台湾绿岛热液区喷口流体的地球化学特征研究

发布时间：2020-09-09 14:41

　　 绿岛热液系统位于吕宋岛弧北部,其喷口流体中的Ca2+浓度极高,且在采样期间受过台风的影响,而目前关于高Ca2+浓度的热液流体以及台风对热液系统的影响的研究尚属少数,因此我们对绿岛热液流体中超高Ca2+浓度的形成、台风及潮汐对热液系统的影响进行讨论,以丰富对热液活动的认识。我们对5次现场采样所得的喷口流体进行主微量元素测定,并对流体的压力、温度和盐度进行连续现场监测。分析表明绿岛热液流体相比周围海水,Na+、Mg2+浓度亏损而Ca2+高度富集,流体中Ca2+浓度最高达181.1 mM为目前报道最高值。其中煮蛋区流体端员组分中的盐度、pH以及Ca2+、Na+、Cl-、B3+和Li+的浓度都显著高于户外池喷口的端员组分。根据相关性分析和对比研究,我们认为绿岛喷口流体异常高Ca2+浓度的形成和富集由多种机制共同控制,主要为:热液对安山岩的淋滤和长石化作用;流体上升过程中硬石膏的溶解;相分离使得Ca2+相对富集在卤水相的煮蛋区喷口流体中,而户外池流体因受到海水的强烈混合以及淡水的影响,流体中的Ca2+被稀释。另外,连续监测结果显示,喷口流体温度、盐度、pH具有半日周期性变化特点,并且对当地潮汐的响应存在相位滞后效应,据此我们估计绿岛热液系统的循环周期约为3小时,户外池系统内的循环约为1.5小时。根据台风前后热液流体各组分的浓度变化,我们发现台风对绿岛热液系统产生微弱的冷却作用,且户外池受台风的影响明显,其流体中淡水比例由5%明显增加至16%,随着系统逐渐恢复,比例降至9%,据此我们估算出户外池端员流体的输入通量约为500 L·h-1。本研究首次对绿热液系统的流体地球化学特征进行报道并构建绿岛热液的循环模型,为该区域及同类型热液系统的进一步研究奠定了基础。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P736
【部分图文】：

绿岛热液区位于台湾东南部绿岛火山岛的东南角，同时具有海山喷口和陆上逡逑热泉。其具有两个典型的热液喷口分别为煮蛋区（ＺＤＱ）喷口和户外池（ＨＷＣ）逡逑喷口，二者均位于当地的一个旅游景点朝日温泉区内（图１．２）。前人的研究除主逡逑５逡逑

样品米集逡逑在２０１２年５月５日到２０１６年５月２２日期间进行了邋５次现场别是２０１２年５月５日、２０１３年３月８日和２０１４年４月２９日采样、２０１４年９月１８日至９月２３日以及２０１６年５月２０日量喷口流体采样，采样时均使用体积为５０－１００邋ｍＬ的低密瓶分装流体样品。ＬＤＰＥ瓶事先用硝酸溶液清洗，并在取样若干次。我们分别在煮蛋区和户外池喷口进行流体样品采集，池喷口附近的海水样品（图１．２ｂ）用于后续的比较分析和流体的样品均未做处理以用于后续液体中主要离子浓度的测定。逡逑

量不确定度为０．５邋°Ｃ。监测数据由与探针连接的数据记录器以１０－３０邋ｓ的时间间逡逑隔进行记录。逡逑由于受到热带风暴“凤凰”（１４１６）的影响（图２．２），我们的现场采样被迫于逡逑２０１４年９月１９日至２１日中断。绿岛当地因台风“凤凰”而产生的总降水量超过逡逑１００ｍｍ，当台风途经绿岛（Ａｓａｎｏｂｕ）时，中心气压达到９８５ｈＰａ，风速为２３ｍ－ｓ－逡逑、目前报道的关于台风对热液系统的影响的相关研究还比较少，这场台风正好逡逑给我们观察绿岛地热系统对暴雨的响应以及系统本身的恢复速度提供了很好的逡逑机会。逡逑２．２分析方法逡逑流体样品的盐度、ｐＨ和总碱度（ＴＡ）于台湾国立中山大学（ＮＳＹＳ）海洋科逡逑学学院进行测定。其中，盐度使用ＡｕｔｏｓａｌＳａｌｉｎｏｍｅｔｅｒ进行测量（用ＩＡＰＳＯ标准逡逑海水校准），测量精度为０．００３邋ｐｓｕ。样品ｐＨ值均使用ＰＨＭ－８５邋ｐＨ计（Ｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ，逡逑１１逡逑

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本文编号：2815101