蛇纹岩化是洋中脊和俯冲带常见的水岩作用,与探索生命起源、无机成因油气成藏及温室气体二氧化碳长期封存等重大问题密切相关,因此受到广泛关注。马里亚纳弧前蛇纹岩泥火山形成物质来源于蛇纹岩化的地幔楔及俯冲板片,由于未受增生楔影响,是认识俯冲带物质及能量循环的重要研究对象。蛇纹岩泥火山顶部海底发育碱性、富甲烷及氢气的流体渗漏活动及自生沉积,这种渗漏流体由于直接来源于俯冲带深部的俯冲面,对于示踪俯冲带深部地球化学过程具有重要研究意义,其自生沉积是长尺度记录深源流体渗漏的载体。然而目前对于蛇纹岩泥火山发育的自生沉积形成机制存在争议。因此,本文综合研究Quaker蛇纹岩泥火山和Conical蛇纹岩泥火山自生碳酸盐岩沉积岩学、XRD、全岩主量元素以及碳、氧、锶同位素及微量硫酸根硫、氧同位素等特征,确定了Quaker蛇纹岩泥火山和Conical蛇纹岩泥火山流体渗漏形成自生碳酸盐岩,尤其是烟囱状自生碳酸盐岩的岩石学矿物学特征和同位素地球化学特征,揭示其生长过程和形成机制,探讨了自生碳酸盐岩流体来源及其相应混合比例。Quaker和Conical蛇纹岩泥火山流体渗漏作用形成的自生碳酸盐岩在形态、矿物组成及同位素组成上均存在差异。Quaker蛇纹岩泥火山发育的自生碳酸盐岩呈具有显著流体通道的烟囱状,矿物组成上以方解石为主,其中较老烟囱还发育文石和少量无定形镁硅酸盐,相对较新的烟囱还发育含镁矿物（水镁石、水菱镁矿）、水铝钙石,文石不发育。方解石大多呈棱柱状,具有六水方解石假晶;文石呈针状充填孔隙空间;水镁石和水菱镁矿呈片状、纤维状、纤维状或片状形成的球粒状集合体;水铝钙石呈鳞片状、六方板状以及玫瑰状集合体。薄片观察显示,新烟囱内部以片状的水镁石或水菱镁矿为主,由内向外盐酸盐含量逐渐增加,非活跃烟囱及活跃烟囱的外壁的碳酸盐含量显然多于新烟囱内部,孔隙度与碳酸盐含量具有相反的趋势,即烟囱的孔隙度由内向外逐渐减小,非活跃烟囱及活跃烟囱的外壁孔隙度显然小于新烟囱内部,说明自生碳酸盐岩烟囱由外向内生长,形成后存在碳酸盐含量增加和孔隙度减小的过程。因此,Quaker蛇纹岩泥火山烟囱形成过程是,渗漏流体活动初期,具有较高p H值,贫Mg,低碱度的渗漏流体与相对富集Mg、Ca和碳酸的海水混合和形成由水镁石和六水方解石组成的烟囱主体,烟囱由外向内生长,随着烟囱形成外壁逐渐与渗漏流体隔离,暴露于海水中,导致亚稳定矿物六水方解石转变为方解石,相对富碳酸的海水环境也导致水镁石蚀变为碳酸盐矿物,中间产物可能有水铝钙石和水菱镁矿,最终可能转变为方解石。Conical自生碳酸盐岩没有显著的流体通道,底部呈胶结物状,胶结小的蛇纹岩砾石,顶部为疏松多孔的易碎的块状。主要由文石和无定形镁硅酸盐组成,文石呈针状或放射状集合体,无定形镁硅酸扫描电镜下呈小的致密块状和瘤状集合体。未见显著的成岩蚀变影响,仅偏光显微镜下及扫描电镜下观察到无定形镁硅酸盐发育裂纹,可能是含水的无定形镁硅酸盐脱水的结果。Quaker海山自生碳酸盐岩δ13C值为-6.87‰～0.42%VPDB,Conical海山自生碳酸盐岩δ13C值为-1.82‰～2.55‰VPDB,大部分样品具有富集δ18O特征,指示了来形成流体具有略贫13C,富集18O的特征。微量硫酸根δ34SCAS为22‰,δ18O CAS为8.8‰,与海水值类似,反映不发育硫酸盐还原作用及与之耦合的甲烷厌氧氧化作用。锶同位素在0.7089864～0.7091834之间,与现代海水值接近,反映了沉淀烟囱流体与海水有关。自生碳酸盐岩的碳同位素及微量硫酸根的硫、氧同位素结果显示,Quaker海山和Conical蛇纹岩泥火山发育的自生碳酸盐岩的形成受AOM作用影响不大,可能主要是具有较高p H值的深源渗漏流体与海水混合所致的化学沉积。通过锶同位素和碳同位素对自生沉积形成过程中流体与海水混合比例进行了反演,锶同位素计算结果显示,Quaker海山碳酸盐岩海水所占比例在98.23%～99.61%之间,Conical海山样品海水所占比例在63.42%～97.70%之间,而利用δ13C对自生沉积形成过程中流体混合比例反演结果与锶同位素计算结果相似,Quaker海山碳酸盐岩海水所占比例在20.67%～65.85%之间,Conical海山碳酸盐岩海水所占比例在73.78%～98.12%之间。Conical海山δ13C和锶同位素数据计算的结果相近,而Quaker海山烟囱矿物组分的演变以及成岩作用可能是δ13C和锶同位素数据计算出海水所占不同比例的原因。综合岩石学观测结果,δ13C计算的海水所占混合比例可能更接近实际流体混合情况。δ13C和87Sr/86Sr反演的结果均显示了高比例的海水混入,高比例的海水混入带来海水的碳酸根,与高p H的蛇纹岩化流体混合促进了碳酸盐沉淀。