南海铁锰结核(壳)的稀土元素地球化学

于1987年5—6月间,中、西德在南海进行地球科学调查,获得5个铁锰结壳、6个铁锰结核样品。本文在利用X荧光法测定15个稀土元素的基础上,对南海铁锰结核(壳)的稀土丰度、配分模式与伴生元素的关系以及稀土的来源作了较为详细的探讨。研究表明,南海铁锰结核(壳)的平均丰度为1625×10^(-6),铁锰结核为2167×10^(-6),分别要比太平洋结核高1—2倍,比太平洋北部沉积物高3—4倍,比南海沉积物高10—20倍;结核和结壳的稀土经球粒陨石标准化后的配分模式基本相同,Ce正异常,Eu亏损不明显;与伴生元素、沉积物及岩石稀土对比研究表明,结核(壳)中稀土主要来自南海中酸性岩类风化、淋漓后缓慢沉积。

南海铁锰结核(壳)的元素地球化学研究

本文利用南海11个铁锰结核(壳)样品的化学分析资料,研究了铁锰结核(壳)中Fe,Mn,Cu,Co,Ni,Pb,Zn,Cr,K,Na,Ca,Mg,Si,P,Al,Ti,Sr,Ba及∑REE的元素地球化学特征。结果表明:(1)铁锰结核(壳)以高Fe,∑REE,低Mn,Cu,Co,Ni等元素为主要特征;(2)铁锰结核(壳)中Fe,Mn间无明显相关,而Fe与∑REE,∑Ce,∑Y呈弱的正相关,Mn与∑REE,∑Ce,∑Y呈明显的正相关,结壳中Fe,Mn与Si,Al,Cu+Co+Ni呈负相关;(3)结核(壳)中Mn/Fe与Cu/Ni,Ce/La呈负相关,Mn/Fe主要受Mn控制;(4)结核(壳)中Fe,∑REE等元素主要来自南海陆源中酸性岩类的风化、淋滤和沉积。

杭州湾及其邻近海域沉积物中Fe、Mn、Ca、Mg的地球化学研究

本文通过对杭州湾及其邻近海域29个站位的表层沉积物化学、粘土矿物及碎屑矿物资料的分析,详细研究了开放型海湾沉积物中Fe、Mn、Ca、Mg元素地球化学特征。研究表明,1)与同类型海湾相比,杭州湾显示高Fe、Mn、Mg低Ca的特点。表明物质来源丰富,而生物作用较弱;2)Fe、Mn主要来自长江和钱塘江径流搬运,受粘土控制。Mg主要来自粘土对海水中Mg^(2+)的吸附,同时受上覆水盐度的影响;3)北区元素间关系明显的比南区强烈,表明南区物质来源较北区复杂;4)主断面沉积物中Mg/Ca由河口向海洋增加,并与有机碳呈明显的正相关,显示杭州湾及邻近陆架区可能发生着原始碳酸盐(钙)白云岩化的反应。

太平洋北部铁锰结核富集区沉积物的元素地球化学特征

本文对太平洋北部铁锰结核富集区沉积物的元素地球化学作了较为详细的研究。因子分析提供的信息表明,元素的分布主要受三个因子控制:(1)粘土及Fe、Mn氧化物水化物胶体的吸附作用;(2)生物化学作用过程有关的自生沉积作用;(3)海底页岩风化及附近海区的火山喷发作用。元素的来源:(1)Fe、Mn、Cu、Co、Ni、Zn、Cr、Cr、Mg、Al、Ti、K共生,主要来自粘土吸附;(2)C_(有机)、N、Sr、Na及Si、Ca、Sr主要来自生物化学过程沉积;(3)Pb主要来源于岩石碎屑(火山喷发碎屑)。

太平洋北部铁锰结核富集区沉积物和间隙水中Fe,Mn,Ca,Mg的地球化学

本文利用太平洋北部铁锰结核富集区(富集度1.1—22.0kg/m^2)7个柱状样的沉积物和间隙水资料,详细探讨了其Fe,Mn,Ca,Mg的地球化学特征。结果表明:(1)沉积物中Mn明显的比河口、陆架及贫结核洋区富集,而Fe则与河口沉积物相接近;(2)沉积环境不同,沉积物和间隙水中元素的垂直分布和进入间隙水的途径不同;(3)沉积物中Fe,Mg主要来自粘土吸附,Ca来自生物化学作用沉积,而Mn则可能通过河口、陆架及半深海沉积物次表层Mn的迁移、生物化学及附近海底火山作用而富集;(4)由于钙、硅软泥区生物作用强烈,使间隙水中Mn^(2+)/Fe^(2+)比值明显的比钙质软泥和褐色粘土区大,这在某种程度上支持了结核中Mn组元素的沉积物来源。

