中太平洋富钴结壳Co元素地球化学特征

对在中太平洋研究区5座海山调查时获取的38个富钴结壳样品中主要金属元素的含量进行了化学分析,探讨了不同海山富钴结壳中Co元素含量的变化规律及结壳中元素间的相关关系,结果表明:(1)5座海山富钴结壳中的各主要金属元素含量相近,38个富钴结壳样品中Co元素的平均含量为0.67%,具有一定的开发前景。(2)不同海山富钴结壳中Co元素含量有一定变化,其变化与富钴结壳的类型、海水水深、地形地貌以及成矿作用等有密切的关系。Co元素在板状结壳中的含量为最高,在钴结核中的含量次之,而在砾状结壳中的含量为最低;富钴结壳中Co元素含量与海水水深呈负相关,浅水区富钴结壳中Co元素的含量明显高于深水区;海山地形地貌对Co元素的含量及富钴结壳的发育有一定影响,海山的椭圆状分支、支脉及边缘部分,Co元素的含量相对较高,富钴结壳发育得较好;Co元素富集成矿作用还主要受锰、铁水成成矿作用的控制。(3)富钴结壳中金属元素之间存在不同程度的相关性。Mn元素分别与Co、Ni、Cu、Zn、Mg、Na、Ba、Ti等元素呈强烈的正相关,而分别与Al、Si、Ca、P、Fe、Sr等元素呈负相关;Co元素分别与Cu、Al、P、Ca等元素呈负相关;Ca元素与P元素呈强烈正相关。     

西太平洋Kocebu海山铁锰结壳稀土元素地球化学特征

西太平洋麦哲伦海山区是全球重要的铁锰结壳资源分布区,具有丰富的稀土元素资源潜力。本文对采自麦哲伦海山区Kocebu海山的11个铁锰结壳表层样(<1 mm)进行稀土元素地球化学研究,探讨其含量特征、成因和影响稀土元素富集的环境因素。结果表明:Kocebu海山铁锰结壳表层样品ΣREY(Rare earth elements and yttrium)平均含量为1366 mg/kg,低于前人在麦哲伦海山区其他海山以及邻近的马尔库斯–威克海山区的分析结果;样品轻稀土富集和Ce正异常(平均值为1.45)特征以及稀土元素成因图解、配分曲线和分配系数曲线等均表明该海山结壳属于水成成因;海水中稀土元素含量和溶解氧含量是控制结壳生长的关键环境参数,二者在Kocebu海山所在海区的浅水环境中含量较低;结壳ΣREY含量偏低与采样点水深较浅导致的海水稀土元素含量和溶解氧含量较低密切相关,受碎屑矿物的稀释作用影响较小。在开展铁锰结壳地球化学特征研究和资源勘探评价时应充分考虑采样水深的分布范围,局部水深样品的分析结果可能导致研究结果出现较大偏差。     

台湾海峡中、北部表层沉积物中若干元素的地球化学

对1983年采集的样品进行Si, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn的含量测定表明,大部分元素在泥质沉积物中富集,在砂粒级沉积物中含量较低。元素含量区域分布的总趋势是调查区北部闽江口附近高,南部低。元素以陆源为主。本调查区南部中央的水深40—60m,该处水动力较强,元素含量均较低。Al, Ti, Fe, Mn, V元素含量之间存在一定的相关性,表明这些元素伴生共存。     

南海西北陆缘多金属结核地球化学及其与大洋结核的对比

多金属结核化学成分组成的差异能够反映其赋存环境的差异与变化，也能够指示结核的成因。利用ICP—MS方法分析了分布于南海西北陆缘、太平洋、印度洋等不同区域的多金属结核样品的地球化学组成，并对其特征进行了对比。研究数据显示，南海西北陆缘多金属结核富Fe、Si、REE，而Mn、Co、Cu、Ni含量低于大洋结核，轻稀土元素（LREE）更为富集。依据结核TMn／TFe的比值特征以及w（Mn）-w（Fe）-w（Cu＋Ni）三组特征显示，南海结核和太平洋海山结核符合水成成因，太平洋海盆结核属成岩成因，印度洋结核具有成岩和水成双重成因。与太平洋、印度洋等大洋型结核不同，南海结核元素组成中，标识陆源物质来源的Fe、Si、REE、Al等元素含量丰富，具有典型的边缘海特征，反映了南海结核成长发育的过程中，边缘海独特的沉积条件和多变的古海洋环境因素对其产生了重要的影响。     

