中太平洋海山多金属结壳的成矿特征

根据我国大洋多金属结壳的调查资料并结合其他相关的研究结果 ,对中太平洋海山区多金属结壳的类型、产状、成分、结构、分布等成矿特征进行了初步的研究 .结果表明 ,中太平洋海山区富钴结壳广泛发育 ,但成矿特征较大地受地形、水深、基岩类型等成矿环境因素的影响与制约 .

南海尖峰海山多金属结壳地球化学

南海尖峰海山多金属结壳富含30多种元素,其锰铁矿物主要由钡镁锰矿,δ-MnO_2和FeOOH·xH_2O组成。与其它海区的结壳相比,尖峰海山结壳富含Cu、Ni、Ba、Zn、Pb等元素,而Co、Ti、稀土元素(REE)、Sr等元素相对较贫。研究表明,HREE亏损,具明显的Ce正异常,较明显的Tb正异常和Yb负异常。这是氧化弱碱性海洋环境所致。结壳是水成作用的产物,它的形成受南海独特的古海洋环境所控制,海底火山热液作用,可能也是影响因素之一。

中太平洋多金属结壳的地球化学特征

采用XRF和ICP AES法对中太平洋CA等 6座海山的 4 0多个站位的多金属结壳中化学元素进行测试与分析 ,并结合其他资料对调查区结壳主要成矿元素的含量组成、特征变化、元素间的相关关系以及结壳与水深、地形等重要环境因子进行探讨 .研究表明太平洋海山结壳中元素丰度特征具有多种变化类型 ,中太平洋结壳主成分和成矿元素丰度明显高于马绍尔群岛 ,而与西北太平洋、麦哲伦海山相近 ;中太平洋结壳化学元素相关关系分析表明 :Ca与P、Al与K呈显著正相关性 ;Mn与Al呈显著负相关性 .研究还发现中太平洋结壳富Co(0 .6 3% )而贫Cu(0 .1 1 % )及高Fe(1 6 .9% )低Mn(2 1 .3% )的分布特征 ,与深海多金属结核在含量分布特征上存在较大差异 .与多金属结核相比 :结壳中Mn组元素含量显著降低 ,Fe组元素含量和稀土总量明显增大 ,尤其是Co和REEs的变化最为突出 。

南海多金属结壳(核)矿物组成及其元素地球化学特征

南海多金属结壳(核)相较于大洋富钴结壳及多金属结核,构造环境处于边缘海环境。因此在其生长过程中,大量陆源物质的输入不仅为南海多金属结壳(核)提供了充足的成矿物质,使其具有较大的生长速率,同时又对其埋藏和对海水中Co、Ni、Cu等金属元素起稀释的作用,抑制多金属结壳(核)的生长和对有用金属的吸附。此外,南海多金属结壳(核)

多金属结壳生长间断期与磷酸盐化事件的关系

磷酸盐化的发生会造成多金属结壳主要成矿元素的贫化,总体上抑制结壳的生长。磷酸盐化作用呈幕式在太平洋内发生,已有研究将其发生期次与多金属结壳中的磷酸盐化层位及其P、Ca等元素地球化学特征对应,为结壳的年代厘定提供证据。然而,由于磷酸盐化多次发生且在结壳多个层位中显现,首先需要厘定出较为可靠的多金属结壳年代框架,才能与磷酸盐化事件相互佐证。本研究通过定年范围较大,同时可以识别结壳中存在的生长间断的Co-Os法定年体系,为中、西太平洋6块多金属结壳定年,并参考肉眼识别的磷酸盐化矿化特征和地球化学特征佐证年代框架,同时分析磷酸盐化作用对结壳成矿的影响。39~34 Ma和27~21 Ma的两次大规模磷酸盐化期次全部对应多金属结壳的大规模间断期,而71 Ma、55 Ma和31 Ma等小规模磷酸盐化事件多数可在多金属结壳的层位和地球化学特征中识别,对应P和Ca百分含量的飙升和峰值特征。这一方面证实了磷酸盐化的发生整体抑制了结壳的生长,且具有广泛的影响范围和明确的时代区间,另一方面则佐证了多金属结壳年代框架的准确性。

