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深海沉积物中的稀土资源是一种新发现的、潜在的海底稀土资源.对太平洋中部重力活塞取样获得的90个深海粘土样品的矿物组分、常量和稀土化学分析结果进行了系统分析,并与中北太平洋以及西北太平洋南鸟岛附近海域深海沉积物稀土元素地球化学特征进行了对比.研究结果表明:太平洋中部深海粘土以富含沸石、富P及富REY为特征,其碎屑矿物中含有较多的鱼牙骨,其P2O5与CaO之间、P2O5、CaO与∑REY之间呈良好的正相关关系;其稀土分布模式表现为明显的Ce负异常、一定程度的重稀土元素富集和Y正异常.太平洋中部深海粘土REY富集的主要原因是深海粘土中含有过量的磷酸盐组分,推测过量的磷酸盐组分是由于深海粘土中鱼牙骨碎屑的加入引起的.在北太平洋海域,未受到热液活动影响的条件下,富REY的深海沉积物的稀土元素富集机制具有统一性和普遍性,可以归纳为深海沉积物中高REY磷酸盐的混入作用. 相似文献
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赋存于深海沉积物中的稀土资源是一种潜在的稀土资源。对太平洋中部30个重力活塞柱状样中的1 275个深海沉积物样品的常量、稀土化学分析数据进行了系统研究。在涂片鉴定的基础上,采用Ca O和Al2O3含量把太平洋中部深海沉积物划分为钙质软泥类沉积物、硅质软泥类沉积物、深海黏土类沉积物三种成因类型;这三种类型沉积物的稀土分布模式相似,表现为明显的Ce负异常,一定程度的重稀土元素富集和Y正异常,深海黏土类沉积物的ΣREY明显偏高。采用主要元素(包括Ca O/P2O5比值)与REY的关系图可以有效地判别不同成因类型沉积物的混合状况。太平洋中部富P、富含沸石的深海黏土类沉积物是最有利的富REY的深海沉积物类型。太平洋中部深海沉积物REY富集的主要原因是由于深海沉积物中混入了过量的(鱼牙骨碎屑状)磷灰石组分,而钙质生物组分和硅质生物组分的加入对REY含量起了明显的稀释作用。 相似文献
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中国最近几年对中北太平洋海域开展了系统调查,在中太平洋海盆新发现了稀土含量高达2000×10~(-6)的富稀土泥。深海泥样品稀土与各主要氧化物相关图解中,∑REY与P_2O_5含量始终保持良好的相关性。在太平洋各沉积物柱状样中,∑REY随着P2O5变化非常敏感。如果将P_2O_5含量高于0.25%的样品剔除,深海泥的∑REY不高于400×10~(-6),指示了磷对稀土元素的控制。海洋磷酸盐能够继承海水的负Ce异常及高Y/Ho比值特征,深海泥样品具有相似特征,且表现为稀土含量越高,其稀土配分模式越接近磷酸盐。酸淋滤实验显示,滤液中萃取出大部分的P及∑REY,且∑REY与P含量具有良好的正相关关系。无论∑REY高低,滤液稀土配分均呈现出显著的负Ce异常;而难溶残留物的∑REY普遍较低,且无负Ce异常特征。根据12组滤液中PO_4~(3-)与∑REY,估算出深海泥中的磷酸盐具有的∑REY含量范围为9495×10~(-6)~28287×10~(-6),这与深海泥中生物磷灰石的稀土含量和稀土模式均吻合。综上所述,我们认为深海泥中的磷酸盐主要以富稀土磷酸盐的形式存在,其稀土含量远高于深海泥中的铁锰氧化物和铝硅酸,因此磷含量的变化对于深海泥的稀土含量和模式影响至关重要。相较于碳酸盐沉积环境下容易形成贫稀土的磷块岩,深海环境下的化学沉积以及有机P的成岩作用容易形成富稀土磷酸盐。 相似文献