南海西北缘多金属结核地球化学及其与大洋结核的对比

多金属结核化学成分组成的差异能够反映其赋存环境的差异与变化,也能够指示结核的成因.利用ICP-MS方法分析了分布于南海西北陆缘、太平洋、印度洋等不同区域的多金属结核样品的地球化学组成,并对其特征进行了对比.研究数据显示,南海西北陆缘多金属结核富Fe、Si、REE,而Mn、Co、Cu、Ni含量低于大洋结核,轻稀土元素(LREE)更为富集.依据结核TMn/TFe的比值特征以及w(Mn)-w(Fe)-w(Cu Ni)三组特征显示,南海结核和太平洋海山结核符合水成成因,太平洋海盆结核属成岩成因,印度洋结核具有成岩和水成双重成因.与太平洋、印度洋等大洋型结核不同,南海结核元素组成中,标识陆源物质来源的Fe、Si、REE、Al等元素含量丰富,具有典型的边缘海特征,反映了南海结核成长发育的过程中,边缘海独特的沉积条件和多变的古海洋环境因素对其产生了重要的影响.     

基于DGT技术评估南四湖沉积物-水界面中Cr,Mo和W的潜在释放风险

本文利用DGT技术对南四湖污染程度不同的两个湖区(微山湖和独山湖)DGT有效态Cr,Mo和W的垂直分布特征以及沉积物-水界面元素的净扩散通量进行研究。结果表明微山湖区Cr,Mo,W的垂直分布趋势较为相似,呈现从上覆水向沉积物降低的趋势,据相关性分析得出三种元素都受铁锰氧化物的控制,三种元素的扩散通量分别为-14.31μg/m~2·day,-0.88μg/m~2·day和-0.38μg/m~2·day,表明微山湖三种元素向上覆水释放的风险较低。独山湖区三种元素的浓度均呈现从上覆水向沉积物增加的趋势,并在-12mm处出现峰值,三种元素的净扩散通量为5.36μg/m~2·day,-0.0025μg/m~2·day和0.37μg/m~2·day,这表明在独山湖Cr和W存在一定的向上覆水体释放的风险。     

西北太平洋深海海山的一种蛇尾新记录

Ophioleila elegans是一种非常少见的蛇尾。2014年大洋35航次中利用“蛟龙”号载人潜器在西北太平洋麦哲伦海山链的采薇平定海山水深1660m处采集到2株该种标本。该种首次发现于夏威夷海山相似的生境当中，本次采集到的样品是继首次发现之后的再次公开报道。本文中对该种的形态学特征，如腕部骨骼等，进行了更加详细的研究，同时基于COI序列进行系统发育分析。形态和系统发育分析的结果都表明，Ophioleila属与辐蛇尾科更加接近。     

