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对取自南海西北陆缘海域的大型多金属结核进行了电子探针、X射线粉晶衍射(XRD)、等离子质谱仪(ICP-MS) 和等离子光谱仪(ICP-AES) 等方面的分析.结核核心部位的主要矿物组成为石英、伊利石、钠长石和绿泥石, 壳层的主要矿物为δMnO2等.铁、锰组分呈现Fe含量高、Mn含量低和Mn/Fe低的特征.Si含量高, Cu、Co、Ni含量低; 稀土元素(REE) 含量高, 平均为1472.30×10-6, 轻稀土与重稀土的比值(LREE/HREE) 达19.54, 并且存在较强的Ce正异常.元素含量的变化显示: 从结核内壳层到外壳层, Fe、Mn、Cu、Co等元素含量呈不规律变化, 具有典型的边缘海特征, 该特征反映结核在形成过程中受到边缘海沉积环境波动变化的影响, 陆源物质供应量的增加对Fe、REE、Si等元素的富集起到了促进作用, 而对Mn、Ca等元素的富集则产生明显的稀释作用.多金属结核Mn/Fe比及Mn-Fe- (Cu+Ni) ×10三组分图解显示, 南海北部陆缘多金属结核为水成成因, 该成因与结核所赋存的边缘海环境密切相关, 反映了结核成长发育的过程中, 南海典型的边缘海沉积条件和多变的古海洋环境因素对其产生了重要影响. 相似文献
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土壤铁锰结核的环带记录了土壤成土过程和环境条件。文章利用扫描电镜及能谱探针分析测定了铁锰结核剖面上某些元素的含量与分布,研究表明:结核内部为不规则环带,Mn、Fe、Ca呈环带分布,大部分Ca赋存于铁锰结核的外层环带,Si、Al在剖面上呈匀态分布;结核剖面上Mn、Fe、Ca的含量呈波形曲线,根据它们的变幅,推测出该结核经历了10次以上的干湿交替过程,其中在结核生长初期经历了较弱的干湿交替环境,而在其生长后期处于相对较强的干湿交替环境;通过相关分析与因子分析,结核剖面上Ba、Ca、Co、Pb的富集与氧化锰矿物有关,而Ni、P的富集与氧化铁矿物有关 相似文献
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爱国家第二海洋研究所之托，曾对该所采集的中国南海的锰结核（壳）作了物质组成的研究，对其成因有了初步的认识，今整理成文。1化学成分和矿物成分特征中国南海锰结核的化学成分除做单样化学全分析外，还进行了同一结核逐层剥离取样的化学全分析，所有样品还做了微量元素、稀土元素分析。常量元素是用充分研磨后的粉末压制成光片用电子探针进行分析，微量元素用直读光谱定量，H2O+、烧失、稀土元素用湿法化学分析方法测定，结果如表1.2。由表1看出，中国南海锰结核的化学成分中，氧化铁含量普遍高于氧化锰含量，即MnO。／Fe2O3多数小于… 相似文献
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本文通过系统对比分析前人研究成果,研究了南海边缘海多金属结核的成矿特征,结果表明：南海边缘海结核的矿物组成与大洋结核相似,均主要由锰相矿物和铁相矿物组成,其中锰相矿物主要为水羟锰矿和钡镁锰矿,铁相矿物主要以无定型铁氧化/氢氧化物形式存在,另外南海边缘海结核中含有大量硅酸盐矿物,表明在南海结核成矿过程中受到大量的陆源碎屑矿物混杂;相对于大洋主要经济成矿区的多金属结核,南海边缘海多金属结核中主要的经济元素如Mn、Cu、Co、Ni和Zn质量分数较低,而亲陆源性元素如Fe、Ti、P、Nb、Pb、Rb、Sc、Ta、Sr、Th和REY（REE和Y）等质量分数较高;南海边缘海多金属结核的元素地球化学特征和REE配分模式显示其为水成成因,并呈现更低的Mn/Fe值;同时南海边缘海结核也具有较快的平均生长速率及较高的δCe正异常,表明其生长在更为氧化的海水环境。虽然较快的沉积物沉积速率和动荡的海水环境影响了南海边缘海结核的成矿,但大量陆源物质进入海洋也为南海边缘海结核提供了丰富的成矿物质来源,便于南海边缘海结核的快速生长成矿。南海边缘海结核富集有Fe、Ti、Pb、Rb、Th和REY等金属元素,同样可以作为极具潜力的海洋矿产资源。南海边缘海多金属结核具有其独特的地球化学特征,与大洋多金属结核存在着明显差异。 相似文献
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岩溶地质高背景区土壤中普遍存在的铁锰结核对重金属的赋存状态和有效性有重要影响。选择广西贵港覃塘岩溶地质高背景区富含铁锰结核的表层土壤(0~20 cm)为研究对象,筛分出不同粒径的铁锰结核(10~120目)和细粒径土壤(<120目)样品进行化学分析,针对以下三个方面开展研究:(1)重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)在铁锰结核和细粒径土壤中的分布分配规律和铁氧化物矿物的组成;(2)铁氧化物矿物对富含铁锰结核的土壤中Cd等重金属富集的影响;(3)重金属在富含铁锰结核的土壤中的赋存机制。研究发现,铁锰结核中的Fe和Mn以及Cd等重金属含量随着粒径的增大而不断增加,说明Cd等重金属元素更倾向于在大粒径铁锰结核中富集;土壤中Cd等重金属总量的约90%赋存在结核中,表明研究区土壤中重金属主要以结核形式赋存;富含铁锰结核的土壤中赤铁矿和针铁矿的平均含量分别为0.61%和4.94%,且结核粒径越大,针铁矿和赤铁矿含量越高;除Hg外,Cd等重金属含量与针铁矿和赤铁矿的含量均呈现极显著正相关,与赤铁矿的相关性稍优于针铁矿,表明铁氧化物矿物与富含铁锰结核土壤中的Cd等重金属元素富集密切相关。铁锰结核的存在既能促进Cd等重金属在土壤中的富集,又能降低土壤中重金属的生物有效性,研究结果为解释岩溶地质高背景区土壤Cd等重金属元素高含量、低生物有效性提供了理论依据。 相似文献
