铁锰结核结壳生长过程的一种理论假设

铁锰结核成矿物质的直接来源是大洋底层水和沉积物孔隙水，结壳只有底层水，因此，底层水和孔隙水的物理化学特征就成为理解铁锰结核（壳）成矿作用特征与过程的关键。铁锰结核（壳）内部构造的两个明显特征是：①韵律性的环状纹层构造，和②树枝状构造，这两种构造是典型的远离平衡的非线性地质作用的产物。正常情况下，海底水—沉积物界面系统的底层水、孔隙水中Ｍｎ、Ｆｅ是不饱和的。因此，铁锰结核（壳）不可能在平衡状态下连续生长。本文提出铁锰结核（壳）生长的自反馈“振荡式”模型。     

赤道太平洋东北部充氧深海沉积环境中成岩铁锰结核的生长

深海矿物沉积物,如铁锰结核和结壳,热液沉积物等,由于具有较高的经济潜力（尤其是出现于Ｃ—Ｃ区的铁锰结核）人们对其进行了最广泛的研究。Ｃ—Ｃ区中的成岩铁锰结核与水成结核相比富集１０Ａ°－水锰矿、Ｃｕ和Ｎｉ。然而,Ｃ—Ｃ区沉积物的孔隙水中富含溶解氧（有数十个μＭ）,其氧化还原条件不适合于过渡金属的再活化作用。ＫｌｉｎＲｈａｍｍｅｒ等（１９８２）断定中赤道太平洋的成岩铁锰结核中的Ｍｎ不是通过孔隙水向上扩散来供给的。Ｇｒａｙｂｅａｌ和Ｈｅａｔｈ（１９８４）根据沉积物的淋滤顺序,也报道了在目前的充氧深海…     

论海洋底铁锰结核（壳）核心物质的起源

本文论述了海洋底铁锰结核（壳）核心物质的起源。不仅剖析了铁锰结核（壳）核心物质的研究历史与现状，时空分布及其属性，而且揭示了铁锰结核（壳）核心物质的起源、演化、现今性状与内在的规律性联系；同时还建立了铁锰结核（壳）五元核心物质分类模式；并且提出了铁锰结核的积成、裂解、再生和再造等一系列观点，指出了在铁锰结核（壳）矿床学研究领域的理论和实际意义。     

过渡金属元素Cu、Co、Ni在铁锰结核(壳)中富集的控制因素

在不同生成环境下生成的铁锰结核(壳)吸收不同的过渡金属元素。在成岩作用形成的铁锰结核中,Cu、Ni主要以锰相形式存在,而Co则以铁相的形式存在;在水成作用形成的铁锰结核(壳)中Cu、Co、Ni均以锰相的形式存在。这些过渡金属元素在成岩作用形成的结核中的存在与铁锰结核(壳)中锰矿物和铁的氧化物、氢氧化物的晶体化学特征密切相关,而在水成作用形成的铁锰结核(壳)中的富集与锰矿物和铁的氧化物、氢氧化物的晶体化。学特征关系不大。同时铁锰结核(壳)中锰矿物和铁的氧化物、氢氧化物又严格地受结核(壳)的生成环境的制约,因此,过渡金属元素Cu、Co、Ni在铁锰结核(壳)中的富集在一定程度上受结核(壳)生成环境的控制。     

海洋生物生产区沉积物中锰矿石生成作用的特点和地球化学

以研究铁锰结核表层（〈2mm）以及采自结核周围沉积物表层（0-7cm）中4个粒级锰质微结核为例，探讨了赤道太平洋北部沉积物中自生锰矿石的生成过程。展示了结核成分的不均一性。采自其侧翼水一沉积物边界上的样品中Mn／Fe的比值最大。     

南海铁锰结核(壳)的地球化学特征

本文研究了南海中部铁锰结核(壳)的地球化学特征。南海铁锰结核(壳)以高Mn富Ni为特征。但不同沉积部位的铁锰结核(壳),化学成分也有一定的差异,这是受不同沉积区的物源特性,地化环境差异和沉积成矿过程中环境的变化所影响的结果。     

胶州湾海水-沉积物界面氮、磷、铁的地球化学特征

对胶州湾底层水溶解氧、总氮、总磷、溶解无机氮、活性磷酸盐、铁及孔隙水中溶解无机氮、磷酸盐、铁和沉积物粒度、有机碳进行了分析。结果显示除铵氮外,孔隙水浓度明显高于底层水中浓度,其中硝酸氮、亚硝酸氮、活性磷酸盐、铁在孔隙水中的浓度分别为在底层水中浓度的17.8、9.3、12.5、7.7倍,暗示孔隙水中的物质可能向上覆水体扩散。在横向上,底层水及孔隙水中硝酸氮、亚硝酸氮、铵氮、活性磷酸盐都呈东岸高西岸低的分布规律,在西南部出现低值。Fe在底层水及孔隙水中的分布规律为东低西高,然而在沉积物中则与此正好相反。氮、磷、铁主要补给源有河流输入、工业生活污染排放、海洋生物自身分解以及孔隙水的释放。影响氮、磷、铁分布的主要因素为物源、河流输入及水动力条件,同时受到沉积物粒度的制约。相关分析显示,溶解氧、有机碳、铁对水体中磷及氮的分布具有某种制约作用。     