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太平洋深海沉积物富含稀土元素(∑REY,REE+Y),稀土含量达到或超过中国南方离子吸附型稀土矿品位。富稀土沉积物类型主要为远洋黏土和(含)沸石黏土。为了解富稀土元素深海沉积物的物质来源及其对稀土富集机制的影响,本文对中、西太平洋远洋黏土和(含)沸石黏土分别进行了全岩和黏土组分(2μm)的元素地球化学、Nd同位素及黏土矿物研究。结果表明,沸石黏土的∑REY最高,远洋黏土次之;全岩及黏土组分的∑REY与P_2O_5显示较好的正相关关系,且P_2O_(5全岩)/P_2O_(5黏土)和∑REY_(全岩)/∑REY_(黏土)正相关,说明不同类型沉积物黏土组分及全岩的稀土元素均主要由磷酸盐贡献;沉积物全岩ε_(Nd)值为-5.20～-6.02,表明其中的Nd来自火山源、陆源和自生源物质的混合源区;西太平洋含高REY的沸石黏土较中太平洋同类型沉积物具有较低的ε_(Nd)值,表明火山物质并不是沉积物中稀土元素富集的重要物源,但沸石含量对沉积物中稀土元素含量的高低具有一定指示意义;沉积物ε_(Nd)值接近海水ε_(Nd)值,表明稀土元素更多的直接来自于海水,但是成岩过程中可能受到其他物源或过程的影响。通过对比全岩及黏土组分的稀土元素特征,认为黏土矿物一定程度上可能承担了沉积物中稀土元素过渡载体相的作用。 相似文献
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近年发现,太平洋和印度洋的深海盆地中存在大量富含稀土的深海沉积物。主要类型为多金属软泥、沸石黏土和远洋黏土,其中的全稀土含量(∑REY,∑REE+Y)为400×10-6~2000×10-6,最高可达6600×10-6,重稀土含量(HREE)已达到或超过中国南方离子吸附型矿床的重稀土品位两倍以上,是潜在的新型稀土资源,具有重要的经济价值。目前不少学者对富稀土的深海沉积物进行了大量地球化学及部分矿物学的工作,认为多金属软泥中的稀土元素多赋存于与海底热液作用有关的铁锰氧化物和氢氧化物中,而沸石黏土和远洋黏土中稀土元素的富集则与磷酸盐的混入密切相关,其稀土元素主要存在于与磷灰石成分相当的生物鱼骨屑中。深海黏土的北美页岩标准化稀土配分模式与海水相似,表明其中的稀土元素主要来自于海水,REY富集成矿可能主要受控于磷灰石早期成岩阶段,期间稀土元素未发生分异。尽管近些年对深海沉积物中的稀土元素研究取得了不少成果,但是,对于沉积物中的稀土富集机制及影响因素等问题仍然需要更加深入的研究。作为稀土资源大国,为了争取我国在国际海底稀土资源竞争中的话语权,维护中国的稀土利益,中国应加紧开展相关的稀土资源勘查和潜力评价。 相似文献
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太平洋富稀土深海沉积物中稀土元素赋存载体研究 总被引：9，自引：1，他引：8
太平洋深海沉积物中富含稀土(含Y,简称REY),尤其是(含)沸石粘土,其主要由粘土组分、沸石、鱼牙骨、微结核及生物残渣等组成,目前对于该类稀土矿床中REY的赋存载体存在争议。本文在中、西太平洋选取两个富REY的沸石粘土样品利用地球化学和矿物学对稀土赋存状态进行定量研究。矿物微区成分表明,鱼牙骨主要成分为磷灰石,含有最高的REY含量,为2497×10~(- 6)~18623×10~(- 6),微结核和沸石颗粒含有较低的REY含量,分别为246×10~(- 6)~333×10~(- 6)和29.36×10~(- 6)~256×10~(- 6)。通过三种矿物相在沉积物63~250μm粒级组分中各自所占质量比例,计算得出磷灰石对REY的贡献率可达90%以上,说明此粒级中磷灰石为主要REY赋存载体,然而相对全岩总的REY含量,该粒级中磷灰石的贡献仍较小。通过对全岩和粉砂级组分(小于63μm)主微量地球化学分析和XRD矿物相分析表明,2个样品中REY主要存在于粉砂级组分中,其中的磷灰石对全岩REY的贡献最高均可达70%左右。另外通过对粘土组分(2μm)研究发现2个样品粘土组分的REY含量相似,分别为530×10~(- 6)和631×10~(- 6),粘土组分对全岩沉积物的REY贡献意义不大,对整个沉积物REY而言其贡献率仅为2%~5%左右。因此认为磷灰石为整个沸石粘土中REY主要赋存载体。 相似文献
