↑↑最近,我国科学家、北京大学教授李江海等发现了世界上最为古老的“海底黑烟囱”,这是在世界范围内首次发现的前寒武纪时的↑↑14亿年前完整的“海底黑烟囱”。这一发现对研究生命起源和金属矿床的形成具有重大科学意义,引起了国内外科学家的极大关注。↑↑↑
↑↑↑人们自然会问,何谓“海底黑烟囱”呢↑↑“海底黑烟囱”的发现及其研究是全球海洋地质调查近十年取得的最重要的科学成就。现代海底黑烟囱的研究始于1979年。当时,美国的阿尔文号载人潜艇在东太平洋中脊的轴部采得由黄铁矿、闪锌矿和黄铜矿组成的硫化物,1979年又在同一地点发现了数十个冒↑↑着黑色和白色烟雾的烟囱,约350℃的含矿热液从直径约15cm的烟囱中喷出,与周围海水混合后,很快产生沉淀变为“黑烟”,沉淀物主要由磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿和铜和铁的硫化物组成。这些海底硫化物堆积形成直立的柱状圆丘,称为“黑烟囱”。↑↑↑
↑↑↑实际上,“海底黑烟囱”的形成主要与海水及相关金属元素在大洋地壳内热循环有关。新生的大洋地壳温度较高,海水沿裂隙向下渗透可达几公里,在地壳深部加热升温,溶解了周围岩石中多种金属元素,然后沿着裂隙对流上升,喷发在海底。正是由于矿液与海水成分及温度的较大差异,才形成浓密的黑烟,当其冷却后在海底及其浅部通道内堆积了硫化物的颗粒,形成金、铜、锌、铅、汞、锰、银等多种具有重要经济价值的金属矿床。目前在世界各大洋发现的黑烟囱主要集中在新生的大洋地壳上。↑↑↑
↑↑↑更为吸引人的是,黑烟囱与含矿液体的运移通道共同组成了金属硫化物的成矿环境,并可在地层中保留下来,自然又成为研究当时古大洋环境的重要样本。特别是在调查中发现,在“海底黑烟囱”的周围还广泛存在着古细菌,这些古细菌极端嗜热,可生存于350℃的高温热水及2000~3000m的深水环境中,为古老生命的孑遗。黑烟囱喷出的矿液温度可高达350℃,并含有CH4、CN等有机分子,这种环境可满足各类化学反应进行,有利于原始生命的生存。而地球早期环境正好与上述环境类似。据此,科学家们提出原始生命起源于“海底黑烟囱”的周围,地球早期的生命很可能就是嗜热微生物之说。↑↑↑
↑↑↑此次黑烟囱构造发现于我国著名的冀兴隆县硫化物矿区,完整的黑烟囱构造出现于块状硫化物内,在大约100cm×10cm×20cm大小的硫化物矿石标本内,可以识别出6个保存完整的烟囱体及多个烟囱残片。硫化物形成特有的圆锥体或矮圆柱状构造↑↑烟囱,主要由黄铁矿、闪锌矿、碳酸盐及方铅矿组成。一般单个烟囱高约2~3cm,直径↑↑为1↑↑↑.↑↑↑5~3↑↑0cm,横断面呈椭圆形或不规则形态。在纵切面上,每个烟囱中部均保留了明显的中部通道构造,直径约为0↑↑↑.↑↑↑3~1↑↑0cm,常见较粗粒的黄铁矿沿通道内壁分布。↑↑↑
↑↑↑应该指出的是,世界各地对不同时代古大洋进行了广泛的地质调查,先后在日本、德国、美国、加拿大等地找到了古海洋里烟囱的残片及相关硫化物。大多数硫化物的时代很少大于6亿年,而这次我国发现的“海底黑烟囱”是14亿年前的前寒武纪地质时期的,也是迄今为止发现的最为古老的“海底黑烟囱”。这一重大科学发现无疑对研究地球早期演化历史、硫化物多金属矿床形成机理、地球原始生命起源等,具有重要意义。↑↑↑