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麦哲伦海山群MK海山富钴结壳稀土元素的赋存相态 总被引：2，自引：0，他引：2
利用ICP-OES和ICP-MS,分析了麦哲伦海山群西北端MK海山2 170 m水深的MKD23B-3号富钴结壳样品,获得了其剖面上主元素、稀土元素（REE）和Y含量数据,并基于元素含量间的线性相关关系,研究了REE和Y的赋存相态。结果显示:该样品剖面从基岩到表面可划分为5层,第Ⅰ、Ⅱ层为磷酸盐化壳层,第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ层为未磷酸盐化壳层。在未磷酸盐化壳层中,REE和Y主要赋存在δ-MnO2相中;而在磷酸盐化壳层中,REE和Y除了赋存在Fe、Mn氧化物相中外,主要赋存在独立于碳氟磷灰石（CFA）的矿物相态中,可能为稀土的磷酸盐。并提出利用磷酸盐中REE/Y 估算富钴结壳磷酸盐化壳层次生稀土的方法,据此估算了MK海山富钴结壳磷酸盐化壳层次生稀土的量。在该样品中,次生稀土占稀土总量的42%~88%,近一半以上的稀土是次生的,磷酸盐化作用对于REE和Y的次生富集具有显著的贡献;因此解读磷酸盐化富钴结壳的稀土元素（特别是Nd同位素）古海洋记录必须排除次生稀土元素的干扰。 相似文献
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关于南海中央次海盆海山火山岩形成背景与构造约束的再认识 总被引：1，自引：0，他引：1
文章拟通过分析南海中央次海盆海山火山岩样品的岩石学及地球化学资料来审视研究区的岩浆过程及其构造背景.综合位于南海中央次海盆的中南、珍贝-黄岩、涨中、宪北、玳瑁、尖峰这6条海山链的火山岩资料及最新分析结果, 将来自各条海山链的洋岛型碱性玄武岩、具有过渡性质的拉斑玄武岩, 以及粗面岩、粗面安山岩、流纹英安岩等纳入统一的岩浆分异体系进行地球化学特征检验.相关参数表明, 中央次海盆海山火山岩岩浆具有连续的演化关系但源区性质并不均一, 属于EMⅠ和DMM双端员混合.根据分析样品的Mg#值、分异指数DI以及主、微量元素的分布特征, 初步判定原始岩浆在上地幔经历了橄榄石、辉石分离结晶作用后继续演化, 产生包括拉斑玄武岩、碱性玄武岩、粗面岩等在内的岩石组合.其中, 富集型OIB的多项地化参数特征表明, 岩浆在演化过程中似有陆壳成分的加入, 这可能是被动大陆边缘破裂留给南海海盆的最重要的遗产之一. 相似文献
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西南次海盆位于南海渐进式扩张的西南端,共轭陆缘结构和残留扩张脊保留完整,是研究南海深部结构和动力学机制的关键区域。前期研究发现,西南次海盆洋陆过渡带较窄、同扩张断层发育、地震反射莫霍面不清晰、具有慢速扩张等特征。然而,由于不同探测方法获取的地壳结构具有多解性,使得西南次海盆洋陆转换过程、慢速扩张洋壳结构与增生模式以及龙门海山岩石性质与地幔成因机制等基础科学问题尚存争议。为此我们建议在西南次海盆开展地质取样获取海山岩石样品,确定其年龄与性质,分析扩张后海山形成的深部动力过程;并对关键构造部署高精度的地震反射/折射联合探测,结合岩石物理分析,对西南次海盆进行构造成像和物质组成参数正反演,以实现壳幔尺度的地震学透视,为探索西南次海盆洋陆转换过程和洋壳增生模式提供重要的地球物理证据,以丰富和完善南海的动力学演化模式。 相似文献
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东太结核主要为半埋藏和埋藏型,发育于以黏土和硅质组分为主的沉积环境。东太结核的锰相矿物主要有水羟锰矿和钡镁锰矿,具有较高的REY、Cu、Ni含量和Mn/Fe比值,显示遭受间隙水的影响,落入水成成因和成岩成因两个区间范围。西太结核主体暴露在海水中,周围沉积物主要由深海黏土组成。西太结核的锰相矿物几乎只有水羟锰矿,具有较高的REY、Co含量和低Mn/Fe比值,属于典型的水成成因型。两个区域的多金属结核的稀土北美页岩标准化模式均显示Ce正异常、Y负异常和无或弱Eu异常,与海水稀土特征构成良好的耦合关系,是多金属结核对海水稀土选择性富集的结果。西太结核相对东太结核具有更高的Ce含量和δCe,Co、Ti与Ce具有良好的正相关关系。研究认为海水中溶解氧并不一定是控制结核Ce正异常程度的关键因素,Co、Ti等元素及其相关组分能够引起Ce与其他稀土元素的强烈分馏,也可能是影响多金属结核Ce正异常程度的控制因素。研究区多金属结核和富钴结壳表层样的εNd范围为-6.6~-2.5,是全球最富放射性成因Nd的海洋铁锰壳层。结合稀土模式以及Eu异常特征,本研究认为多金属结核的稀土主要来自εNd相对较高的周围陆壳,可以通过河流或者大气沉降等方式输送到大洋,而研究区广泛分布的海山玄武岩释放的放射性成因Nd同位素对海水的影响微弱。 相似文献
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The rare earth elements(REE) composition of the polymetallic crusts and nodules obtained from the South China Sea(SCS) were analyzed through inductively coupled plasma mass spectrometry.Results revealed great differences in the REE abundances(∑REE) of the SCS polymetallic crusts and nodules; the crusts show the highest ∑REE, whereas the nodules exhibit the lowest ∑REE. The