环境的特殊性，其中的生物必须通过进化来适应高温、高压和丰富的化学物质。
一些研究发现，这些生物具有与普通海洋生物不同的基因组和生理机制。
其中一种重要的进化机制是水平基因转移。
在深海热液生态系统中，许多微生物通过水平基因转移来获得新的基因组，并提高了自身在这种极端环境中的适应能力。
三、生态位分化生态位分化是深海热液生态系统中生物多样性的另一个重要机制。
在这种生态系统中，不同的物种通过占据不同的生态位来减少竞争。
生态位分化可以是空间上的，也可以是资源上的。
例如，在深海热液喷口周围的环境中，一些生物通过占据不同的温度和化学物质浓度的区域来避免竞争，并获得更多的资源。
四、灾后演替灾后演替是深海热液生态系统中的另一个进化机制。
由于深海热液喷口的喷发活动不稳定，会导致生物栖息地的破坏。
然而，生物在面临这种灾害后，会通过灾后演替来重新建立稳定的生态系统。
灾后演替中的物种具有适应高温、高压和环境变化的能力，从而使整个深海热液生态系统具有韧性和复原力。
五、保护和管理深海热液生态系统的生物多样性和进化具有重要的科学研究和保护价值。
了解深海热液生态系统中的生物多样性和进化机制，可以为生态系统管理和保护提供参考。
同时，由于深海热液生态系统的环境脆弱性，需要制定相关的保护和管理政策，以避免人类活动对其造成不可逆转的破坏。
总结深海热液生态系统是一个充满神秘和活力的生态系统。
地球化学研究揭示地球内部热液活动与成矿作用
地球化学研究揭示地球内部热液活动与成矿作用地球是一个充满活力和变化的行星，其内部的热液活动和成矿作用在地质过程中起着重要作用。
通过地球化学研究，科学家们深入探索了地球内部的热液系统和成矿作用机制，为矿产资源的开发提供了重要依据。
一、地球内部的热液活动地球内部存在着广泛而复杂的热液系统。
在各个板块交界处和地下深处，高温、高压下的热水和气体通过裂隙和孔隙体进入地壳，形成了热液系统。
这些热液活动常常伴随着强烈的地震活动和火山喷发，是地壳变动和地质灾害的重要原因之一。
地球化学研究揭示，地球内部热液活动源于地壳深部的岩浆活动和地球内热能的释放。
岩浆通过地壳的破裂面进入地下水系统，形成热液循环。
这种热液循环有助于地球内部热能的平衡，并将地球深部的矿产质料向地壳输送，为后续的成矿作用提供了必要条件。
二、成矿作用与热液活动的关系成矿作用是地球内部矿物质富集和矿产资源形成的过程，热液活动在这一过程中起着重要作用。
热液流体中含有丰富的金属元素和矿物质，当热液与地壳中的岩石发生反应时，可形成矿床和矿石。
地球化学研究发现，热液活动与成矿作用之间存在着紧密的关联。
在地壳深部，热液通过水蚀作用带动了矿物质的溶解和迁移，沿着构造破裂面或者孔隙体上升至地表成为矿化液。
随着温度、压力和成分的变化，矿化液中的溶质逐渐沉淀，形成了丰富的矿床。
不同类型的成矿作用与不同类型的热液活动密切相关。
例如，在岩浆成矿过程中，岩浆活动释放的热液经过深部岩石的浸染和交代作用，形成了与岩浆岩相伴的矿床。
另外，热液也可在大规模的构造变形和岭谷锡采成矿过程中发挥作用，形成了与断裂岩相伴的矿床。
三、地球化学研究方法地球化学研究是揭示地球内部热液活动与成矿作用机制的重要手段。
科学家们通过采集地表岩石、地下水和矿石等样品，利用现代化学分析技术分析样品中的元素和同位素组成，从而推断地壳深部的热液运移和成矿过程。
现代地球化学研究方法主要包括岩石地球化学、同位素地球化学和矿床地球化学等。
2009-5-洋底动力学_从洋脊增生系统到俯冲消减系统
西北大学学报(自然科学版)2009年6月,第39卷第3期,Jun.,2009,Vol.39,No.3Journal of North west University(Natural Science Editi on) 收稿日期:2009203205 基金项目:科技部“863”海洋技术领域基金资助项目(2009AA090300);国家自然科学基金资助项目(90814011、40776038、40472098);教育部新世纪人才基金资助项目(NCET20620595) 作者简介:李三忠,男,中国海洋大学教授,博士生导师,从事构造地质学及海洋地质学研究。
