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不同成因的海洋铁锰氧化物沉积物中稀土元素的地球化学特征 总被引：1，自引：0，他引：1
测试了具代表性的成岩型结核和水成型结壳的稀土元素，以研究稀土元素在这两种成因的海洋铁锰氧化物沉积物的特征及其与成因的关系。稀土元素特征表明稀土元素没有参与成岩型结核的成岩作用。即没有加入到1nm水锰矿中去，而是加入到无定形铁的氧化物、氢氧化物中去。同样，稀土元素也没有直接参与水成结壳的水成作用，即没有加入到锰、铁的氧化物、氢氧化物中去，而是与钙、磷相关。推测在很大程度上是先沉淀在钙、磷相中然后才加入到水成结壳中。稀土元素在这两种类型的沉积物的分布与其成因密切相关。 相似文献
2.
南海多金属结壳(核)铁锰矿物/海水界面效应与成矿元素的富集 总被引：1，自引：0，他引：1
海底铁锰结壳和结核是重要的海底矿产资源,蕴含着丰富的金属元素并且具有巨大的经济价值。本文主要以南海多金属结壳（核）为研究对象,采用X射线粉晶衍射（XRD）、激光拉曼光谱、红外光谱分析（FTIR）以及X射线光电子能谱对铁锰矿物的矿物学和谱学特征进行了系统的分析和研究。粉晶衍射和拉曼光谱分析结果表明,南海多金属结壳的矿物组成为水羟锰矿、石英和长石,结核的矿物组成为钡镁锰矿、水羟锰矿、石英和长石,铁相矿物均为无定形铁氧化物/氢氧化物,并且锰相矿物和铁相矿物的结晶程度均较差。红外光谱分析结果显示多金属结核和结壳中的铁锰矿物具有大量表面羟基,这些含质子表面羟基官能团,可为海水中各成矿元素的络合提供丰富的活性位点。XPS分析表明多金属结核和结壳中铁锰矿物表面以Fe、Mn和O元素为主,其中Fe呈正三价态,Mn以正四、正三价为主,可能还含有少部分正二价态。对比南海多金属结壳（核）与太平海山结壳,南海多金属结壳（核）具有更为显著的表面羟基氧（-OH）含量,而太平洋海山结壳则以晶格氧（O2-）为主,表明太平洋海山结壳铁锰矿物结晶程度较南海多金属结壳（核）高。综合研究表明,在海底铁锰结壳和结核中（氢）氧化锰/铁矿物与海水之间界面效应对金属离子的富集机理主要有：（1）金属离子与矿物表面羟基进行络合反应,形成以配位键相连的羟基络合物,或与表面的质子交换生成稳定的内层络合物;（2）矿物的带电表面与金属离子通过静电作用形成双电层,生成外层络合物;（3）金属离子与矿物结构中的Mn、Fe离子同晶置换而成为结构阳离子。 相似文献
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选择了东太平洋赤道附近的系列成岩型铁锰结核(壳)样品,根据其中的矿物相的种类,利用化学上的相分析手段——选择性提取实验,借助晶体化学和矿物学手段对过渡金属元素Cu、Co、Ni、Ti和碱土金属元素Mg在成岩型铁锰结核中的地球化学特征进行了研究。结果显示,元素Cu、Co、Ni、Ti和Mg等元素在成岩型铁锰结核中的富集受这些元素在海水中的存在状态和结核中组成矿物这两方面因素的制约。成岩型结核中10-水锰矿结构的稳定性并不完全是由于其充分吸收了Cu、Co、Ni等过渡金属元素,碱土金属Mg对于10-水锰矿结构的稳定性起到了重要作用。 相似文献
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过渡金属元素Cu、Co、Ni在铁锰结核(壳)中富集的控制因素 总被引：7，自引：0，他引：7
在不同生成环境下生成的铁锰结核(壳)吸收不同的过渡金属元素。在成岩作用形成的铁锰结核中，Cu、Ni主要以锰相形式存在，而Co则以铁相的形式存在；在水成作用形成的铁锰结核(壳)中Cu、Co、Ni均以锰相的形式存在。这些过渡金属元素在成岩作用形成的结核中的存在与铁锰结核(壳)中锰矿物和铁的氧化物、氢氧化物的晶体化学特征密切相关，而在水成作用形成的铁锰结核(壳)中的富集与锰矿物和铁的氧化物、氢氧化物的晶体化。学特征关系不大。同时铁锰结核(壳)中锰矿物和铁的氧化物、氢氧化物又严格地受结核(壳)的生成环境的制约，因此，过渡金属元素Cu、Co、Ni在铁锰结核(壳)中的富集在一定程度上受结核(壳)生成环境的控制。 相似文献
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为探讨富钴结壳中矿物组成对稀土元素分布的制约,对约翰斯顿岛富钴结壳中矿物组成及稀土元素特征进行了研究。依据主要矿物组成,富钴结壳可以分为3种类型,分别命名为A、B、C。由A到C,水羟锰矿含量逐渐降低,B类中磷灰石含量最高,C类中水钠锰矿和钙锰矿含量最高。A类结壳中富集REE3+、Ce,B类结壳中富集Ce和Y。A类富钴结壳中,REE3+、Y以专属吸附的方式富集在铁氧化物上,Ce3+氧化成Ce4+与其他REE分离,吸附在锰矿物上。B类结壳中,稀土元素主要以独立矿物的形式存在,另有部分Ce、LREE3+吸附于铁相中,部分Y存在于磷灰石中。C类结壳中,稀土元素主要赋存在锰矿物中,部分Y存在于磷灰石中。 相似文献
6.
