中太平洋(CC区)海底沉积物中稀土元素的测试及其分布模式研究

本文研究了中太平洋（ＣＣ区）海底沉积物中稀土元素的测试方法，样品经碱熔生成物沉淀分离后溶于盐酸介的南，再经阳离子交换树脂分离富集１５个稀土元素；并根据淋洗稀土元素溶液中所残存的杂质元素量，在人工合成稀土标准溶液中加入适量杂质元素进行补偿，用感耦等离子体直读光谱仪测试沉积物中稀土元素，取得满意结果，采用本文方法分析了中太平洋（ＣＣ区）不同类型沉积物中的稀土元素，并对其分布模式进行了研究。     

太平洋深海富稀土沉积物的分类及成因

深海富稀土沉积物广泛分布在西太平洋、东太平洋、东南太平洋、印度洋等地区。本研究对东太平洋克拉里昂-克里珀顿断裂带(Clarion-Clipperton Fracture Zone,简称CC区)的两个站位富稀土沉积物的矿物学与地球化学特征进行了分析,并收集了太平洋92个站位深海富稀土沉积物元素地球化学数据,依据地球化学特征,结合矿物组成,将太平洋深海富稀土沉积物分为富Al型、富Fe型、富Ba型等三个类型。富Al型富稀土沉积物广泛布在西太平洋地区,沉积物类型以沸石黏土为主,全岩Al₂O₃平均含量可达14.9%。富Fe型富稀土沉积物位于东太平洋海隆附近的东南太平洋和东北太平洋区域,沉积物中TFe₂O₃平均含量高达18.8%,部分样品呈现明显的Eu正异常,热液活动可能为稀土元素的富集提供了丰富的稀土元素及载体矿物。富Ba型富稀土沉积物主要分布于东太平洋CC区,沉积物类型主要是(含)硅质黏土,Ba平均含量可达8 092×10^-6。高Ba含量指示了沉积物形成时期所在海域可能具有很高的初级生...     

东太平洋CC区沉积物稀土元素特征及物源

对东太平洋CC区中西部33站表层沉积物进行了稀土元素(REE,包括Y)地球化学研究。结果表明,REE在沸石粘土中最富集,在硅质沉积物中含量明显偏低;所有沉积物样品中REE都存在Ce负异常和Eu正异常的轻稀土(LREE)亏损特征,表现为典型受到海水来源物质影响的REE配分模式;硅质粘土中Ce亏损程度、Eu正异常和REE富集程度都比硅质软泥更明显。与东区相比,西区沉积物中LREE、HREE(重稀土和钇元素)和∑REE(稀土元素总量)普遍偏高,LREE与HREE分异更明显,HREE相对更富集,LREE和Ce亏损更显著。研究区表层沉积物中REE主要来自海洋自生物质,同时受到陆源物质、海底火山物质的影响。     

东太平洋多金属结核中稀土元素的测试及其地球化学特征

本文研究了大洋多金属结核中稀土元素的测试方法.多金属结核这种特殊地质样品,含铁、锰一般在20%～40%左右,而铁、锰属富线光谱元素,对稀土元素谱线均有干扰.本文根据样品特性,仅取250mg多金属结核样品,碱熔后,通过小型阳离子树脂交换柱,采用不同类型酸和不同酸度,洗脱交换柱上的杂质和稀土元素,使稀土元素与杂质元素分离.采用此方法测试国家一级多金属结核标准物质GBW07249中的稀土元素,取得了满意结果.同时利用本法测试了东太平洋多金属结核中稀土元素,并对其地球化学特征进行了初步研究.     

深海富REY泥中稀土元素赋存载体及其富集机制研究进展

综合前人发表的关于太平洋、大西洋以及印度洋等深海沉积物中稀土元素含量的数据,本文较为系统地阐述了全球深海富REY泥(REY-rich mud)的分布,分析了不同沉积环境下富REY泥中稀土元素的赋存载体及其控制因素,并进一步探讨了赋存载体中稀土元素的富集机制。研究发现深海富REY泥主要分布在太平洋和印度洋的深海盆地中,其中西北太平洋南鸟岛附近海域沉积物中稀土元素最为富集,是较为有利的稀土资源勘探潜力区。邻近热液区,深海沉积物中稀土元素含量受热液活动影响较大,稀土元素的主要赋存相是Fe-Mn水合(氢)氧化物,可能是热液流体扩散过程中,颗粒物中的Fe-Mn水合(氢)氧化物等吸附(scavenge)海水中的稀土元素所致。而在远离热液区的正常深海富REY泥中,高磷含量以及低沉积速率是导致其稀土含量相对较高的主要因素,赋存载体主要是生物成因磷灰石(鱼牙骨碎屑)。在磷灰石早期成岩阶段,海水和孔隙水中的REY进入磷灰石,在羟基磷灰石晶格中REE~(3+)与磷灰石中的Ca~(2+)发生类质同象替代:REE~(3+)+Na~+?2Ca~(2+)和REE~(3+)+Si~(4+)?Ca~(2+)+P~(5+),使其不断地富集稀土元素,但这还需要进一步研究。     