similarity in their NASC-normalized patterns, the enriched light REE(LREE), the markedly positive Ce anomaly(δCe), and the non-or weakly positive Eu anomaly(δEu), suggest that the polymetallic crusts and nodules are of hydrogenetic origin. Moreover, the REE contents and their relevant parameters are quite different among the various layers of the crusts and nodules, which probably results from the different marginal sea environments and mineral assemblages of the samples. The growth profiles of the SCS polymetallic crusts and nodules reveal the tendency ∑REE and δCe to slightly increase from the outer to the inner layers, suggesting that the growth environments of these samples changed smoothly from an oxidizing to a relatively reducing environment; in addition, the crust ST1 may have experienced a regressive event(sea-level change) during its growth, although the REE composition of the seawater remained relatively stable. On the basis of the regional ∑REE distribution in the SCS crusts and nodules,the samples collected near the northern margin were influenced by terrigenous material more strongly compared with the other samples, and the REE contents are relatively low. Therefore, the special geotectonic environment is a significant factor influencing the abundance of elements, including REE and other trace elements. Compared with the oceanic seamount crusts and deep-sea nodules from other oceans,the SCS polymetallic crusts and nodules exhibit special REE compositions and shale-normalized patterns, implying that the samples are of marginal sea-type Fe-Mn sedimentary deposits, which are strongly affected by the epicontinental environment, and that they grew in a more oxidative seawater environment. This analysis indicates that the oxidized seawater environment and the special nano property of their Fe-Mn minerals enrich the REE adsorption. 相似文献
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多金属结核和富钴结壳是大洋两类典型的铁锰产物。为探讨不同海区多金属结核和富钴结壳之间稀土元素特点及其揭示的地质意义,利用近年中国在太平洋获取的样品进行对比,采用ICP-AES对稀土元素测试。结果表明,结壳具有正Ce异常明显、LREE富集、∑REE高的特点,而结核表现为HREE相对富集、∑REE相对较低,因成因类型不同,Ce异常或表现为正异常、负异常或异常不明显。结核形成后受到成岩作用的影响,而结壳则为水成作用形成;结核和结壳中REE的存在形式比较复杂,不同海区各不相同,中太平洋东部产出的结壳和位于东太平洋的结核中REE可能主要赋存于铁矿物相,而西太平洋结壳REE可能主要赋存于锰矿物相;结核和结壳REE可能分别来自海水和海山蚀变玄武岩,热液作用影响有限。 相似文献
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太平洋海山钴结壳资源量估算 总被引：2，自引：0，他引：2
