Abstract

Hydrothermal sulfide and sulfate minerals were discovered in sediment samples collected on the Rapid Response Cruise to Loihi Seamount, following a large swarm (>4000) of earthquakes in the summer of 1996. PISCES V submersible dives, conducted two months after the seismic event, discovered that part of the summit had collapsed to form a new pit crater. The sudden collapse of the summit crater resulted in a cataclysmic discharge of hydrothermal fluid, ejecting magmatic gases and sulfide crystals. The presence of wurtzite, pyrrhotite, and chalcopyrite indicate high-temperature fluids (>250°C), the first such occurrence documented for an ocean-island volcano. The composition of the sulfide minerals is similar to that of sulfides from black smokers at mid-ocean ridges. Samples from barite-rich mounds, built after the initial cataclysmic discharge of the hydrothermal plume, resemble white smoker deposits from mid-ocean ridges. The δ34S of the sulfide is lower than that of minerals from massive sulfide deposits formed on oceanic basalt, suggesting that the Loihi basalt has lost sulfur as magmatic SO2. Dissolution and oxidation of the ejected high-temperature sulfides, observed over the two years following the event, suggest that these minerals are not easily preserved. Similar crystals forming at deeper levels in the hydrothermal system probably are ejected repeatedly when volcanic and tectonic activity disrupts the hydrothermal system.

Abstract

Nous avons trouvé des sulfures et des sulfates hydrothermaux dans les échantillons de sédiment prélevés lors d’une mission d’urgence au guyot Loïhi à la suite d’une grande activité sismique (>4000 événements) à l’été de 1996. A la suite de plongées du véhicule submersible PISCES V deux mois après le paroxysme, nous avons découvert qu’une partie du sommet s’était effondrée pour former un nouveau cratère. L’effondrement soudain du cratère sommital a causé une décharge cataclysmique de fluide hydrothermal, avec un complément de gaz magmatiques et de cristaux de sulfures. Nous signalons la présence de wurtzite, pyrrhotite, et chalcopyrite, indications de la présence d’un fluide à température élevée (>250°C), le premier exemple à être signalé près d’une île océanique. La composition des sulfures ressemble à celle des sulfures associées aux panaches noirs des évents près des rides océaniques. Les échantillons d’accumulations de débris riches en barite, construits après la décharge initiale du panache hydrothermal, ressemblent aux produits retrouvés dans les panaches blancs près des rides océaniques. Le rapport δ34S des sulfures est inférieur à celui des minéraux des gisements de sulfures massifs associés aux basaltes océaniques, ce qui laisse supposer que le basalte à Loïhi a perdu du soufre sous forme de SO2 magmatique. La dissolution et l’oxydation des sulfures éjectés à température élevée, observées au cours des deux années suivant le cataclysme, nous poussent à croire que ces minéraux sont éphémères. Des cristaux semblables à des profondeurs plus grandes dans le système hydrothermal sont probablement projetés de façon semblable et répétée lors de disruptions du système hydrothermal par l’activité volcanique et tectonique.

(Traduit par la Rédaction)

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