大洋微锰结核中纤锌锰矿的发现及其矿物学特征

报道了发现于东太平洋海盆微锰结核中的一种纤锌锰矿及其矿物学特征。通过采用Ｘ射线衍射、透射电子显微镜及电子探针技术进行的综合研究，证实确为纤锌锰矿。电子探针测得该微锰结核中含Ｚｎ量高达１３．２９％。Ｘ射线及电子衍射特征亦与ＪＣＰＤＳ卡片中的纤锌锰矿数据相吻合。对纤锌锰矿的鉴定定名、成因及其发现的地质意义进行了讨论。

九州海脊锰结核元素地球化学特征及环境影响评价探讨

本文通过总结九州海脊锰结核样品形态结构、显微构造、矿物组成和的常量、微量和稀土元素特征,探讨锰结核样品的成因类型、生长速率、壳体微层中的金属元素变化原因和生长机制。九州海脊锰结核是水成型成因锰结核,通过样品中Ce正异常的程度可以判断出结核形成过程中氧化还原环境的变化,可以得知九州海脊锰结核形成的生长环境氧化性强,研究区域锰结核的元素地球化学特征、生长环境和生长机制总体一致,对形成系统的锰结核生长机制理论有支持作用。结合锰结核生长机制有助于进一步分析锰结核开采过程中的环境影响,丰富采矿规章体系。对西太平洋九州海脊锰结核开展元素地球化学特征研究,有助于积极推进深海矿产开采环境影响评价工作。

东北太平洋海盆铁锰结核分布规律

对我国东北太平洋海盆铁锰结核开辟区（ＤＹ８５－１、ＤＹ８５－３航次调查区）的系统取样和对铁锰结核富集的沉积环境条件（地形、沉积物）的分析研究结果表明，研究区的各种沉积环境中的铁锰结核分布是不均匀的，具有较高经济价值的铁锰结核分布在水深５０００—５２００ｍ、硅质粘土分布的海底丘陵地区。

海洋锰结核还原熔炼合金锈蚀的研究──锈蚀过程中钴的溶解动力学及铜、钴、镍的溶解机理

研究了锈蚀过程中的搅拌速度、起始酸浓度、氧分压、温度等因素对海洋锰结核还原熔炼合金中钴溶解速度的影响，得出了钴溶解的动力学方程：ｄＣ／ｄｔ＝Ｋｖ（１．５）此外还讨论了合金中铜、镍、钴在锈蚀过程中的溶解机理。

个旧锰结核矿床地质地球化学与成因初步研究

个旧锰结核矿床产在锡石-多金属硫化物矿田顶部的第四系砂锡矿之中。从矿床地质产状、化学组成、微量元素、稀土元素、矿物组合等方面进行了讨论,认为个旧锰结核属于异地海相成因,后经搬运沉积在第四系砂锡矿之中;与中太平洋海山CAD19锰结核的物质组成和微量元素进行对比,表明个旧和CAD19锰结核有相类似的稀土模式,相对富集轻稀土,并出现明显的Eu负异常和Ce的正异常。

深海锰结核——核形石的新类型

对东太平洋深海锰结核用偏光显微镜、扫描电镜和透射电镜进行了研究。结果表明其由核心和叠层石包壳组成,具有核形石特有的结构和构造。因此,深海锰结核是一种锰质核形石。根据包壳中叠层石的种类,东太平洋锰质核形石可分为两种类型:一种表面光滑,内部致密,包壳主要由微小叠层石组成;另一种表面呈瘤状,内部疏松,包壳主要由奇异叠层石组成。透射电镜研究表明,锰质核形石的建造者是纳米级超微生物。其中微小叠层石(Minima)是由中华微放线菌(Miniactinomyces chinensis sp.nov.)建造的;奇异叠层石(Admirabilis)是由太平洋螺球孢菌(Spirisosphaerospora pacifica sp.nov.)建造的。

几种土壤中铁锰结核的重金属离子吸附与锰矿物类型

土壤与水体中的锰氧化物对某些重金属离子有强烈的富集作用 ,本研究表明我国几种土壤铁锰结核中锰氧化物的重金属离子 (Pb、Cu、Zn、Co、Ni和Cd)吸附量占结核吸附这些离子总量的 60 %～ 1 0 0 %。结核中所含锰矿物类型不同 ,对重金属离子吸附的能力不一样。山东砂姜黑土中含钙锰矿和锂硬锰矿 ,其锰氧化物的重金属离子吸附量最高 ;其次是湖北黄棕壤和黄褐土中铁锰结核的锰氧化物 ,它们为锂硬锰矿与水钠锰矿组合 ;吸附量最低的是湖南红壤中铁锰结核的锰氧化物 ,它们仅为锂硬锰矿。上述几种锰矿物构造上的差异和结晶程度不同是导致不同土壤铁锰结核中锰氧化物吸附重金属离子量不一样的重要原因。Co2 +在吸附过程中被氧化及试样中氧化锰含量和Mn(Ⅳ )百分率不同也是影响其铁锰结核中Co吸附量变化的原因。

