广西贵港岩溶地质高背景区富含铁锰结核土壤的矿物学与重金属地球化学特征

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。     

中太平洋铁锰结壳中的微生物和烃类

自1873年在深海发现铁锰结核以来,在许多海域均发现了丰富的铁锰结核和结壳.以往的研究表明,太平洋铁锰结核是一种微生物岩~([1-4]).微生物以其特有的生物结构构成铁锰结核的骨架或以生物有机体形式赋存于铁锰结核中~([3,5]).     

武汉黄棕壤中铁锰结核的环带构造、元素富集特点与环境变化意义

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     

太平洋铁锰结核富集区沉积物的元素地球化学特征

尽管对大洋铁锰结核的成因的认识还未统一,但几乎一致认为结核的形成与沉积环境密切有关,结核中部分元素来自沉积物。因此,探讨铁锰结核富集区沉积物的元素地球化学特征,对研究大洋铁锰结核的形成机制具有重要的意义。近年来,作者利用我国首次大洋铁锰结核调查所取得的沉积物及某些间隙水的化学资料,通过把结核相对富集区的沉积物,与河口陆架及贫结核区(太平洋西部、南纬2—8°,     

西安地区S4古土壤剖面中古水分指标与水环境研究

通过野外调查和实验分析,在西安蓝田安村黄土剖面S_4古土壤剖面中发现了具有指示当时土壤水分含量、地下水富集和水分循环的铁锰结核、针铁矿[α-FeO(OH)],在西安地区确定了风化淋滤黄土层和显著迁出了土壤黏化层的CaCO_3结核淀积层。针铁矿呈褐黄色薄膜分布于土体表面,含量可达3.3%。铁锰结核呈黑褐色球形,电镜下多呈结晶粒状,铁锰成分含量很高。针铁矿和铁锰结核富集层厚0.6m,形成于紧靠地下水的位置。通过研究提出了铁锰结核和风化淋滤黄土层及CaCO_3结核淀积层可作为恢复土壤古水分含量的重要指标。针铁矿、铁锰结核和风化淋滤黄土层的形成以及CaCO_3结核与红色铁质胶膜的迁移深度指示,在S_4古土壤发育时期,西安地区为亚热带气候,当时年平均气温为15~16℃,年平均降水量在900~1000mm之间。那时秦岭失去了亚热带与温带气候分界线的作用。在S_4古土壤发育时期,西安地区土壤重力水分布深度达到了3.3m,当时土壤水在经过蒸发与蒸腾消耗之后,3.3m深度范围内剩余的土壤平均含水量一般为25%左右,在针铁矿和与铁锰结核发育层位含水量接近饱和(50%左右)。当时土壤水分非常充足,水分循环正常,水分平衡为正,有较多水分补给地下水,适于茂盛森林植被发育。本文所确定的古含水量指标为国内外第四纪土壤含水量、水分存在形式与水循环研究提供了标准和方法。     

北太平洋几块锰结核的初步研究

锰结核,也有人称作多金属结核、锰团块、锰矿球、锰瘤(或锰结瘤)等,即是以锰或铁、锰为主兼赋存有铜、钴、镍等多种稀贵金属的结核状矿石。深海(大洋)底锰结核分布范围广,世界几个大洋中3000—6000米海底多有分布。其中以太平洋底最为富饶,蕴藏量巨     

