东菲律宾海多金属结核微区元素赋存特征及成因意义

多金属结核富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu和REY(稀土元素和钇)等元素,具有巨大的潜在经济价值。东菲律宾海结核由包壳和核部岩屑(或泥团)构成,其Mn、Fe、Co、Ni和Cu含量介于南海结核和大洋结核之间,但该区域结核的微区特征尚不清楚。本文基于微区元素分析,探究了东菲律宾海结核的元素赋存特征及其成因意义。结果表明,东菲律宾海结核总体为水成成因,主要形成于氧化环境。结核包壳主要由含δ-MnO_(2)的水成型富铁层(FeO平均为28.7%,MnO平均为21.9%,Mn/Fe值平均为0.93)构成,但边部存在薄层(<100μm)的成岩型富锰层(FeO平均3.41%,MnO平均52.6%,Mn/Fe值平均为17.5),富锰层具有高NiO(2.71%)和CuO(1.45%)含量。根据Co经验公式估算,富锰层可能形成于末次盛冰期(LGM)以来。本研究还发现,结核核部气孔状岩屑中存在成岩成因的富锰矿物,其MnO含量为22.5%~64.7%,FeO含量为0.46%~7.05%,Mn/Fe值为3.96~126。相比包壳中富锰层,核部富锰矿物NiO(1.25%)和CuO(0.5%)含量明显减少。此外,核部富锰矿物具有从纹层状到纤维状的变化,且随MnO含量(43.8%→56.1%)增加,CoO(0.55%→0.02%)、NiO(2.04%→0.88%)、CuO(0.62%→0.43%)含量反而降低,指示了矿物演化过程中,Co、Ni和Cu倾向于保留在纹层状富锰矿物中。