中、西太平洋多金属结壳生长速率变化与制约因素

多金属结壳在不同生长区域、层位存在生长速率的差异,这在一定程度上反映了其生长条件的优劣,说明其受到了诸多海洋要素的制约.本研究在总结生长速率变化与结壳生长区域、年代和结构构造的关系的同时,分析生长间断发生与生长速率变化的关系,并尝试对多金属结壳生长环境条件的转变进行探讨.多金属结壳的生长速率随采样海山区位置由东向西(莱恩海山区—麦哲伦等海山区)、结构构造由致密到疏松再到较致密和生长期由老到新由高至低变化.最低含氧带之下合适的深度、较强的氧化性、较丰富的陆源物质供给和海洋中较高的碳酸钙溶解率有利于结壳的生长,使其具有较大的生长速率.多金属结壳生长间断的发生对应3种生长速率变化情形:①在生长速率由低升高前,主要对应65~60 Ma的间断期,此时水动力条件不佳,结壳因生长环境过差而间断,由差转好时复生长;②生长速率由高转低时,主要对应51~42 Ma和40~35 Ma的两次间断期,此时气候回暖同时陆源风尘供应水平较低,结壳在生长环境变差时间断,稍好时复生长;③生长速率持续偏低时,对应28~18 Ma的间断期,此时大洋CaCO3溶解率持续偏低,结壳在长时间较差的生长环境中断续生长.

低水平放射性测量技术在大洋多金属结核与结壳研究中的应用

大洋多金属结核与结壳含有丰富的 Mn、Fe、Cu、Co、Ni等金属元素和稀土元素 ,是极为重要的矿产资源。结核与结壳中富集的长寿命放射性核素记录了自身形成过程和古海洋环境的演化 ,通过测量其中的放射性核素含量可以研究结核与结壳的生长速率、翻转时间及其与环境的关系。由于进行多金属结核与结壳研究测量样品的量较少 ,其中的放射性核素含量很低 ,所以要用低水平放射测量方法完成分析测量工作。本文介绍以上几方面的内容。

多金属结壳Os同位素组成区域性和阶段性偏高异常

Os同位素地层法可以得到包含生长间断期的分辨率较高的结壳年代框架,相对传统定年方法具有更优的发展前景.在比对多金属结壳分层Os同位素组成曲线与大洋海水标准曲线从而为多金属结壳定年的同时,研究标准曲线的区域性特征及其与壳源、幔源物质供应的关系.依据比值和趋势贴合原则,得到的多金属结壳生长期包括80~75 Ma、70~65 Ma、60~50 Ma、42~40 Ma、35~28 Ma、15~10 Ma、8~0 Ma.在中、西太平洋地区,麦哲伦和马绍尔海山区结壳Os同位素组成测定值与标准曲线形态和取值贴合良好,而马尔库斯威克和莱恩海山区结壳测定值虽与标准曲线趋势较为贴合,但分别在7 Ma以来和33 Ma以前相对标准曲线取值异常偏高.这种异常偏高现象的出现与2个海山区进、出盛行西风带和赤道信风带的过程有关,结壳在处于风带时接收到风力输运的美洲和亚洲陆源风尘物质,使得其记录的Os同位素组成相对标准曲线偏高.

太平洋麦哲伦海山区Roskomnedra平顶山地质构造特征与含矿性

1981年，法、美科学家用“太阳号”科考船在太平洋中部开展的工作，开始带动对海底山和平顶山富钴铁锰结壳的调查研究热潮。D．J．Frank等人关于多金属结壳适宜作为钴矿开采的观点，以及钴矿价格急剧增长引起的一系列政治问题就发生在这之前。