中太平洋富钴结壳稀土元素的地球化学特征

利用"大洋一号"调查船在中太平洋不同海区调查时获取的18个富钴结壳样品,采用化学分析及ICP-AES分析法,对中太平洋海区富钴结壳稀土元素的含量、分布特征、配分模式以及来源进行了分析和研究,结果表明:(1)中太平洋海区富钴结壳中稀土元素含量异常高,总量为1703×10-6～2879×10-6,约为正常深海沉积物、有孔虫核壳和海水中稀土元素含量的10～100倍,与莱恩群岛和夏威夷群岛海区结壳中稀土元素的含量接近,且明显高于约翰斯顿岛、马绍尔群岛和南中国海等海区结壳中稀土元素的含量;(2)中太平洋海区富钴结壳中稀土元素的配分模式基本相同,轻稀土元素富集,尤其是Ce元素相当富集,呈较为明显的正异常,而重稀土元素则普遍亏损;(3)中太平洋海区富钴结壳中稀土元素与海水中稀土元素的配分模式为明显的镜像关系;(4)中太平洋海区富钴结壳中稀土元素总量与Mn呈显著正相关,与Mn/Fe相关不明显,反映出研究区结壳中的稀土元素主要来自于海水和上覆水的缓慢沉积以及火山喷发、洋底玄武岩风化淋漓和生物化学沉积。     

山东半岛东北部滨浅海区表层沉积物的稀土元素及其物源判别

对山东半岛东北部滨浅海区306个海底表层样品进行了稀土元素含量和粒度测试,从稀土元素的角度出发,探讨了研究区表层沉积物的稀土元素地球化学特征及其物质来源。结果表明,表层沉积物中稀土元素总量的分布与沉积物类型有良好的对应性。高值区呈舌状由西北向东南伸展,正好对应粉砂类型区;而低值区则对应于砂质粉砂和粉砂质砂,说明了本研究区稀土元素分布基本遵循“元素粒度控制规律”。研究区沉积物的稀土元素球粒陨石标准化和上陆壳标准化配分模式与黄河沉积物非常接近;基于若干稳定元素比值的计算对比,验证了研究区沉积物与黄河入海沉积物具有相同的物源区。     

大西洋沉积物和铁锰结核中稀土元素和钍的地球化学

在绝大部分研究海洋沉积物稀土元素地球化学的工作中 ,作为研究对象的是太平洋底质。我们认为其原因是太平洋中海洋成岩作用类型表现较明显。对此 ,巨大的海洋面积起了促进作用 ,因此海洋中物质分异程度较大 ,远洋环境和沉积物类型的多样性也较突出。大西洋沉积物稀土元素的行为研究较少。现有资料不能满足了解稀土元素在大西洋沉积物中的分布机制。众所周知 ,随着进入远洋区 ,钍堆积在沉积物中。这种堆积与沉积物中水成组分的增加有关。对于大西洋沉积物来说 ,有关钍含量的资料还相当少。大西洋中铁锰结核广泛分布。在加拿利、北美凹陷中 ,…     

东太平洋表层沉积物中锐钛矿、重晶石矿物的发现及其指示意义

东太平洋以其发育大洋多金属结核而长期以来倍受地质学家关注,国内外在该区对多金属结核及相关的沉积物、沉积环境、古海洋学等进行了大量的调查研究[1～6],取得了许多重要的研究成果.在此基础上,笔者利用先进的电镜分析测试技术(包括电子衍射技术),对东太平洋克拉里昂和克利伯顿两条断裂带之间的CC区沉积物进行了系统的矿物学研究,在研究中发现了重晶石和锐钛矿矿物.本文将简要报道对这两种矿物的形貌和结构标型特征进行研究的结果,并初步探讨其成因[1].     