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稀土元素及钇在东太平洋CC区深海泥中的富集特征与机制 总被引：2，自引：0，他引：2
东太平洋CC区深海泥具有高的REY(REE+Y)含量,理解其富集机制对于寻找深海稀土资源具有重要意义。本文对WPC1101站位的沉积物柱状样开展了沉积物类型、粒度、黏土矿物和元素组成分析,结合已有资料探讨研究区深海泥的稀土元素富集特征及其形成机制。研究区深海泥主要以远洋黏土和硅质生物组分为主,其∑REY范围主要为400~1 000 μg/g。深海泥北美页岩标准化后的REY配分模式具有显著的负Ce异常,指示富稀土深海泥中海相自生组分贡献较大。根据统计发现,研究区深海泥的∑REY与Al2O3、MnO、P2O5均具有良好的相关性,黏土组分、铁锰氧化物和磷酸盐对REY都有贡献。通过综合分析,提出研究区富稀土泥中高P含量是高∑REY重要的控制因素。 相似文献
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通过对中太平洋海盆表层沉积物与相伴生的锰结核的研究表面,丰度、品位等有明显的差异,在深海粘土中锰结核干度最度,钙质软泥多,锰结核的发现聚集与沉积物类型,沉积速率、孔隙度、金属含量及形成时的氧化还原条件,水深、底层流等的影响.锰结核的形成,发育与富集是受多种因素所控制,是一个模式内的约制。 相似文献
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太平洋西部富稀土深海沉积物的地球化学特征及其指示意义 总被引：1，自引：0，他引：1
深海富稀土沉积物已成为潜在的战略资源。为探讨富稀土粘土的地球化学特征及其来源和富集机制,对太平洋西部深海区域进行底层水和深层沉积物的系统采样,分析了样品的主、微量元素和稀土元素地球化学特征,并采用氧化还原环境、稀土元素的迁移和分馏以及海洋稀土循环的分析方法对富稀土沉积物的成因进行探讨。结果显示:沉积物的∑REY与Ce/Ce*表现出负相关关系,并与生物成因的P和Ca关系密切。样品Th/U、V/Sc、(La/Yb)_N、(La/Sm)_N和(Sm/Yb)_N值呈系统的变化,沉积物均处于氧化或次氧化环境。底层海水具重稀土富集的特征,海水-沉积物界面轻、中稀土含量上升,下覆的较深层沉积物表现出中、重稀土富集。初步推断沉积物的稀土元素来源于海水,与生物相关的物质是其REY富集和Ce负异常的主要控制因素。宽的氧化或次氧化环境和生物相关氧化物的强吸附能力导致稀土元素未扩散至海水而引起了沉积物稀土元素的富集。 相似文献