本文对采自东太平洋CC区的2块不同类型的铁锰结核及中太平洋麦哲伦海山的1块富Co结壳,采用XRD和ICP-MS(AES)等分析研究方法,进行了矿物地球化学的比较研究。结果表明:铁锰结核主要由水羟锰矿及钡镁锰矿组成,富Co结壳主要以水羟锰矿为主。与2块铁锰结核相比,富Co结壳总体上Cu、Al、Na含量较低而Co含量较高;两块不同类型的结核相比较,水成型铁锰结核的P、Ti含量较高,而成岩型铁锰结核的Cu、Ni含量较高。3块样品的稀土元素含量均较高,为(521.8~1 424.15)×10-6。REE分布型式总体呈平缓型,(La/Yb)N为0.72~1.01,并具程度不同的Ce、Eu正异常。经估算,富Co结壳的生长速率为1.92~4.24mm/Ma,水成型铁锰结核的生长速率为1.31~14.29 mm/Ma,成岩型铁锰结核的生长速率为11.24~76.32mm/Ma。并根据铁锰结核的化学成分变化推测了其生长环境的变化。 相似文献
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太平洋海山富钴结壳中铂族元素赋存状态与富集机理 总被引：2，自引：1，他引：1
通过选择性化学提取法,对太平洋采薇海山富钴结壳样品中铂族元素进行分级提取实验,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了铂族元素含量。赋存状态结果显示,富钴结壳中铂族元素在各个化学相态中富集比例从大到小依次为:铁氧化物相、残渣态、锰氧化物相、碳酸盐相、吸附态,未磷酸盐化新壳层和磷酸盐化老壳层中铂族元素都主要赋存于铁氧化物相中,其富集比例为59.26%～82.19%,残渣态中磷酸盐对铂族元素具有一定的富集能力,其富集比例为17.23%～35.37%。不同类型地质体中铂族元素的赋存状态结果,也证实了富钴结壳和海山结核中铂族元素富集主要受到铁氧化物相和残渣态的影响。太平洋海山富钴结壳中铂族元素的富集机理推测为铁氧/氢氧化物胶体粒子的吸附作用,使海水中PtC l24-离子被吸附到铁氧化物相中,从而使富钴结壳中铂族元素富集。 相似文献
8.
太平洋多金属结核中铁锰矿物分析及成因研究 总被引：12，自引：2，他引：10
铁锰矿物是大详多金属结核的重要组成,了解不同类型结核中主要铁锰矿物种类、形态、分布特点和结晶程度等,不仅有助于对锰矿物乃至多金属结核成因的研究,而且对选矿冶炼和资源的综合利用也具有现实意义.本文通过透射电子显微镜等多种手段综合分析与鉴定,指出多金属结核中主要铁锰矿物有钙锰矿、水羟锰矿、水钠锰矿、方锰矿、锰铁矿和针铁矿等.结晶程度普遍较差,钙锰矿结晶相对好于其他矿物,并在粗糙型结核中含量高,外层至核心含量稳定,变化小.水羟锰矿广为分布,但结晶差.铁矿物含量东区低于西区,结核外壳铁含量高于内核.锰矿物分布在叠层石柱体和纹层内,呈束状、纤维状和树枝状,与建造多金属结核的超微生物菌丝体形态一致.粗糙型结核是选冶的主要对象. 相似文献
9.
本文研究了海水中钼(Ⅵ)与粘土矿物(高岭石、蒙脱石)、水合氧化铁(赤铁矿、无定形氧化铁)和水合氧化锰(水锰矿、δ-MnO2)相互作用等温线,钼(Ⅵ)-粘土矿物体系所得是一种具有极大值的N-型等温线,钼(Ⅵ)-水合氧化物体系所得是具有一个拐点和两个台阶的“台阶型”等温线.这两类等温线在负离子交换吸附文献上均尚未见报道.N-型等温线的产生是因溶液中钼(Ⅵ)的复杂存在形式和负离子交换机理复合作用的结果.“台阶型”等温线的形成则是氧化物表面存在着几类能量不同的羟基分级交换吸附的结果. 相似文献
10.