洋底动力学———从洋脊增生系统到俯冲消减系统李三忠1,张国伟1,2,刘保华3(1.中国海洋大学海洋地球科学学院/海底科学与探测技术教育部重点实验室,山东青岛 266100;2.西北大学地质学系,陕西西安 710069;3.国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛 266061)摘要:目的 建立洋底动力学。
方法 对相关国际前缘研究成果进行综合研究。
结果 洋底动力学旨在研究洋底固态圈层的结构构造、物质组成和时空演化规律,研究洋底固态圈层与其他相关圈层,如软流圈、水圈、大气圈和生物圈之间相互作用和耦合机理,以及由此产生的资源、灾害和环境效应。
结论 洋底动力学以传统地质学理论和板块构造理论为基础,在地球系统科学思想的指导下,以海洋科学、海洋地质、海洋地球化学与海洋地球物理、数值模拟等高新探测和处理技术为依托,侧重研究洋脊增生系统、深海盆地系统和俯冲消减系统的动力学过程,以及不同圈层界面和圈层之间的物质和能量交换、传输、转变、循环等相互作用的过程,为探索海底起源和演化、保障人类开发海底资源等各种海洋活动、维护海洋权益和保护海洋环境服务的学科。
关 键 词:深海大洋;大洋岩石圈;洋中脊;俯冲工厂;多圈层相互作用中图分类号:P541 文献标识码:A 文章编号:10002274Ⅹ(2009)0320434210 1968年前后,大陆漂移学说的再度兴起和诸多证据与海底扩张学说的提出和强有力的证据的完美结合,直接导致了第一个真正称得上全球地学理论的板块构造理论的诞生[1],引起了一场影响深刻的第二次地学革命[2],它改变了固体地球科学几乎每个分支学科原有的发展轨迹。
深海生态系统科普专题（二）穿过水层，走进深海——大海深处的生命绿洲
深海生态系统科普专题（二）穿过水层，走进深海——大海深处的生命绿洲
撰文｜以南
“阿尔文”号
“挑战者”号科学考察船加拉帕格斯附近海域
加拉帕格斯海域附近的海龟深海热液生态系统
周围连续堆积，最终形成像“烟囱”一样的形状。
热液口温度可达350~400℃，并含有大量的硫化氢，对于大多数生物而言，这种气体极具致命性，但却是部分化能自养微生物维持生命所需的能源。
热液生态系统主要受三个因素影响：温度、压力和营养浓度。
在水温60—110℃区域分布着多种细菌；在20—40℃区域，生活着大量的蠕虫动物；在2—15℃区域，生物种类繁多，包括蛤类和虾类。
生微生物有时能占到蠕虫营养体
25%以上的体积。
这种共生模式在热液口十分
常见，与周围的海底相比，热液
喷口区的生物密度要高出1万到
10万倍，詹姆斯·卡梅隆在他的
纪录片《深海异类》中说：“这
种聚会在下面的黑暗中已进行了
几十亿年，与我们毫无关系，即
使太阳明天消失，它们也不在
意。
”
2011年2月17日，“大洋一
号”首次正式使用我国自主研发
深海冷泉生态系统
冷泉是指来自沉积界面以
下，成分以水、碳氢化合物（甲
烷为主）、硫化氢和细粒沉积
物为主的低温流体（通常只有
几℃），以渗漏、喷涌或扩散的
方式向海底面运移，并在甲烷渗
漏区滋养了大量化能自养生物群
落的一种海底环境。
早在1979
年，美国科学家就发现了生长有
重晶石和管虫的海底流体渗漏区
域，称为“低温热液”；1983
年，美国科学家在墨西哥湾东边
海山三维模型
冷水珊瑚。
深海热液喷口生态系统的生物多样性及演化
深海热液喷口生态系统的生物多样性及演化深海热液喷口生态系统是一个神秘而充满活力的生命场所。
在这样的环境中，生物可以通过适应环境而进化出独一无二的特征。
这里包含着大量未知的信息，需要深入探究。
因此，本文将从深海热液喷口生态系统中的生物多样性及其演化角度进行分析探讨。
一、生物多样性的定义与意义生物多样性是自然生态系统中生物种类、数量和分布的多样性。
从地球生物的多样性来看，每种生物都是独特的，都有自己的形态结构、生物学特征和生存方式，这就形成了广泛的生物多样性。
这些生物多样性包括了动植物的品种、物种和遗传多样性，和它们之间的互动和生物圈内在丰富性等方面。
生物多样性的保护，是人类现代发展所必需的。
保护生物多样性，有助于防止生物物种的灭绝，维护生态平衡以及保障生物资源的可持续利用。
同时，还可以为人类提供各种生物性的资产，如食品、服装、药品等。
二、深海热液喷口生态系统概述深海热液喷口生态系统位于深海平原及海山的海底，这里的环境温度很高，水温约为200℃，并伴随着各种各样的地质活动。
在这种崭新但又极其恶劣的环境下，生物种类和数量出奇的丰富。