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我国虽是稀土大国,但重稀土仍是十分紧缺的关键金属资源。2011年日本学者Kato等在太平洋深海盆地中发现了大规模富含稀土元素的沉积物,引起世界各国高度重视。深海富稀土沉积物广泛分布于海底,其富集稀土元素尤其是相对富集重稀土元素等关键金属,是继大洋结核结壳、洋中脊热液硫化物、天然气水合物之后一种重要的海洋矿产资源。目前太平洋和印度洋中都证实有大面积富稀土沉积物的存在,我国科学家将深海稀土资源分为4个主要成矿远景区,其中太平洋3个,印度洋1个。富稀土沉积物的矿物组分主要包括生物成因磷灰石（鱼牙和鱼骨）、微结核（铁锰氧化物或氢氧化物）、沸石、黏土矿物等,其中生物磷灰石是最重要的稀土载体。稀土元素直接来源于上覆海水和孔隙水,热液和火山活动可能也有贡献。水深、沉积速率和氧化还原环境等是控制深海稀土元素富集的重要因素,强底流、海底火山和热液活动以及气候事件所导致的陆源输入的变化也会对深海稀土富集产生重要影响。深海稀土成矿作用仍然存在一些尚未解决的科学问题,需进一步加强深海富稀土沉积物成因及超常富集机制等的研究,以丰富和完善深海稀土的成矿模型,为我国在深海稀土富集区的勘探研究与实践提供重要借鉴。 相似文献
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深海矿产是地球上尚未被人类充分认识和利用的最大潜在战略矿产资源,近十年我国在该领域的研究取得了重要进展。在太平洋国际海底区域申请到2块多金属结核勘探区、1块富钴结壳勘探区,在西南印度洋中脊申请到1块多金属硫化物勘探区。研究阐明了我国多金属结核和富钴结壳勘探区小尺度成矿规律,揭示了其成矿作用过程及古海洋古气候记录,探讨了关键金属元素富集机制。在西南印度洋、西北印度洋和南大西洋中脊发现了多处热液区,阐述了其成矿作用及控制因素,建立了超慢速扩洋中脊热液循环模型,探讨了拆离断层型热液成矿系统的成矿机制。在太平洋和印度洋划分了4个深海稀土成矿带,在中印度洋海盆、东南太平洋和西太平洋深海盆地发现了大面积富稀土沉积区,初步揭示了深海稀土的富集特征、分布规律、赋存状态和成矿机理。今后在继续加大深海矿产资源调查研究的同时,应聚焦深海关键金属成矿作用研究。 相似文献
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深海沉积物中的稀土元素 总被引：16，自引：0，他引：16
中太平洋海盆不同类型的深海沉积物中稀土元素的含量、比值和分布模式,有明显的差异,造成这种差异的主要原因是沉积物的组分变化。稀土元素在沉积物中的主要赋存状态有两种:(1)存在于矿物的结晶格架中;(2)以吸附状态存在,其吸附量大小与组分有关,沸石的吸附量最高,其次为粘土,有孔虫壳最低。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
笔者对129°W—88°E,50°S—41°N太平洋区域内的190站表层沉积物中稀土元素进行了研究,结果表明:稀土元素主要赋存于沸石黏土、远洋黏土沉积物中,其稀土元素总量(∑REY)变化范围分别为(169.23~1632.91)×10-6和(48.58~1301.31)×10-6,平均值分别为701.84×10-6和441.65×10-6;硅质、钙质及热液沉积物对稀土元素有明显的"稀释"作用,尤其在钙质软泥和热液沉积物中稀土元素质量分数很低。从分布区域看,稀土元素主要富集于东太平洋CC区(克拉里昂—克里伯顿断裂带),该区域74站样品中有17站沉积物的∑REY质量分数超过530×10-6,且这些站位分布相对集中;在东南太平洋和西太平洋区域仅有零星站位富集,但富集程度极高(最高质量分数可达1632.91×10-6),大多数站位的沉积物中稀土元素质量分数较低(质量分数低于348×10-6);在靠近陆地的环太平洋区域,由于受到陆源物质的严重影响,沉积物中稀土元素质量分数普遍偏低。绝大多数沉积物中稀土元素都存在明显Ce负异常的轻稀土亏损特征(有172站沉积物中δCe小于0.95),稀土元素的配分模式与北太平洋表层海水的亏损轻稀土的"左倾"模式相近,而与代表陆源物质的中国黄土、黄海陆架沉积物的弱富集轻稀土的"右倾"模式差异显著;稀土元素与P2O5、Mn O、Ni、Cu、Zn、Ba等呈明显正相关性,与SiO 2、TiO 2、V、Cr、Ca和Sr等呈负相关。