广西岩溶区土壤铁锰结核重金属富集的地质特征

广西岩溶区农田土壤重金属污染形势严峻。该地区土壤含有大量铁锰结核,其主要成分为铁和锰的氧化物,对重金属有着较强的富集作用。铁锰结核伴随着土壤形成过程而产生,也是反映土壤形成过程及成土环境变化的良好载体。研究铁锰结核中重金属的富集特征有助于了解广西岩溶区土壤中重金属元素的富集过程和富集特征。文章对广西柳江和桂平的土壤与其中的铁锰结核进行了成分分析,通过微量元素分析得到铁锰结核对Ni、Cu、Cd、Zn、Pb、Co、Ba、As、Cr等重金属元素的富集特征,通过Ti/Al2O3的比值关系推断了铁锰结核与土壤的物质来源。此外,还对铁锰结核进行了激光共聚焦显微拉曼光谱仪（Laser Microscopic Confocal Raman Spectrometer）、扫描电镜和能谱仪（SEM-EDS）分析。通过铁锰结核内部同心环带状圈层结构及其内部的元素分布周期性变化的特征,推测结核形成机制。铁锰结核的形成固定了大量重金属元素,减轻了土壤重金属污染负担;但如果铁锰结核发生了溶解则会导致Mn及受其控制的部分重金属（Co、Cu、Ni、Ba）重新释放回到土壤,加重重金属污染。     

贵州关岭新铺地区铁锰结核的初步研究

本文简要叙述了关岭县新铺地区晚三叠世瓦窑组下部含锰层位及其铁锰结核产出的地质背景和宏观特征 ,并较详细地论述它的地球化学特征。认为该铁锰结核有别于现代大洋沉积的铁锰结核或铁锰结壳 ,是Mn和Fe含量中等、Mn∶Fe >1、富LREE、贫多金属的复合成因铁锰结核 ,可能是早期热水成因的铁锰沉积物经后期风化淋滤作用而成的     

罗加湖的铁锰结核

湖泊沉积物中的铁锰结核,目前报导的还很少,对其了解也很不够。1979年笔者在罗加湖工作时首先发现了湖底沉积物中有铁锰结核,并开始对它的物理性质,化学成分进行观察测定。现将罗加湖铁锰结核的一些情况介绍如下。     

基于高斯混合模型的太平洋深海盆地多金属结核成因分类

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。     

潜力巨大的海洋矿产资源

该文简要论述了铁锰结核、富钴结壳及海底气体水合物矿产的地质特征、分布、巨大的蕴藏量以及开发研究的意义。     

我国太平洋深海沉积研究综述

总结了我国对太平洋深海沉积物组成、分布、形成及深海沉积中宇宙尘、海洋沉积通量、铁锰结核的研究成果,指出了在全球变化研究中太平洋深海沉积的研究课题。     

洋底铁锰结核和结壳的平均化学成分

根据文献资料和原始资料，确定了太平洋，印度洋和大西洋铁锰结核中常量和微量元素的平均含量。计算了太平洋海底山的微型铁锰结核，海底结构和含钴铁锰结壳的平均成分。为了对比，援引了洋底结核和结壳热液形成物的成分资料。对上述各形成物类型指出了其化学成分的最典型特点。     

南海海盆与外陆坡锰结核的特征及地球化学研究

1979—1985年,我们在南海进行海洋沉积调查时多次发现锰结核。结核有结核状、团粒状、生物状及结壳状等。主要分布于18°—21°31′N、115°—118°E的水深1500—4000m处,即外陆坡区及中央海盆区的北缘,呈不连续分布,其丰度变化较大。在宏观上,北部海区较南部海区分布广泛些,而海盆区又较陆坡区分布普遍。在区域分布上,不同的类型也有较睨显的差异。如:结核状主要分布于东沙群岛的东北部平缓的陆坡区;团粒状主要分布于中央海盆区;生物状则多分布于陆坡区及中、西沙群岛周围。     

深海稀土元素成矿机理初探

<正>海底矿产作为REY(稀土元素和钇)的重要来源,吸引大量研究人员的兴趣。针对稀土元素在深海软泥和结核结壳的分布和性质进行的众多调查结果显示稀土资源异常丰富。然而,目前针对其成因仍有很多争议。Bernat(1975)发现锰结核样品显示为Ce正异常且稀土丰度是鱼残骸的1/10。钙十字沸石的稀土含量比鱼残骸低两到三个数量级。Toyoda和Tokonami(1990)对鱼残骸和磷灰石颗粒的赋存状态     