如“黑烟囱”和“白烟囱”是热液喷口的两种类型，它们分别由硫化物和钙质沉积物形成，其中就包含了许多神秘的生物形态。
例如，各种各样的“虫状体”、色彩鲜艳的海蛞蝓，生活在这里的生命，这些坑槽和岩石上的生物，不会遭受太阳光线和浪涛的侵扰，生活着的生命形态非常奇特。
虽然深海热液喷口生态系统起源于最早的化石，却一直以来被认为是一个被独立演化并形成独特生物群落的区域，有着重要的演化和生物地理学意义。
三、深海热液喷口生态系统的生物多样性深海热液喷口生态系统拥有丰富多样的生物群落，反映了其特殊的生长环境和微生物的共生关系。
这里包含着大量未知的信息，需要深入探究。
以下将从几个方面来阐述深海热液喷口生态系统的生物多样性。
1. 物种多样性深海热液喷口生态系统的生物种类多样，约90%的生物都是特有的，大量地带有原始遗传物质和新的性状。
液体混合物与溶液
四、化学势与温度和压力的关系
Bf(T,p,xB ,xC , )
对一个给定的溶液 Bf(T,p)
1. B与T的关系：
TBp,nB,nC,TnG BT,p,nC, p,nB,nC,
n B G Tp,nB,nC, T,p,nC, ( nB S)T,p,nC,
第三章第三章液体混合物与溶液液体混合物与溶液第三章第三章液体混合物与溶液液体混合物与溶液第三章第三章液体混合物与溶液液体混合物与溶液第三章第三章液体混合物与溶液液体混合物与溶液溶液的特点及其组成表示方法溶液的特点及其组成表示方法一溶液的特点定义
第三章 液体混合物与溶液
第四第章三章多液组体混分合系物与统溶热液 力学
➢ 容量性质： VV(T,p,nB ,nC , )共k＋2个变量
二元溶液
,xC , )共k＋1个变量
二元溶液
(T,p,xB) (T,p,x)
偏摩尔量 (Partial molar quantities)
1. 问题的提出
结果 恒温、恒压下混合后，混合物的体积不等于混合前纯组
➢ 其他常用的偏摩尔量及它们之间的关系： UB， HB， SB， AB， GB，……
HBUBpB V ABUBTB S G B A B p B H V B T B U S B p B T V B S
三、集合公式 (Additive formula)
nBVBV
(1) 意义： (2) 二元溶液，
B Bd0
即
BB0
< 自发 = 平衡
结论：在等T，p，W’ = 0的条件下，化学反应向着 化学势降低的方向。化学平衡时化学势相等。
热液矿床名词解释
热液矿床名词解释
1. 热液：热液是指富含矿物质的高温、高压液体，通常源自地壳深处的地热系统。
2. 矿床：矿床是指由一个或多个矿体组成的，具有足够规模和开采价值的矿物质聚集地。
3. 喷流沉积作用：喷流沉积作用是指热液通过地壳中的喷流口喷射出来，与周围的岩石相互作用，形成沉积物和矿床的过程。
4. 热水沉积作用：热水沉积作用是指热液与周围岩石相互作用，形成热水沉积物和热水矿床的过程。
5. 热液蚀变作用：热液蚀变作用是指热液与周围岩石相互作用，导致岩石结构、成分和性质发生改变的过程。
6. 矿物形成：矿物形成是指由于物理、化学和生物作用，导致矿物质在一定条件下聚集、结晶和变化的过程。
7. 金属富集：金属富集是指通过热液的作用，使金属元素从周围岩石中分离出来，聚集在一起的过程。
8. 地热系统：地热系统是指由地壳深处产生的热量、热液和热水等组成的，可以向地表传递热量的系统。
9. 地壳活动：地壳活动是指地壳由于地球内部构造运动而发生的升降、倾斜、扭曲等现象。
10. 地质勘测：地质勘测是指通过各种手段和方法，对地球的岩石、地层、构造、矿产等进行调查、分析和研究的工作。
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热液系统定义及组成：通常是指地球表面下,在各种温度和压力下呈侧向和垂向流动的热流体分布的范围。
只要这些流体的存在和运动,是否在地表处排放,都构成了热液活动。
因此,
热液系统还应包括各种地质条件所产生的热液,并且该地质条件下热液能维持搬运、聚集巨量金属矿物的能力。
热液系统是由两个基本端元组成的, 即热源( H) 和流体相。
热液中有两种最重要的络合物作为金属搬运的载体: 硫的络合物( HS- 和H2 S) 和氯的络合物
(Cl - ) 。
其他虽然也很重要, 如HO- 、N H3 、F - 、CN - 、SCN - 、SO2 -4 ,但这些络合物在自然界中不很普遍.
