海底多金属硫化物是继大洋多金属结核、富钴结壳后,一种新的海底金属矿产资源类型,具有巨大的潜在经济价值和良好的开发前景。随着陆地矿产资源的日益枯竭和深海调查技术的发展,对海底矿产资源的勘探开发成为各国竞相研究的目标。目前,对海底热液系统的调查尚处于科学研究阶段,而对多金属硫化物资源的调查已经进入勘探阶段。洋中脊是全球发现海底热液矿点最多的构造环境。洋中脊多金属硫化物矿床的类型、规模和形态等特征受洋中脊的构造活动、岩浆活动、洋壳渗透率以及局部岩浆供给等因素控制。多金属硫化物是海底热液活动的产物,因而对于海底多金属硫化物的勘察来说,寻找正在活动的热液喷口是最直接有效的方法。现阶段对海底多金属硫化物的勘察,大多以活动热液区的热液羽状流为探测目标。在活动热液区周围寻找非活动热液区,可以缩小调查范围,确定热液喷口的位置。目前对洋中脊多金属硫化物的找矿标志研究较少,而在热液羽状流找矿标志方面,几乎没有系统研究。本文以洋中脊热液羽状流找矿标志为研究目标,开展了以下几个方面的工作:热液羽状流是由海底热液喷口喷出的流体与周围海水混合形成的,其物理化学性质与周围海水有很大的区别。热液羽状流在上升的同时,会在喷口附近沉淀出富含金属元素的硫化物和氧化物颗粒,在一定的地质背景下形成多金属硫化物矿床。因此通过探测热液羽状流,可以帮助我们更加快速有效地定位热液喷口的位置,进而指导多金属硫化物的找矿工作。基于大洋航次调查资料,结合热液羽状流的调查方法,分析研究海水浊度数据的特点,阐述了影响数据质量的多方面因素,针对每个影响因素提出相应的校正方法,最后形成一套基于深海拖曳技术的热液羽状流的数据处理流程,为分析热液羽状流分布情况提供技术支持。洋中脊多金属硫化物热液羽状流找矿标志,就是在洋中脊多金属硫化物找矿工作中,能够作为找矿线索,并与热液羽状流有关的信息或特征。通过汇总洋中脊典型热液区羽状流的分布特征,结合洋中脊多金属硫化物的找矿标志,提出热液羽状流找矿标志,可将其分为直接找矿标志和间接找矿标志两大类。直接的热液羽状流找矿标志主要包括物理化学特征、气体组分特征和水体化学特征等。间接的热液羽状流找矿标志主要包括热液羽状流的形态特征、元素组合指标以及颗粒物的特性等。根据基本的找矿思路及找矿方法,基于洋中脊热液羽状流找矿标志,提出基于洋中脊热液羽状流的两阶段找矿模式:即区域性热液羽状流找矿模式和局部热液羽状流找矿模式。对东太平洋海隆1°N~7°S洋脊段和南大西洋13°S~14°S洋脊段开展区域性热液羽状流找矿模式的探讨;以东太平洋海隆鸟巢南热液区、大西洋TAG热液区和西南印度洋龙旂热液区为具体实例,开展局部热液羽状流找矿模式的探讨。基于上述分析,提炼形成相对应的两阶段热液羽状流找矿模型。在区域性的热液羽状流找矿模型中,结合洋脊的水深、地形分布、区域构造特征,沿洋中脊开展深拖测线、CTD以及AUV第一阶段和第二阶段调查,可采用的找矿标志有:温度、浊度、甲烷、硫化氢、氧化还原电位、p H、全部溶解态锰和铁等。而局部的热液羽状流找矿模型,对应数百米至数公里的热液区,可对离底250 m范围内的温度、盐度、浊度等找矿标志的垂向变化作分析,从而充分认识上升热液羽状流的特征。本文创新性地开展了洋中脊热液羽状流空间分布特征与多金属硫化物找矿标志之间的相关性研究,建立了热液羽状流找矿模型。研究表明,本文提出的针对洋中脊多金属硫化物的热液羽状流找矿模型具有可行性,在一定程度为西南印度洋中脊硫化物勘探区的资源评价工作提供技术支持。