南海中部晚更新世以来沉积物常量元素组分含量分布特征及其影响因素

为研究南海中部沉积物中常量元素组分含量的分布特征及其影响因素,对南海中部中沙以南陆坡一深海盆区的表层沉积物和2根柱状样进行了Si02、A1：O。、Fe：03、TiO：、K：O、MnO、P：O,、CaCO,等常量元素组分及生物硅（BSi）含量的分析．结果显示,南海中部表层沉积物中SiO：、A1：03、Fe：O3、TiO小K：O等与陆源碎屑矿物有关的常量元素组分含量的变化主要受生源CaCO,含量的控制,而CaCO,的含量,则受水深的控制．CaCO,含量与水深的关系表明,研究区CaCO。临界补偿深度约为3800m．受底层洋流的控制,研究区海山附近硅质生物碎屑局部富集,并稀释其他元素含量．研究区表层沉积物中的MnO和P：O,含量的分布规律不同于其他常量元素组分,其中,Mn可能部分交代CaCO,中的Ca,P,O,部分可能为海底超基性岩海解来源的．2根柱样的地球化学变化特征显示,晚更新世以来,南海中部CaCO,临界补偿深度以浅海底沉积物中除Mn和P以外的其他各常量元素含量受生源CaCO,含量的影响,而在CaCO。临界补偿深度以深的海域,则受BSi含量的影响．南海中部沉积物柱样中的CaCO,和BSi含量变化与全球变化有关,可作为古气候环境变化研究的代用指标．摘要：为研究南海中部沉积物中常量元素组分含量的分布特征及其影响因素,对南海中部中沙以南陆坡一深海盆区的表层沉积物和2根柱状样进行了Si02、A120。、Fe20。、TiO：、K20、MnO、P20,、CaCO,等常量元素组分及生物硅（BSi）含量的分析．结果显示,南海中部表层沉积物中SiO：、A1：03、Fe20¨TiO小K：O等与陆源碎屑矿物有关的常量元素组分含量的变化主要受生源CaCO,含量的控制,而CaCO,的含量,则受水深的控制．CaCO,含量与水深的关系表明,研究区CaCO,临界补偿深度约为3800m．受底层洋流的控制,研究区海山附近硅质生物碎屑局部富集,并稀释其他元素含量．研究区表层沉积物中的MnO和P：O,含量的分布规律不同于其他常量元素组分,其中,Mn可能部分交代CaCO,中的Ca,P,O,部分可能为海底超基性岩海解来源的．2根柱样的地球化学变化特征显示,晚更新世以来,南海中部CaCO,临界补偿深度以浅海底沉积物中除Mn和P以外的其他各常量元素含量受生源CaCO,含量的影响,而在CaCO,临界补偿深度以深的海域,则受BSi含量的影响．南海中部沉积物柱样中的CaCO,和BSi含量变化与全球变化有关,可作为古气候环境变化研究的代用指标.     

台湾海峡沉积物中锆、铌、镧、铈、钇的地球化学特征

本文对台湾海峡中、北部(24°20′—26°N,118°48′—121°E)表层沉积物中的Zr(锆)、Nb(铌)和稀土元素La(镧)、Ce(铈)及Y(钇)的区域含量分布特征及控制因素等进行描述与探讨。研究结果发现,上述元素的含量随着水深的不同而变化,在40m水深以浅,zr、Nb、Ce、Y含量较高,La、Ce、Y含量于水深40—50m或50—60m处有一最低值。     

南海典型断面表层沉积物中氧化还原敏感元素的分布特征及其控制因素

氧化还原敏感元素在环境研究中发挥着日益重要的作用,然而对于海底表层沉积物中氧化还原敏感元素的分布规律与特征的研究鲜有涉及。本文以采集自南海4条典型断面(18°N、10°N、6°N、113°E)的75个表层沉积物样品为研究对象,通过主量元素和微量元素(含氧化还原敏感元素Mo、V、U)分析,并结合沉积物粒度、元素富集系数等数据,探讨了表层沉积物中氧化还原敏感元素的分布特征及其控制因素。结果表明,研究区每个断面中的V、U含量变化趋势十分相似,Mo含量变化与V、U的总体变化趋势相近,但Mo在断面上的变化波动比V、U更强烈。4条断面中Mo平均含量表现出明显富集,除了V在断面Ⅰ中表现为轻度富集外,V和U平均含量都表现为亏损。影响沉积物中Mo、V、U含量分布的因素主要包括陆源碎屑含量、生物碳酸盐含量、细粒沉积物的吸附作用和氧化还原环境等。所有断面中V和U的含量分布主要受控于陆源碎屑组分,同时也受到生物碳酸盐含量和细粒沉积物的吸附作用的影响,氧化还原环境对其含量影响较小,受环境影响的自生组分含量较低。Mo的含量分布主要受控于海底氧化还原环境,陆源碎屑组分的贡献和细粒沉积物吸附作用的影响较小,受环境影响的自生组分含量较高。西南次海盆的Mo含量及其富集系数都较低,可能是由于西南次海盆的底流活动使其海底存在氧化环境所致。     