黎塘岩溶区土壤铁锰结核的地球化学特征研究

对黎塘岩溶区土壤铁锰结核的地球化学特征研究表明:与土壤相比,铁锰结核的化学组成中仍以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主,但Fe2O3的含量明显增加,成为铁锰结核中含量最多的氧化物,MnO含量也有一定程度增加,它们富集系数分别为5.19和3.40;铁锰结核对重金属具有明显的富集效应,其富集顺序为Cr()>Pb>Co>Zn>Ni>Ba>Li,它在土壤中的含量受成土母质及浅层地下水活动的影响。元素的相关分析及因子分析表明,铁锰结核在形成过程中还具有成核富集效应、专性吸附效应和成核易淋溶效应。

几种土壤铁锰结核对Cr(Ⅲ)的氧化特性(Ⅰ)——氧化锰矿物类型与吸附态离子的影响

用X射线光电子能谱、氧化还原平衡等技术 ,研究了我国几种土壤铁锰结核对Cr(Ⅲ )的氧化特性 .结果表明 :供试土壤铁锰结核中的锰为 + 3、+ 4价态 .黄棕壤 (N2 1)、黄褐土 (N4 1)、砂姜黑土 (N5 1)铁锰结核中氧化锰矿物对Cr(Ⅲ )的最大氧化量分别为 6 2 7 1、72 3 6、478 6mmol kg(MnO2 ) ,其中水钠锰矿 锂硬锰矿组合对Cr(Ⅲ )的氧化量比钙锰矿 锂硬锰矿组合的大 ;对Cr(Ⅲ )的氧化百分率随Pb吸附量的增加而降低至稳定 ,随Cd、P离子吸附量增大的变幅较小 .土壤铁锰结核中的氧化锰矿物对Cr(Ⅲ )的氧化量与氧化锰矿物类型、锰的价态。

南海东北陆坡区铁锰结核的特征和成因

对取自南海东北陆坡区的铁锰结核成分进行了X射线衍射、中子活化和电子探针研究。结核的组成矿物有δMnO2、针铁矿、水针铁矿、石英、斜长石、角闪石、钾长石、伊利石和白云母等。铁锰成分变化较大:Fe为7 1%～16 0%;Mn为5 8%～7.7%。Cu、Co、Ni、Pb含量低,分别为0 04%～0 06%、0 11%～0 15%、0 02%～0 03%和0 05%～0 07%。Mn/Fe比值为0 7。铁锰结核从内壳层向外壳层含铁量逐渐增加,Cu、Ni含量波动降低,反映在其形成过程中受到沉积环境波动、陆源碎屑物供给增加和Mn、Cu、Ni、Co元素来量变化的影响,具有典型边缘海水沉积成因铁锰结核的特征。

太平洋中国开辟区锰结核生物成因研究

本文对叠层石(微小叠层石与奇异叠层石)及其建造者(中华微放线菌与太平洋螺球孢菌)在结核中显示的规律性特征,叠层石纹层与超微生物生长,主要锰矿物及Fe、Mn元素与叠层石类型之间关系以及超微生物直接成矿等作了深入研究。结果表明:锰结核中叠层石柱体一般都显示出纹层、纹层组与纹层带3个级别的生长韵律,明层菌丝体密集,暗层菌丝体稀疏;两种叠层石类型与超微生物化石种存在着良好的对应关系;主要锰矿物含量变化与叠层石类型密切相关;叠层石柱体内Fe、Mn元素分布比柱间空隙具有明显的规律性,且营养菌丝矿化程度比生殖菌丝强;超微生物的生化作用与沉积粘附作用直接造成了结核中Fe、Mn元素的富集,而全球性大气候与洋底微环境的周期性变化,影响了微生物生长的兴衰,导致了明暗相间纹层的交替出现。我们认为,叠层石纹层显示的韵律性特征,是任何胶体化学作用与沉积作用难以形成的,只有微生物群体的世代繁衍,才能构筑成几乎固定不变的叠层石柱体形态。上述研究成果,进一步确立了大洋锰结核的生物成因观点。