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1×109m水锰矿δ-MnO2、7×10-10m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. 相似文献
11.
Said Tlig 《Marine Geology》1982,50(3):257-274
The REE distribution in size fractions of sediments and associated ferromanganese nodules from the Indian Ocean was studied. Bulk-sample patterns of sediments result from the combination of coarsest fractions depleted in Ce and fine fractions enriched in Ce. Ce depletion of the coarsest fractions is related to biogenic silica; on the contrary, REE distribution patterns of fine fractions are closely similar to those of associated ferromanganese nodules. The Ce excess in fine fractions is probably of continental origin, but it could also be derived from submarine weathering of volcanic glass or related to Ce oxydation in the marine environment. In fine fractions Ce is probably in its tetravalent state, hence it can easily be scavenged by fine clays and oxyhydroxydes. Trivalent REE can be incorporated in nodules, partly by occlusion of fine clays or oxyhydroxydes and partly by surface to surface transfer as was proposed by Ehrlich (1968). Comparison between REE patterns of fine-sized fractions, nodules and seawater also supported adsorption as a possible mechanism governing the incorporation of REE of sediments and nodules from seawater. Light REE are probably incorporated as oxyhydroxyde complexes, whereas heavy REE are markedly fractionated with increasing atomic number. This fractionation reflects the complexed form of the heavy REE in seawater. 相似文献
12.
ZHONG Yi CHEN Zhong GONZALEZ Francisco Javier ZHENG Xufeng LI Gang LUO Yun MO Aibin XU Antao WANG Shuhong 《海洋学报(英文版)》2018,37(7):41-54
Ferromanganese nodules and crusts contain relatively high concentration of rare earth elements(REE) and yttrium(REY),with a growing interest in exploitation as an alternative to land-based REY resources.On the basis of comprehensive geochemical approach,the abundance and distribution of REY in the ferromanganese nodules from the South China Sea are analyzed.The results indicate that the REY contents in ferromanganese deposits show a clear geographic regularity.Total REY contents range from 69.1×10~(–6) to 2 919.4×10~(–6),with an average value of 1 459.5×10~(–6).Especially,the enrichment rate of Ce content is high,accounting for almost 60% of the total REY.This REE enrichment is controlled mainly by the sorption of ferromanganese oxides and clay minerals in the nodules and crusts.Moreover,the total REY are higher in ferromanganese deposits of hydrogenous origin than of diagenetic origin.Finally,Light REE(LREE) and heavy REE(HREE) oxides of the ferromanganese deposits in the study area can be classified into four grades: non-enriched type,weakly enriched type,enriched type,and extremely enriched type.According to the classification criteria of rare earth resources,the Xisha and Zhongsha platform-central deep basin areas show a great potential for these rare earth metals. 相似文献
13.
东菲律宾海表层沉积物中元素的赋存状态 总被引：2，自引：0，他引：2
为了解东菲律宾海不同类型表层沉积物中元素的赋存状态,采用化学提取方法对有无新型铁锰结壳发育站位表层沉积物样品进行了分级提取及测试,不同类型表层沉积物中成矿和稀土元素的赋存状态总体一致,表明研究区表层沉积物形成于相似的地质和海洋环境中。成矿元素中Fe绝大部分赋存在残渣态中,Mn、Cu、Co和Ni则主要赋存在铁锰氧化物结合态中,稀土元素也主要赋存在这两个相态中,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态对重稀土元素优先吸附或具络合作用,引起重稀土元素的相对富集和铈的负异常,残渣态优先吸附轻稀土元素,导致轻稀土元素的富集和铈的正异常,火山物质则使表层沉积物残渣态表现出铕的正异常特征。同时,不同表层沉积物样品间也存在一定的差异,这与其局部形成条件——铁锰结壳发育与否有关。 相似文献
14.
Noburu Takematsu 《Journal of Oceanography》1979,35(1):36-42
Experiments of sorption of Mn, Co, Ni, Cu and Zn on manganese oxides, hydrated ferric oxide, Na-montmorillonite and treated red clay are carried out in connection with the mechanisms by which transition metals are removed from seawater in marine environments.The order of sorption affinities of transition metals for Na-montmorillonite, treated red clay and hydrated ferric oxide is Mn相似文献
15.