世界大洋海山的特征和分布规律

在最近 1 0年 ,由于地球动力学和大地构造学的快速发展及海底矿产资源的诱人前景 ,人们对海底山脉的兴趣剧增。根据卫星测高技术资料解释 ,世界大洋底海山遍布。从卫星测量、水深测量与航海图件等推测 ,在世界大洋岩石圈上 ,高度超过 1km的海山数目很可能多达1 5～ 2 0万座。大洋底杂乱分散的海山证实了板内火山运动过程中的非线性动力学因素的作用。但是 ,对已知高度超过 1km的海山地貌特征的统计分析和 3大洋区海山展布特征的研究 ,有可能确定海山高度分布及空间位置分布同其岩石圈时代间的某种关系。本文对太平洋、大西洋和印度洋内所…     

中太平洋海山区尖顶和平顶海山结壳成矿与分布的比对研究

尖顶海山和平顶海山是洋底海山的两种类型,同时也是富钴结壳资源赖以成长的主要载体,两者在地形上具有显著差别,资源状况和分布也不尽一致。以地形分类为基础,就中太平洋海山区两类海山结壳的成矿特征、宏微观构造、矿物和化学组成以及空间分布等进行了比对研究。研究认为,尖顶海山体积虽小,但地形演化连续,底层流及环境氧化性较强,有利于结壳的长期稳定生长,结壳厚度总体较大,富成矿元素和生物组分,远景成矿区域连续绵长。平顶海山山体巨大,顶部和斜坡陡崖区不利于结壳成长,底流活动只在山顶边缘和山脊地带表现突出,环境氧化性整体较弱,后期构造活动相对频繁,结壳总体厚度较小,铁,碎屑和热液组分含量较高,远景矿区相对狭窄。     

雪宝顶碱性花岗岩岩石地球化学与成矿控制

对雪宝顶碱性花岗岩具有高丰度的W、Sn、Be含量和W、Sn矿化花岗岩的微量元素组合特征进行了分析，结果显示：稀土元素具有∑REE含量与LREE／HREE比值偏低和负Eu异常的特点；元素比值K／Rb，U／Th，Nb／Ta的规律性变化以及矿脉产状特征等表明W-(Sn)-Be脉状矿床形成于岩浆演化晚期，与岩浆期后的热液活动有关。     

西太平洋卡罗琳洋脊CM4海山铁锰结壳矿物学和地球化学特征

2017年8月中国科学院海洋研究所在西太平洋低纬度海区的卡罗琳洋脊CM4海山开展了多学科综合调查,发现该海山山体表面分布着大量的铁锰结壳。本文对该海山的5个铁锰结壳样品进行了矿物学和地球化学研究,利用X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子光谱及质谱(ICP-OES、ICP-MS)等测试技术分析了铁锰结壳的矿物组成、主微量元素和稀土元素含量,并进一步探讨了铁锰结壳的成因类型。结果表明,该海山铁锰结壳的矿物组成以水羟锰矿为主,含有少量钡镁锰矿、水钠锰矿、针铁矿、纤铁矿、石英和方解石。该海山铁锰结壳的Mn、Fe、Co、Ni、Cu元素平均含量分别为24.24%、15.14%、0.16%、0.34%、0.01%。与全球各大洋海山区铁锰结壳相比,该海山样品的Cu含量很低。该海山铁锰结壳的稀土元素(REY)含量相对偏低,总体为轻稀土(LREE)富集;稀土(REY)配分模式显示相对平坦的特征,呈明显的Ce正异常,轻微的Y负异常和Ho正异常。样品的矿物组成、元素比值、元素组合等都表明该海山铁锰结壳属于水成成因,未受明显的成岩作用影响。     