太平洋东部深海沉积物稀土元素地球化学

通过对太平洋东部CC区深海沉积物的稀土元素研究发现:该区沉积物的REE含量较高,普遍具有较小的Eu正异常和较大的Ce负异常;不同类型沉积物中的稀土含量、比值和分布模式存在着差异,这种差异主要取决于沉积物组分的不同;沉积物的来源有自生源、火山源、生物源和陆源,稀土元素主要是通过自生组分富集的,区域上,Ce异常值低处,Eh值高,为强氧化环境区,也是南极底层流的流经路径,是多金属结核富集的有利地区。     

中太平洋北部沉积物中微量元素的地球化学

本文报道了中太平洋北部沉积物中微量元素(Li,Rb,Sr,Cr,Cu,Zn,Pb和V)的含量,并讨论了它们之间以及元素分别与沉积物类型和沉积环境之间的关系。研究结果表明,大多数微量元素的含量受沉积物类型、沉积物粒径大小、水深和pH等因素制约。另外,微量元素的含景与微锰结核丰度密切相关。元素Sr与Ca和CaCO_3的含量成正相关,而且与其它元素成负相关。     

山东半岛南部近岸海域表层沉积物稀土元素的物源指示

通过对山东半岛南部海域147个表层沉积物样品和周边入海河流46个表层沉积物样品粒度与稀土元素(REE)测试分析,系统地研究了该区稀土元素分布、δEu和δCe异常以及稀土元素的球粒陨石标准化和上陆壳标准化配分曲线特征等。结果表明,研究区沉积物REE呈现轻稀土元素(LREE)富集、重稀土元素(HREE)平坦以及中等程度的Eu异常等特征。对代表站位与长江、黄河及周边中小入海河流沉积物的稀土元素分析对比,利用以Ce/La和Sm/Nd作为对比元素的FD判别函数分析,以及对一些在地球化学环境中比较稳定元素的比值进行了验证比较,初步判别研究海区的表层沉积物物质来源以现代黄河沉积物质为主,周边中小河流也对其物源产生一定的影响。     

东太平洋CC区西区表层沉积物黏土矿物和地球化学特征

本文以太平洋CC区西区12个表层沉积物样品作为研究对象,对其粒度、化学组分和矿物成分进行分析,讨论其沉积环境和物质来源。研究区地处深海,主要以深海黏土和硅钙质黏土为主,含有少量的硅质黏土、黏土质硅质软泥和黏土质钙质软泥。黏土矿物成分主要是蒙皂石和伊利石,含有部分的高岭石和绿泥石。黏土矿物组成表明,区内沉积物主要是陆源,由高空气流携带而来,南极底流和热液活动对其物源的来源有一定影响。沉积物地球化学特征也表明,物源以陆源为主,稀土元素分布曲线和北太平洋表层海水稀土曲线类似,且表现出强的Ce亏损,表明生物活动导致的生物沉降对表层沉积物也有一定的影响。     

东菲律宾海表层沉积物中元素的赋存状态

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。     

西菲律宾海表层沉积物稀土元素地球化学特征及物源指示意义北大核心CSCD

西菲律宾海地质作用复杂,其表层沉积物稀土元素地球化学特征对其沉积物来源具有明显指示意义。基于西菲律宾海吕宋岛至九州帛琉洋脊之间海域表层沉积物样品的常量元素和稀土元素组成,通过对不同类型沉积区稀土元素组成、配分模式和稀土元素La/Yb和Sm/Eu比值进行研究发现,研究区沉积物中稀土元素组成受沉积物类型和物质来源控制,沉积物中黏土矿物、铁锰氧化物自生颗粒和磷灰石是稀土元素的主要富集相;吕宋岛与本哈姆高原之间海盆的沉积物含有来自吕宋岛蛇绿岩的物质,而中央裂谷以西海盆区和含结核黏土区沉积物主要由陆源风尘物质、海底火山物质和自生组分组成。     

庙岛群岛西部海域表层沉积物常量和稀土元素的分布特征及其物源指示意义

通过对庙岛群岛西部海域表层沉积物常量、稀土元素的系统研究,探讨了表层沉积物元素地球化学特征、控制因素及其物质来源。结果表明,庙岛群岛西部海域表层沉积物常量元素以SiO₂和A1₂O₃为主,SiO₂含量随着沉积物粒径变粗逐渐增大,Al₂O₃含量随着沉积物粒径变细逐渐增大。稀土元素(Rare Earth Element,REE)呈现轻稀土元素(Light Rare Earth Element,LREE)富集、重稀土元素(Heavy Rare Earth Element,HREE)平坦以及中等程度的Eu负异常等特征,轻重稀土分异明显,稀土元素球粒陨石配分曲线与黄河沉积物类似。通过因子分析和相关性分析发现研究区沉积物的元素含量主要取决于陆源碎屑,海洋生物沉积和化学作用对沉积物元素含量有一定的影响,元素含量基本服从粒度控制规律。物源判别结果显示,庙岛群岛西部海域沉积物主要来源于黄河物质和辽河物质,并且从南到北辽河物质的混合比例逐渐升高,黄河物质的混合比例逐渐降低。     