为合理地估算出太平洋海山钴结壳资源量, 基于我国西太平洋海山钴结壳拖网采样调查资料以及对太平洋海山钴结壳资源分布规律和钴结壳矿区圈定参数指标的深入研究, 创造性地按海山不同高度、不同洋壳年龄赋予不同结壳厚度, 进而首次计算出太平洋海山干结壳资源量为(507.06~1 014.11)×108 t, 锰为(111.15~222.29)×108 t, 钴为(3.04~6.08)×108 t, 镍为(2.23~4.46)×108 t, 铜为(0.66~1.32)×108 t, 结壳分布面积为2 062 862 km2.通过Co通量与结壳Co沉积量、结壳厚度的相关分析表明, 赋予不同洋壳年龄段的结壳厚度是理论厚度的6.10%~12.20%, 这与Ku et al.得出"结壳生长时间只占其整个生命史4%"的认识非常相近, 说明所赋结壳厚度基本合理, 得出的结壳资源量基本正确.为整个大洋海盆内海山钴结壳资源量的估算提供了新方法. 相似文献
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富钴结壳是继多金属结核资源之后被发现的又一深海沉积固体矿产资源,在太平洋、大西洋和印度洋的海底均有分布。据估算,全球三大洋海山富钴结壳干结壳资源量为(1081.1661~2162.3322)×108t。世界各国对富钴结壳的调查始于20世纪80年代初,截至目前,已有日本、中国、俄罗斯和巴西等4个国家与国际海底管理局签订了富钴结壳勘探合同,而韩国的矿区申请也于2016年获得核准。富钴结壳按形态可分为板状结壳,砾状结壳和钴结核3种类型。富钴结壳内部结构构造在宏观上通常表现为三层构造,即底部亮煤层、中部疏松层和顶部较致密层;在微观下主要表现为柱状构造、叠层构造、斑块状构造、纹层状构造等多种类型。富钴结壳的矿物成分主要为自生的铁锰矿物,包括水羟锰矿、钡镁锰矿、羟铁矿、四方纤铁矿、六方纤铁矿、针铁矿等。富钴结壳富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pb、Zn等金属元素以及稀土元素和铂族元素,其中Co含量尤为显著。三大洋中,以太平洋富钴结壳的Co平均含量最高。富钴结壳的生长过程极其缓慢,平均仅几毫米每百万年。研究表明,西太平洋富钴结壳最早于始新世-早中新世开始生长。目前通常认为富钴结壳为水成成因,即Co、Fe、Mn等金属元素来源于海水。此外,有研究表明微生物在富钴结壳的形成过程中也起着非常重要的作用。富钴结壳的分布及特征受地形、水深、基岩类型、海水水文化学特征、经纬度等多种因素的影响,其主要分布于碳酸盐补偿深度以上、最低含氧带以下、水深800~2500 m的海山、岛屿斜坡和海底高地上,西、中太平洋海山区被认为是全球富钴结壳的最主要产出区。 相似文献
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Post-spreading transpressive faults in the South China Sea Basin 总被引：1，自引：0，他引：1
The South China Sea was formed by seafloor spreading during the late Oligocene to the mid-Miocene. After the cessation of spreading, compression due to the northwestward-moving Taiwan–Luzon Arc and strike–slip motion have been occurring on the South China Sea's eastern and west margins, respectively. However due to limited survey coverage, little is known about the tectonics in the oceanic basin of the South China Sea. Satellite altimetry-derived bathymetric data in a 2′ × 2′ grid shows not only a young seamount chain along the E–W-trending spreading axis of the South China Sea Basin, but also three previously unmapped NW- to NNW-trending segmented linear features. These features are topographic highs, rising 300–600 m above the surrounding sea floor, 10–30 km wide and 300–500 km long. Bathymetric and seismic reflection data reveal that they are strike–slip fault zones, in which folds of various amplitude and patterns have developed. These basin-wide transpressive fault zones, and the young volcanism, may be the result of ongoing NNW convergence of the Taiwan–Luzon Arc following the cessation of seafloor spreading in the South China Sea. The NNW-trending strike–slip fault at longitude 116°E is considered to be the boundary between the Eastern Subbasin and the SW Subbasin. 相似文献
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Mechanism and Modes of Microbial Minerogenesis of Polymetallic Nodules on the Ocean Floor 总被引：2，自引：0，他引：2