黎塘岩溶区土壤铁锰结核的地球化学特征研究

对黎塘岩溶区土壤铁锰结核的地球化学特征研究表明:与土壤相比,铁锰结核的化学组成中仍以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主,但Fe2O3的含量明显增加,成为铁锰结核中含量最多的氧化物,MnO含量也有一定程度增加,它们富集系数分别为5．19和3．40;铁锰结核对重金属具有明显的富集效应,其富集顺序为Cr（M）〉Pb〉Co〉Zn〉Ni〉Ba〉Li,它在土壤中的含量受成土母质及浅层地下水活动的影响。元素的相关分析及因子分析表明,铁锰结核在形成过程中还具有成核富集效应、专性吸附效应和成核易淋溶效应。      

安徽淮北平原钙质结核土分布及成因年代研究

提出了钙质结核土的概念,并详细研究了安徽淮北平原钙质结核土的分布规律、成因年代以及钙质结核的类型。通过地质调查、试验和勘探,并参阅工程勘察报告和文献资料,分析了安徽淮北平原钙质结核土的埋藏和分布规律,绘制了淮北平原钙质结核土平面分布图及典型地层剖面图。钙质结核土分布在淮北平原河间地块、洼地及黄泛平地上,结核层的埋藏标高与地面标高变化基本一致。在剖面上,从上到下,钙质结核一般为雏形钙质结核、完形钙质结核和钙质硬磐层,其粒径和含量随深度增大而增大,在常年地下水位附近常形成钙质硬磐层;根据14C测定的年龄分析,在剖面上,雏形钙质结核、完形钙质结核和钙质硬磐层三种形态的钙质结核年龄逐渐增大     

大洋锰结核中钴的赋存状态及提取实验研究

为合理有效地提取和利用大洋金属资源,在对大洋锰结核化学成分及矿物组成进行测定的基础上,采用分布溶解法对钴的赋存状态进行了分析.选择还原氨浸法对大洋锰结核中的多金属进行了浸取实验,并用铵黄铁矾法对浸取液进行了除铁及用硫化沉淀法对钴进行分离提取等实验.结果表明:大洋锰结核中钴的质量分数可达0.30%,且主要以硅酸钴、氧化钴和硫化钴的形式存在.氨浸提取可以有效地使金属离子从结核中溶出,其中钴的浸出率最高可达93.25%;铵黄铁矾法可将浸出液中的铁全部去除.提取的硫化钴中除含有少量铬外未见其它杂质元素.     

南海东部次海盆海山链多金属结核(壳)地球化学特征及成因

为了进一步解释南海不同区域内多金属结核（壳）的地球化学特征与成因,对东部次海盆黄岩?珍贝海山链上新获取的多金属结核（壳）样品进行了X光衍射、X荧光光谱测试、SEM-EDS分析和X Series2 ICP-MS测试,详细分析了样品的矿物组成、地球化学成分特征. 结果表明,矿物组成为水羟锰矿、石英、斜长石等;主要造岩元素中Si、Al含量较高,与陆缘碎屑物影响较大有关;富含Mn、Fe、Co、Ti、Ni、Pb、Sr等多种金属元素,相比南海其他区域,具有中等的Fe、Mn含量特征,地化元素特征与南海西北陆坡发现的铁锰结核（壳）相似;稀土元素具有总量高（平均2 070.01×10-6）的特点,高于南海北部其他样品,与西太平洋结壳稀土含量接近（接近工业品位）,指示了重要的稀土资源前景. 结核Be同位素结果指示该区铁锰结核生长时代为1.17~8.51 Ma,形成于晚中新世大量火山喷发之后,因此水成作用是南海东部次海盆海山链结核（壳）的主要控制作用,而陆源物质的输入、火山作用和高压富氢离子海水的浸取作用都为结核（壳）的形成提供了有利的沉积环境.      

海底锰结核微生物荧光显微特征初步研究

对东太平洋海底锰结核的显微荧光研究发现,其中发育大量微生物“活体”,且与锰结核的形成密切相关。根据形态初步确定了两类微体菌类,其一为丝状菌,呈弧状或同心圆状向外逐层生长,形成表面光滑的结核;其二为丛状菌,形成不规则菜花状且表面粗糙的结核体。也常见两种菌类交互生长,形成各种形态复杂的结核体。