太平洋海山富钴结壳中铂族元素赋存状态与富集机理

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。     

西太平洋岛弧-弧后盆地热液活动与硫化物特征

基于国内外研究成果对西太平洋岛弧-弧后盆地热液活动的分布规律、扩张速率、水深以及热液硫化物的矿物组成与金属品位等特征进行探讨。西太平洋岛弧-弧后盆地热液硫化物区以活动型热液区为主,受扩张速率的影响明显主要分布在20～60 mm/a地区;水深分布规律主要受所处构造单元的水深特征控制,而非由热液硫化物区的形成特征所决定;研究区内的热液产物主要为富Zn-Cu、富Ba-Zn以及富Fe-Cu型硫化物;热液硫化物中冲绳海槽具有最高的Ag、Pb含量,劳海盆具有最高的Zn含量,马努斯海盆和伊豆-小笠原-马里亚纳海槽具有较高的Au含量,北斐济海盆具有最高的Cu含量。本研究将进一步为西太平洋岛弧-弧后盆地地区热液硫化物资源的勘探与潜在资源量的估算提供参考。     

渤海表层沉积物中铜的分布及其影响因素

根据近几十年来发表的关于渤海沉积物中Cu元素含量与分布的相关研究结果,编制了渤海表层沉积物中Cu含量分布图,系统分析了渤海表层沉积物中Cu含量在1980S年代和2000年以后的含量分布特征及影响其分布的相关因素,分析结果表明:近几十年来渤海表层沉积物中Cu含量有增加趋势,其分布受河流的输入影响明显,其次还受控于表层沉积物组成特征和区域背景值。     

海南岛近海表层沉积物分散元素的富集特征与污染评价

对海南岛周边海域表层沉积物中7种分散元素镓(Ga)、锗(Ge)、铷(Rb)、铊(Tl)、镉(Cd)、碲(Te)和硒(Se)的分布与富集特征,及其与沉积物粒度、总有机碳和有机氮的相关性进行了较系统的分析,并分别利用内梅罗综合指数法和污染负荷指数法对这些元素的污染情况进行了初步评价。结果表明,分散元素的富集与沉积物粒度、有机碳和有机氮的含量有密切关系,除Te外,其它6种分散元素均表现出在粉砂或黏土质,以及有机碳和有机氮含量高的沉积物中趋于富集;沉积物的分散元素污染总体上呈轻微程度,但在局部海域(如海南岛西北部、西部、东南部近海海域以及陵水和三亚段海域)接近中等污染程度,说明这些区域受人类活动的影响较大,应引起海洋环境保护主管部门的重视。     

北部湾海底沉积物稀土元素与影响因子关系的BP神经网络定量分析

海底沉积物中稀土元素的分布特征受多种影响因子的影响,很难定量分析。北部湾沉积物稀土元素(∑REE)与物源、水动力、沉积物粒度和黏土矿物百分比等关系定性分析显示,本区∑REE的物源主要由陆源岩石控制,弱水动力和细颗粒度都对应较高含量的∑REE。结合北部湾海底沉积物的位置、砾石含量、砂含量、粉砂含量、黏土含量和黏土矿物含量训练出来的BP神经网络在控制变量的情况下定量分析各影响因子与∑REE的关系,获得单个影响因子与∑REE的关系曲线。这些关系曲线揭示了北部湾沉积物中稀土元素与各影响因子的联系,所获结果与定性分析结果基本一致,该方法能够通过自主学习,自动判断并定量计算,有助于识别每一个因子对稀土元素含量影响的大小,是如何控制∑REE的分布,从而根据曲线的变化规律结合实际情况去推断区域的环境变化及地质演变,对稀土元素的富集和分散分析提供有益的理论指导。     

台西南海域表层沉积物元素地球化学特征及其物源指示意义

对南海台西南海域表层沉积物的常量、微量元素含量分布变化特征、元素相关性以及元素组合特征进行了分析。结果表明,SiO2和Al2O3是研究区表层沉积物中的最主要组分,元素的含量与水深、粒度存在明显的相关性;R型因子分析识别出3个元素组合,分别代表细粒的陆源碎屑沉积组合、粗粒的生物碎屑组合和细粒的生物碎屑组合;研究区表层沉积物的物质来源主要有陆源和生物源两种,以陆源为主。