YAN Baorui ZHANG Xigen LIANG Dehu XU Dongyu LIU Yifen ZHANG Wei Institute of Hydro geology Engineering Geology MGMR Shigang Street Shijiazhuang Hebei Guangzhou Marine Geological Survey MGMR Guangzhou Institute of Marine Geology MGMR P. O. Box Qingdao Shandong 《《地质学报》英文版》1998,72(3):282-290
This paper presents a quantitative analysis of the relations of the occurrence of polymetallic nodules with the geochemical actions of microbes in the seawater, pore water and sediments at the bottom of the eastern Pacific Ocean basin. Emphasis is laid on the relations of the activity intensity and biochemical transformation rate of aerobic bacteria (iron bacteria, Thiobacillus thioparus, halobacteria and manganese-oxidizing bacteria) and anaerobic bacteria (sulphate-reducing bacteria, denitrifying bacteria, Thiobacillus denitrificans) with mineralization. The experimental research on the migration and accumulation of ore-forming elements caused by microbial and chemical actions shows that the microbes have changed the conditions of oxidation and reduction in the system, and their effect on the element precipitation is much stronger than the chemical actions and accelerates the enrichment of Fe and Mn. It demonstrates that the microbes can change the environment to promote the accumulation of ore-formin 相似文献
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Morphology and mineralogical and geochemical compositions of freshwater ferromanganese nodules of Ol’khon Island (Sasa Formation) and Kulunda Plain (Lake Porozhnee) were studied. The study has shown rhythmic structures of the nodules, formed by macro- and microlayers with mineralized microflora. The layers are composed of either crystalline Mn mineral phases and finely dispersed Fe phases (Lake Porozhnee) or, on the contrary, crystalline goethite and X-ray amorphous Mn phases (Ol’khon Island). Separation of Mn and Fe mineral phases in the nodules proceeded during their formation and diagenesis. The freshwater nodules show both high (Lake Porozhnee) and low (Ol’khon Island) Mn/Fe ratios. The predominance of Fe phase in the Ol’khon nodules accounts for their high contents of REE, including Ce. The Porozhnee nodules grew, most likely, more rapidly, which is reflected in their low REE contents and Ce anomaly. The examined chemical and mineral compositions, textures, and structures of the nodules testify to the low-temperature hydrothermal source of their ore substance. 相似文献