长江与黄河黏土粒级沉积物地球化学特征及其物源指示意义

本文对长江与黄河口黏土粒级沉积物主微量元素的地球化学特征进行了研究。结果表明:长江相对富集Al、K、Fe、Ti等常量元素以及Cr、V、Li、Zn、Ni和Rb等微量元素,黄河以高Ca、Sr和Ba为特征;长江沉积物中稀土元素含量高于黄河沉积物,长江与黄河黏土粒级沉积物中稀土元素的分馏程度相同,均具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾的球粒陨石标准化配分模式,上陆壳标准化配分模式为中稀土元素富集,黄河沉积物的Ce负异常和Eu正异常程度较长江沉积物偏弱。长江沉积物中元素含量变化较大,而黄河沉积物中元素含量较为稳定。黏土粒级沉积物的稀土元素更接近其物源区,2μm的黏土粒级沉积物中的REE可以作为判识长江与黄河沉积物的地球化学指标。ΣREE、δCe可以作为长江、黄河入海沉积物的判别指标。长江与黄河黏土粒级沉积物的地球化学特征受源区岩石类型、化学风化、水动力分选等因素的控制。化学风化引起河流沉积物相对其源岩发生地球化学分异,水动力分选使矿物在不同粒级沉积物中富集,从而引起地球化学组成在不同粒级沉积物中的分异。     

西菲律宾海表层沉积物稀土元素地球化学特征及物源指示意义

西菲律宾海地质作用复杂,其表层沉积物稀土元素地球化学特征对其沉积物来源具有明显指示意义。基于西菲律宾海吕宋岛至九州帛琉洋脊之间海域表层沉积物样品的常量元素和稀土元素组成,通过对不同类型沉积区稀土元素组成、配分模式和稀土元素La/Yb和Sm/Eu比值进行研究发现,研究区沉积物中稀土元素组成受沉积物类型和物质来源控制,沉积物中黏土矿物、铁锰氧化物自生颗粒和磷灰石是稀土元素的主要富集相;吕宋岛与本哈姆高原之间海盆的沉积物含有来自吕宋岛蛇绿岩的物质,而中央裂谷以西海盆区和含结核黏土区沉积物主要由陆源风尘物质、海底火山物质和自生组分组成。     

中太平洋北部表层沉积物的总β放射性及其分布特征的初步研究

本文应用FJ-332低本底β测量仪和FH-1906低本底NaI(T1)γ能谱仪,对中太平洋北部表层沉积物的总β放射性进行了定量分析和定性判别,并探讨了大洋沉积物总β放射性的分布与各种环境因子的相关关系,结合陆架浅海区沉积物放射性研究的有关资料,进一步证明海洋沉积物放射性调查研究必须与沉积环境、沉积物的理化特性等环境因子的调查研究相结合。     

中印度洋海盆富稀土沉积地球化学特征及富集机制研究

本文对中印度洋海盆深海富稀土沉积区两根柱样GC02和GC06开展了沉积物涂片观察,X-射线衍射分析,主量、微量和稀土元素分析,以及单矿物原位微区地球化学分析等,探讨了其地球化学特征、物质来源及稀土元素(REY)的富集机制。结果表明,GC02柱状沉积物类型为钙质黏土和沸石黏土,GC06柱状沉积物类型为钙质黏土、含沸石黏土和沸石黏土。稀土元素主要在含沸石黏土和沸石黏土中富集。北美页岩标准化(NASC)配分模式指示沉积物的REY主要来源于海水,矿物学和地球化学等特征表明该地区沉积物陆源组分可能主要源于澳大利亚的风尘物质。元素相关性和CaO/P₂O₅比值等指示了深海富稀土沉积中REY的主要赋存矿物为生物磷灰石(鱼牙/骨等),其次为铁锰微结核。本文总结和探讨了深海富稀土沉积的形成机制,完善了深海富稀土沉积形成过程的概念模型。