东太平洋锰结核中叠层石纹层周期信号的谱分析及其意义

利用光学显微镜对一取自东太平洋的光滑型锰结核中的叠层石纹层进行分级统计,得到纹层带、纹层组和纹层对的韵律周期分别约为500μm、50～42.8μm和11～9.0μm。利用电子探针线扫描分析获取了锰结核磨光面上一生长剖面(长0.7mm)的Si、Al、Fe、Mn元素的含量变化序列,运用功率谱分析方法识别出上述4种元素序列具有111.3μm、46.5～40.6μm、24.9～28.1μm、23.1～23.9μm和11.7～13.4 μm的显著振荡周期。除了纹层带周期由于受剖面长度限制没有出现外,显微镜下统计得到的叠层石的纹层组和纹层对周期在元素序列的功率谱分析结果上均得到了反映。通过对锰结核生长速率的讨论,认为锰结核的纹层韵律很可能与地球轨道参数的周期性变化有关,纹层组周期可能对应地球轨道的黄赤交角变化周期,纹层对周期可能对应地球轨道的半岁差周期,所研究剖面叠层石的生长速率约为1.134mm/Ma。

苯酚或苯胺还原浸出大洋锰结核的机理研究与验证

在酸性介质中，大洋锰结核可以被苯胺、苯酚很好的还原浸出，在该氧化还原反应中苯胺、苯酚可被氧化为对苯醌。这一机理为ＴＬＣ、ＵＶ－ＶＩＳ、ＩＲ分析手段所证实。实验表明，大洋锰结核的氧化能力强于纯的ＭｎＯ２，苯胺的还原性强于苯酚。

云贵高原红土性风化壳定年对象——锰结核的基础研究

以野外剖面调查为基础,结合物理学、地球化学、矿物学和同位素年代学手段和方法,对云贵高原红土性风化壳中可资定年的对象———锰结核的产出状态、内部构造、地球化学特征、矿物组成及锰结核全岩的40K/40Ar定年进行了探索性研究,为解决我国风化壳的发育年龄奠定基础。研究结果表明:锰结核的形成晚于其赋存介质(风化壳)的生成;在风化壳中,锰结核的内部构造以(准)同心圆状构造为主;结核形成过程中发生了MnO和Fe2O3的富集,其中以MnO的富集较为显著;并且Fe、Mn分布具有较明显的负相关关系;锰结核中K2O含量明显高于CaO、MgO及Na2O,但K和Mn不存在明确的相关关系;结核中次生锰氧化物的主要存在形式为锰钡矿;锰结核的全岩40K/40Ar定年结果是一混合年龄,其不具有明确的地质意义;造成这一结果的主要原因在于锰结核是由不同时期、多种矿物构成的复杂集合体。

我国几种土壤铁锰结核中的锰矿物类型

用X射线衍射和化学选择溶提技术研究我国几种土壤中铁锰结核的锰矿物类型的结果表明：供试土壤铁锰结核都含有锂硬锰矿，除山东钙积潮湿变性土以钙锰矿占优势外，其它样品中的锰矿物均以锂硬锰矿为主，结晶程度较高；湖北武汉和枣阳的粘磐湿润淋溶土的铁锰结核含有钠水锰矿和羟水锰矿；湖南宜章富铝湿润富铁土、湖北粘磐湿润淋溶土和山东钙积潮湿变性土的铁锰结核中有钡硬锰矿；湖南桂阳富铝湿润富铁土的铁锰结核中检测出少量的铅锰矿。土壤铁锰结核中锰矿物类型与相应土壤条件下的土壤母质、PH值、阳离子类型与数量等土壤条件相一致。

深海锰结核作生物固定化载体处理染料废水

用深海锰结核作生物固定化载体，在气升式反应器内进行广对比实验．结果表明：结 核作固定化载体处理废水，可有效地降低废水中的化学耗氧量（ＣＯＤ）、生物耗氧量（ＢＯＤ）、固体 悬浮物（ＳＳ）、色度等，并可打开难降解的苯环． 固定化微生物脱色机理是载体吸附和细菌降解 双重作用．处理后的污水可作为Ｊ１３ 菌的有效营养和碳源，作为微生物浸出深海锰结核中有价 金属的培养基．固定化微生物在染料废水处理中有实用价值．