杭州湾及其邻近陆架区沉积物中有机碳、氮、磷和硅的地球化学

本文通过对杭州湾及其邻近陆架区29个表层沉积物样中有机碳、全氮、全磷和全硅的资料分析,及与水文、地质、矿物等资料的对比研究,详细地探讨了研究区沉积物中有机碳、全氮、全磷和全硅的含量分布、来源及地球化学特征。

杭州湾及其邻近陆架沉积物中某些主要元素的地球化学特征

本文对杭州湾及邻近陆架沉积积物中P、C、N、Fe、Mn、Ca、Mg、Al和Si等主要元素的地球化学特征进行了详细的探讨,指出了作为开放型(喇叭型)海湾的元素分布特征及其控制因素。因子分析提供的信息表明,元素主要受4个因素(生物作用、粘土吸附、陆源排水和沿岸岩石风化)控制。

北太平洋铁锰结核富集区沉积物和间隙水中重金属元素地球化学

对北太平洋28个相对富集铁锰结核的沉积物和间隙水中重金属元素(Cu、Pb、Zn、Cr、Co、Ni)地球化学研究表明:沉积物中重金属元素明显的比陆地土壤、河口、陆架及贫结核洋区的沉积物富集,并与沉积物类型密切有关;沉积物中元素的赋存状态不同,进入间隙水的途径不同;由于Cu、Co的生物作用大于Zn、Ni,使沉积物中 Cu/Zn、Co/Ni比值由钙质软泥—钙、硅软泥—硅质软泥—褐色粘土升高。

长江口及邻近陆架区沉积物和间隙水中铁及其与细菌的关系探讨

本文通过对长江口及邻近陆架区12个站位的柱状沉积物、间隙水和细菌资料分析,指出了研究区沉积物和间隙水中铁的分布特征,并与细菌、地质资料对比研究、从生物地球化学角度对间隙水中铁的来源及其控制因素作了初步探讨。资料研究表明,沉积物中铁主要赋存于细粒沉积物中,腐植酸中铁由河口向陆架减少。间隙水中铁主要来自沉积物中高价铁,在弧菌科(Vibrionaceae)和假单孢菌属(Pseudomonas)细菌的媒介下,参加了沉积物中某些有机物的降解反应,接收了有机物的电子后被还原,其含量和分布主要受控于参加媒介作用的细菌。

太平洋北部铁锰结核中重金属元素的分布、来源及其与沉积环境的关系

通过对太平洋北部26个站位结核中重金属元素的分析结果与相对应的上覆水、间隙水、沉积物及生物资料的对比研究表明:结核中重金属元素的分布可明显的分为三组:Cu, Zn, Ni为Mn组(第一组),Pb, Co为Fe组(第二组),Cr为第三组;不同组元素的来源明显的不同,但随着结核所处的沉积环境以及生物作用的强度不同,同组元素的来源又有差异,这可能导致形成的结核类型不同。从而本文提出,太平洋结核的形成,并不是单一的沉积机制或生物机制,而是包括上述机制在内的生物地球化学机制。

太平洋西部深海沉积物中Fe、Mn、Mg地球化学

本文详细描述了取自太平洋西部7个岩心沉积物中Fe、Mn、Mg的分布、来源及地球化学特征。由于Fe、Mn、Mg的含量与火山碎屑矿物和沉积物类型有关,这对太平洋西部的沉积环境起着标志作用。