采用反相高效液相色谱分析法（RP-HPLC）研究了稀土元素铈（Ce^3＋）对雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）生长及虾青素积累的影响。结果表明，低质量浓度的Ce^3＋对微藻生长和虾青素积累均具有明显的促进作用，当Ce^3＋的质量浓度为0．1mgm时，对藻生长的促进效果最佳，细胞密度较对照组提高34％；当Ce^3＋的质量浓度为1mg/L时，虾青素质量分数可达到细胞干质量的3．2％，较对照组提高167％。此外，高质量浓度Ce^3＋的对雨生红球藻有抑制作用，当Ce^3＋的质量浓度高于40mgm时，红球藻的生长完全被抑制，虾青素质量分数也明显降低。 相似文献
16.
深海铁锰结核能有效记录海域内重大地质事件和气候环境信息,且富含多种金属物质极具资源潜力,因而广受关注。通过对帕里西维拉海盆西侧边缘中段海域内新发现的12个站位铁锰结核的地球化学特征研究,发现与全球主要成矿区内的铁锰结核相比,Mn及主要赋存在锰氧化物中的Ni、Cu、Mo的含量较低(分别为8.20%~25.24%、0.11%~0.54%、0.08%~0.31%和0.01%~0.03%),主要由铁的羟基氧化物吸附的Ti,以及还会与钙磷酸盐发生耦合置换反应的REY的含量较高(分别为0.45%~1.88%、0.04%~0.19%),含量中等的Co(0.06%~0.27%)在铁锰相物质和硅酸盐相内核中分散分布。样品REY的标准化配分模式显示出明显一致的Ce正异常和Y负异常。铁锰结核从海水中捕获的Ce^3+容易被氧化成难溶且不具有活性的Ce^4+,Y则在结核内存在形式不稳定,容易发生解吸,致使Ce和Y分别呈现出相对于其他REY逐步富集和亏损的特征。研究区形成时间较晚,铁锰结核生长发育的时间不足,且四周地形较高,缺乏与外界连通的水道,阻碍了诸如来自南极的富氧底层流的大规模进入。区域内结核样品主要为水成型,成岩成因组分的供给太低,降低了主要有用组分的含量。以上诸多因素可能会导致区域内的铁锰结核难以富集成矿。 相似文献
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Philomène A. Verlaan Author Vitae David S. Cronan Author Vitae Charles L. Morgan Author Vitae 《Progress in Oceanography》2004,63(3):125-158
Regional variation of Mn, Fe, Co, Ni and Cu in ferromanganese oxides (nodules and crusts) in the central south Pacific is related to primary productivity, oxygen minimum layer, and calcium carbonate compensation depth. The largely latitudinal influence of these environmental parameters on nodule and crust composition reflects their predominantly latitudinal variation. Primary productivity is the principal regional environmental control, influencing diagenetic enrichment of these elements in nodules through its effect, mediated by the CCD, on supply and concentration of labile organic matter vs. carbonate remains to the sediments. It influences hydrogenetic enrichment of these elements in nodules and crusts through its effect, mediated by the oxygen minimum layer (mainly in the case of crusts), on their export from surface waters.The elements’ varying susceptibility to being scavenged or organically bound influences the contrasting composition of diagenetic vs. hydrogenetic ferromanganese oxides, which is further influenced by depth. Hydrogenesis is the fundamental process governing nodule and crust formation, superimposed on which is diagenesis under specific circumstances; both are subject to intermittent interruption, diminution and augmentation by changes in environmental parameters. Application of regionally operative environmental controls locally explains local compositional variations and helps refine exploration criteria for economically viable nodules and crusts. 相似文献
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J. N. Pattan Ch. M. Rao A. A. Migdisov S. Colley N. C. Higgs L. Demidenko 《Marine Georesources & Geotechnology》2001,19(3):155-165
The rare earth element (REE) distribution in nine deep-sea ferromanganese nodules and their associated siliceous sediments from the Central Indian Ocean Basin (CIOB) have been studied to elucidate the REE relationship among them. Total REE concentration varies from 398-928 ppm in the nodules and 137-235 ppm in the associated sediments, suggesting two- to four-fold enrichment in the nodules compared to associated sediments. REE of nodules and their associated sediments show a positive correlation, suggesting REE are supplied from a common source such as seawater. The positive correlation between REE of nodules and sediments from the CIOB is contrary to the competitive scavenging of REE between nodules and sediment in the equatorial Pacific Ocean. REEs in the nodules are carried by Fe, P, and Ti, whereas in the sediment they are carried by P and Mn phases. A similar REE fractionation pattern with middle REE enrichment over heavy and light REE in both the nodules and their associated sediment suggest fractionation is independent of REE abundance and their carrier phases. 相似文献