影响金属沉淀的因素有:在卤水溶液中①增加H2 S 浓度; ②增加p H 值; ③降低氯的络合物
浓度和降低温度。
在硫的络合物中①降低压力,沸腾;②氧化作用导致硫化物浓度和p H 值降低。
热液矿床类型
基于与岩浆热液系统的矿床形成深度和产出环境,Pirajno (1992) 把热液矿床划分了6 类。
(1) 与由深到浅侵位火山岩的岩浆热液系统有关的钨锡云英岩矿床;
(2) 与火成岩、次火山岩和火山岩有关的矿床,以及与岩浆和天水热液混合系统,到主要为天水热液系统有关的矿床,如,斑岩型、矽卡岩型、热液贱金属和贵金属矿床,以及几种脉状金床;
(3) 海底热液系统有关的各种类型块状硫化物矿床,如,塞浦路斯型、黑矿型以及太古Noranda 型硫化物矿床;
(4) 沉积盆地中与裂谷有关的热液矿床,到目前为止,其形成与侵入岩关系还不甚清楚,如,澳利亚Brooken Hill 和南非Mt . Isa Aggeney ,加拿大Sullivan 层状硫化物矿床;美国Nevada 的卡林
型金矿床;
(5) 与同生盆地卤水有关的矿床,如产于层状碳酸盐岩中的硫化物矿床,这种矿床也可能是第4种类型的极端特殊例子;
(6) 与变质热液有关的热液系统矿床,主要与递进区域变质作用有关。
如浊积岩中的金矿床、太古代中的大脉型金矿床以及产于不整合带中的铀矿床。
上述几种只是端元热液系统类型。
这里须记住的是,同种矿床形成的地质环境可以产于不同的大地构造带中,如,与长英质深成岩热液系统有关的矿床,既可以产于俯冲的岛弧环境中,也可以形成与非造山裂谷环境中。
斑岩型铜金矿床特征及其矿化样式
斑岩矿床定义：指在空间上和成因上与中酸性斑状岩浆侵入体有密切的关系、产于侵入体及其内外接触带的矿床，叫斑岩型矿床。
由于其内硫化物多呈细脉状和浸染状，亦有称为“细脉浸染状矿床。
自贝特曼提出斑岩铜矿的概念,并总结了它们的地质特征和经济价值以来,斑岩型Cu2(Mo2Au)矿床是世界主要Cu 和Mo 的来源,也是Au 的重要来源。
像美国Bingham Canyon 等大型斑岩型矿床成为重要的勘探目标。
在世界上,这些矿床的形成主要与俯冲带岩浆有关,也发现形成于岩浆岛弧环境。
1970 年,Lowell 等提出了斑岩矿床的完整定义及蚀变分带的“二长岩”模式。
他们将斑岩铜(钼) 矿定义为,产于各种寄主岩石中的浸染状和细脉状铜、钼硫化物矿床。
1973 年,Sillitoe 补充和完善了斑岩矿床的顶底特征。
Hollister (1978) 提出了“闪长岩模式”,论述除扩大了与斑岩矿床相关的岩石类型外,强调了小型侵入体的意义,淡化了相关岩体必须是斑状结构,阐释了斑岩铜矿伴生金的有关问题。
金在此类矿床中通常以伴生为主。
1、高温热液脉状矿床
（1）云英岩型钨、锡石英脉型矿床
（2）钠长石型稀有、稀土元素矿床
2、中温热液脉状矿床
（1）中温热液脉型金矿床
（2）中温热液脉型铅锌多金属矿床
3、低温热液（脉状）矿床
3－1、浅成低温热液型贵金属矿床
（1）高硫化型浅成低温热液金铜矿床
（2）低硫化型浅成低温热液金银矿床
3－2、卡林型金矿床
3－3、密西西比河谷型铅、锌矿床
3－4、似层状汞、锑矿床
（1）似层状汞矿床
（2）似层状锑矿床
一、现代海底热液成矿作用
张元厚等:岩浆热液系统中矿床类型、特征及其在勘探中的应用
Pirajno F. 1992. Hydrot hermal mineral deposit s : Principle andfundamental concept s for t he exploration geologist . Springer2Verlag. Lowell J D , Guilbert J M. 1970. Lateral and vertical alteration2mineralization zoning in porphyry ore deposit s. Econ. Geol . ,65 :373～408.。