太平洋铁锰结核中Sr,Ti的分布特征及其来源

铁锰结核中Sr,Ti的平均含量为0.040%和0.64%并随着结核粒径变细而增加。Sr,Ti的分布规律相同,其含量随水深的增加而升高。

铁锰结核的红外光谱分析及其意义

由于大洋铁锰结核含有30多种有用的金属元素,是潜在的矿产资源,因而越来越受到人们所重视.关于铁锰结核的矿物组成,国内外学者已有大量的报道。尤其是Piper (1984),Usui(1979)、Burns(1977)等,他们根据各自的分析结果,指出了大洋铁锰结核中的锰矿物主要由1×10~9m水锰矿δ-MnO_2、7×10^(-10)m钠水锰矿及针铁矿组成。并从地球化学、沉积地球化学角度指出了上述矿物的可能成因。 然而,由于铁锰结核中锰矿物结晶程度很差和无定形性,用一般手工方法和仪器对单矿物很难分离和辨认。因此,用单一方法来确定某种结核的矿物组成及其相对含量就有一定的困难。为此,我们试用红外光谱分析结合X衍射、电子探针及化学分析结果,探讨红外光谱分析法应用于分析太平洋铁锰结核的矿物组成及结核中Mn含量的可能性。

太平洋铁锰结核扫描电镜及其微区分析

本文利用扫描电镜及能谱分析技术,对产自太平洋中、北部12个站位,不同类型的铁锰结核进行了详细的显微结构及其微区化学分析。结果表明,不同Mn/Fe结核的显微结结构和元素含量不同;在高Mn/Fe结核中发现有微体生物化石和铁锰细菌存在。作者提出,利用扫描电镜及能谱分析技术,可以对研究大洋铁锰结核的地球化学特征及其成因提供极其重要的信息。

长城湾沉积物中环境化学要素初探

本文对长城湾17个站的沉积样品作了10个环境化学要素的分析,数据经数理统计,结果发现,这些环境化学要素从湾内至湾口有很好的分布规律,反映出还原到弱氧化的沉积化学环境。这是在高寒地带强烈物理风化基础上,生物及生物化学因子参与和控制的结果。

太平洋北部铁锰结核与细菌关系的初步研究

本文通过对太平洋北部17个站位铁锰结核、间隙水、沉积物和细菌资料的初步研究表明:研究区铁锰结核中Mn主要来自间隙水中Mn^(m+)的扩散,而间隙水中Mn^(2+)主要来自沉积物中Mn^(4+),在细菌的媒介下,参加了沉积物中有机碳的矿化反应,接收了沉积物中某些有机物的电子后被还原。因而提出细菌在太平洋铁锰结核生长及形成过程中起了重要作用。

STATISTICAL ANALYSIS OF THE MATERIAL SOURCE AND THE MODERN SEDIMENTARY ENVIRONMENT OF THE FERROMANGANESE NODULES ENRICHED AREA OF THE NORTH PACIFIC REGION

The source of elements and the modem sedimentary environment of the ferromanganese nodules enriched area of the North Pacific region were analysed statistically and discussed in detail - Cluster analysis shows the area ’ s surface sediments are mainly brown clay and biogenic calcareous , calcsiliceous and siliceous ooze. Factor (principal component) analysis shows that the area’s trace elements (Fe . Mn.Cu】 Co.Ni 】 Zn , Cr . etc ) mainly come through adsorption of clay minerals and secondarily from authigenic sediments related to biochemical processes -

控制铁锰结核地球化学特征的主导因素研究——Ⅰ.铁锰结核的地球化学特征

本文通过对南海和太平洋中北部57个站位不同类型结核中某些常量、微量、稀土元素和结核的红外光谱、X衍谢、扫描电子显微镜、电子探针的资料分析,详细研究了铁锰结核的地球化学特征。结果表明,不同Mn/Fe的结核具有不同的地球化学特征。结核中Mn/Fe与结核的元素组分、矿物组成及结核的丰度、品位、生长速度及沉积环境密切有关。从而结核的Me/Fe可以作为划分铁锰结核类型的指标。

铁、锰在早期成岩过程中分离及其生物地球化学机制

本文通过对长江口及邻近陆架区沉积物、间隙水、上覆水和生物(细菌)的资料研究。指出了铁、锰在早期成岩过程中分离及其规律,并从生物地球化学角度阐述了这种分离的机制。

控制铁锰结核地球化学特征的主导因素研究—Ⅱ.不同Mn/Fe结核的形成机制

本文在前文研究的基础上,通过对不同Mn/Fe结核与相对应的沉积物(岩石)、间隙水、上覆水、生物(细菌)资料对比研究,从稀土元素地球化学、沉积地球化学、生物地球化学角度,详细研究了不同Mn/Fe结核的形成机制。结果表明,不同Mn/Fe结核形成机制不同,按其成因可分三类。