东太平洋铁锰结核区微生物的丰度及其成矿作用研究

于1994年4－11月在东太平洋铁锰结核勘探区，随向阳红09号船，采集了39个表层沉积物、12个上覆水和7个结核样。在现场用平板法测定了异养细菌和铁、锰细菌丰度，用稀释法（MPN法）测定硫酸盐还原菌丰度。在实验室对船上带回的异养细菌和锰细菌进一步纯化分离，进行了12项生化试验，参照伯杰氏手册第八版鉴定至昆。为了探讨微生物在大洋成矿过程的作用，使用分光光度法，测定锰细菌对锰、铁离子的转化作用和不同培养温度对转化作用的影响。结果表明，在微生物丰度方面，沉积物中异养细菌的丰度在3－9500cell／g；锰、铁细菌的丰度在1×10°－103cell／g；硫酸盐还原细菌的丰度分布范围在0－4000cell／g。在上覆水和结核样中各类细菌的丰度均较低，比沉积物样低1个数量级。在细菌的菌属组成与近海区相比存在一定的差异，特别是在革兰氏阳性菌的组成上微球菌占了绝对优势。在成矿作用方面，锰细菌对锰、铁氧化还原的实验结果表明，在好氧的条件下，锰细菌使可溶性的Mn2+氧化为Mn4+,其氧化速度与环境温度存在密切关系；锰细菌对铁的氧化速度比对锰的氧化速度来得快。在厌氧的培养条件下，锰细菌能将高价铁还原为低价铁，而且使培养液的pH明显降低。

南海北部铁锰结核成因及元素的赋存状态

为了解南海北部不同海域铁锰结核中常微量、稀土元素的赋存特点及其富集机制,采用化学淋滤法提取南海北部上陆坡、下陆坡、深海盆3个区域铁锰结核的碳酸盐相、铁锰氧化相、残渣相组分,测定了常微量元素、稀土元素含量,揭示了不同相的元素赋存状态及其意义。Fe-Mn-(Cu+Co+Ni)判别图表明,上陆坡铁锰结核属于与冷泉流体相关的水成成因类型;下陆坡区和深海盆的铁锰结核形成环境相似,属于典型的水成成因类型。结核中K、Ca、Na、Mg、Sr主要富集在碳酸盐相,Fe、Mn、Ni、Cu、Zn、Pb主要赋存在铁锰氧化物相,Al、Ti和Mo主要出现在残渣相。常微量元素赋存状态变化受多种因素影响,钙质生物生产力的强弱和钙质生物碎屑的稀释作用是影响铁锰结核中碳酸盐相态元素变化的重要原因。铁锰结核的稀土元素主要富集在铁锰氧化物相,其次在碳酸盐相,而在残渣相的相对含量极少。不同海区铁锰结核稀土元素进入碳酸盐相的成因和机制基本相似,下陆坡和深海盆铁锰结核残渣相稀土元素配分模式相似,而与上陆坡铁锰结核的明显不同,残渣物质的来源、结核生长环境的氧化还原状态差异是主要影响因素。研究成果可为深入研究铁锰结核的元素迁移与转化、成矿作用与成矿物质来源及其相关的沉积环境、资源潜力评价等提供重要的基础资料。

甘孜—理塘结合带锰结核的发现及其地质意义

在甘孜—理塘结合带内理塘县中木拉乡附近发现锰结核。通过地质填图和综合研究,该锰结核产于结合带内瓦能蛇绿混杂岩组中的黑色粉砂质板岩中。其沉积层序为玄武岩→硅质岩→含锰结核粉砂质板岩。锰结核主量元素具有高Mn、低Fe、Si、Ca的特点,其中Mn含量为42.19%,高出大洋锰结核平均值1.83倍,Mn/Fe值较高,达8.1。锰结核中除Cr高于大洋锰结核平均值2～7倍外,多数微量元素低于大洋锰结核平均值。稀土元素具有较明显的Ce正异常,稀土总量、轻重稀土分异程度、Eu异常特征与混杂岩中的砂岩、硅质岩近似,而与玄武岩差别较大。该锰结核产出于大陆边缘构造环境,火山活动微弱,代表甘孜—理塘洋扩张到最大程度时的沉积。其时甘孜—理塘洋规模仍是有限的。

黎塘岩溶区铁锰结核背景下的土壤诊断

对黎塘岩溶区铁锰结核背景下的土壤进行了诊断分析。结果表明:①土壤呈中性,A层土壤有机质、阳离子交换量(CEC)、全氮、有效氮、全磷、有效磷、全钾含量及养分等级普遍高于B层,全钾、有效磷养分等级均为Ⅰ,属甚缺乏,已成为土壤养分限制的主要因子;②与广西土壤元素背景值相比较,A层土壤重金属元素Cr(Ⅵ)、Pb、Co、Zn的含量偏高,Ni、Cu的含量偏少;B层土壤重金属元素Cr(Ⅵ)、Pb、Zn、Co、Ni的含量偏高,Cu含量偏少;土壤重金属污染评价结果说明A层土壤重金属污染因子为Cr(Ⅵ)、Pb、Co和Zn,对应污染等级为中污染、轻污染、轻污染和轻污染;B层土壤重金属污染因子为Cr(Ⅵ)、Co、Pb、Zn和Ni,对应的污染等级为中污染、中污染、轻污染、轻污染和轻污染;A、B层土壤综合污染等级均为中污染。