借鉴离子吸附型矿床中稀土元素资源分类标准,将表层沉积物中稀土元素划分为非富集型、弱富集型、富集型和极富集型4个等级,将富集型和极富集型等作为可能具有资源潜力的沉积物。研究发现,可能具有资源潜力的沉积物主要分布于4063~5540 m水深范围内,且以沸石黏土和远洋黏土为主,有极少量的富硅质沉积;在水深浅于4000 m的沉积物中,由于钙质质量分数高而使得稀土元素被"稀释";水深超过5600m则由于黏土质量分数升高,导致沉积物中稀土元素相对富集程度降低。此外,统计还发现,可能具有资源潜力的沉积物中,伴生元素质量分数特征表现为:w(Co)≥33.70×10-6,w(P2O5)≥0.51%,w(Mn O)≥0.12%,w(Ca O)≤20%。 相似文献
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广泛分布于太平洋与印度洋的深海富稀土沉积物是一种重要的稀土资源,其储量远超陆地稀土资源的储量,并具有富含中-重稀土元素、易于浸出等优点。已有研究表明,稀土元素的含量、赋存状态和成矿机制与载体矿物的类型、结构和性质之间的关系密切,且载体矿物本身是未来勘探开采深海稀土资源和进行稀土选冶的直接对象。本文回顾了深海富稀土沉积物中的主要载体矿物类型及其稀土元素赋存机制等方面的研究结果,并展望了未来富稀土沉积物中载体矿物的研究方向。太平洋和印度洋深海沉积物中最主要的载体矿物包括磷灰石、铁锰（氢）氧化物、粘（黏）土矿物以及钙十字沸石。稀土元素以耦合替代的形式进入磷灰石结构中,在铁锰结核中,稀土元素主要通过表面络合吸附的形式赋存,而有关钙十字沸石与粘土矿物对稀土元素的富集作用仍有待通过深入的微区矿物学分析厘清。未来相关研究的重点应是海洋沉积物中稀土元素载体矿物的定量分析,以及稀土元素载体矿物溶解-重结晶过程对稀土元素富集迁移的影响等。 相似文献
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多金属结核类型成因分类是海底矿产资源关注的重要地质问题,诸多学者一直探索利用多金属结核地球化学特征进行多金属结核成因判别。近年来,随着大数据分析方法的应用,为探索利用机器学习技术进行多金属结核地球化学特征进行成因分类提供了很好的思路和方法。本文基于多年调查研究获取的太平洋多金属结核地球化学数据,利用高斯混合模型聚类分析技术,实现了太平洋深海盆地多金属结核成因分类,并对水成型结核进行了进一步判别分析,共划分出成岩型、混合型、水成Ⅰ型和水成Ⅱ型四类成因多金属结核,为太平洋深海找矿突破和资源评价提供重要依据。同时,不同成因类型结核空间预测结果显示,西北太平洋海域是水成Ⅰ型富钴多金属结核的主要分布区域之一,主要分布在马尔库斯—威克海山群、麦哲伦海山群北部、马绍尔海山群和中太平洋海山群西南部的山间盆地,以及附近的皮嘉费他海盆和中太平洋海盆西北部,是未来西太平洋富钴多金属结核资源找矿突破需要关注的关键海域。 相似文献
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赵全基 《矿物岩石地球化学通报》1989,(1)
通过对大洋锰结核及其伴生沉积物研究,发现锰结核与粘土组分和有机物(或生物)有关,故笔者试图了解太平洋调查区沉积物中某些金属元素的地球化学行为。研究发现,随海水的加深,沉积物中 Ca、Sr 含量减少,其他元素含量升高,沉积物类型由钙质软泥→硅钙质软泥→红粘土。在4000—6000m 水深范围内,锰结核丰度随海水深度 相似文献