南海铁锰结核(壳)的稀土元素地球化学

于1987年5—6月间,中、西德在南海进行地球科学调查,获得5个铁锰结壳、6个铁锰结核样品。本文在利用X荧光法测定15个稀土元素的基础上,对南海铁锰结核(壳)的稀土丰度、配分模式与伴生元素的关系以及稀土的来源作了较为详细的探讨。研究表明,南海铁锰结核(壳)的平均丰度为1625×10~(-6),铁锰结核为2167×10~(-6),分别要比太平洋结核高1—2倍,比太平洋北部沉积物高3—4倍,比南海沉积物高10—20倍;结核和结壳的稀土经球粒陨石标准化后的配分模式基本相同,Ce正异常,Eu亏损不明显;与伴生元素、沉积物及岩石稀土对比研究表明,结核(壳)中稀土主要来自南海中酸性岩类风化、淋漓后缓慢沉积。     

雅浦海沟南缘铁锰结核矿物与地球化学特征及其成因研究

本文采用X射线衍射、全岩地球化学和电子探针等测试方法,对雅浦海沟南部附近海域获得的铁锰结核样品进行了显微构造、矿物和地球化学分析,并探讨了其成因。结果表明:铁锰结核的显微构造主要包括平行纹层构造、柱状构造、叠层状构造和同心环状构造;显微构造和探针结果显示铁锰结核在生长初期处于底部海洋动力比较强烈的环境,后期生长环境逐渐趋于稳定;铁锰结核的矿物组分以水羟锰矿、钠水锰矿、石英和钙十字石为主;样品中Fe、Mn元素含量较高且含量比较接近,Cu、Co、Ni和REE相对富集,REE分布模式整体比较平缓并都出现较强的Ce正异常和重稀土元素亏损现象;文中两块铁锰结核都为水成成因,成矿物质主要来自同期的海水沉淀,同时也受一定海底火山物质和陆源风尘物质的影响。     

太平洋北部铁锰结核与细菌关系的初步研究

本文通过对太平洋北部17个站位铁锰结核、间隙水、沉积物和细菌资料的初步研究表明:研究区铁锰结核中Mn主要来自间隙水中Mn~(m )的扩散,而间隙水中Mn~(2 )主要来自沉积物中Mn~(4 ),在细菌的媒介下,参加了沉积物中有机碳的矿化反应,接收了沉积物中某些有机物的电子后被还原。因而提出细菌在太平洋铁锰结核生长及形成过程中起了重要作用。     

海洋同位素示踪技术的研究进展

海洋同位素示踪技术是利用各种同位素组成的变化特征作为示踪剂，揭示海洋各种沉积作用过程中不同物质来源及其不同源区的混合状况。近年来，铅、锶、钕和锇同位素示踪技术已应用到海洋科学研究的诸多领域，尤其在海洋沉积物和大洋锰结核（壳）中这方面的研究已有了很大的进展。     

北冰洋喀拉海的铁锰结核

在喀拉海薄饼状铁锰结核中主要由钠水锰矿（布塞尔矿－１）组成的含铁层和主要由似细菌状原生氢氧化铁颗粒形成的含铁层互层。在研究这些浅海成岩结核的矿物学，结晶化学和化学成分的基础上可以推测，它们形成于度层水活动性的周期性变化，妈海底沉积物堆积及其被底流冲刷交替出现的条件下。     

太平洋水——沉积物系统氢氧同位素与海洋环境

通过太平洋水、孔隙水和沉积物等的氢氧稳定同位素研究,太平洋不同地区和不同水层所处环境的差异,导致氢氧同位素的组成也不同,海水、孔隙水和沉积物的同位素组成有较大差别。同位素组成表明,大洋底层水反映了南极表层水流的特征,并且受到冰冻效应的影响,故太平洋底层水的来源主要是贫＾１８Ｏ和贫氘的富氧南极流。底层水的氢氧同位素组成表明,中太平洋和东太平洋底部处于富氧环境中,这种环境有利于好气性微生物的发育和繁殖     

海洋孔隙水的硫酸盐剖面在底层气体水合物甲烷通量中的指示

海洋孔隙水的硫酸盐剖面在底层气体水合物甲烷通量中的指示ＷａｌｔｅｒＳ．Ｂｏｒｏｗｓｋｉ等微生物硫酸盐的减少，微生物沼气的产量，和气体水合物的形成与深海、大陆边缘沉积物中出现的成岩作用紧密联系（Ｐａｕｌｌ等，１９９４）．气体水合物是由水和低分子量气体（...     

海洋浅表层沉积物和孔隙水的天然气水合物地球化学异常识别标志

天然气水合物是一种赋存在低温,高压条件下海底沉积物中的规模巨大的新型能源,研究表明,地球化学是识别海底天然气水合物赋存的一种有效方法。国际上通过分析由大洋钻探采上来的柱状沉积物和孔隙水的地球化学异常,已建立了一套较为成熟的地球化学识别方法。但是,在没有钻井岩心的情况下,如何通过浅表层（＜20m）沉积物和孔隙水及底层海水的地球化学分析来识别海底可能存在的天然气水合物,是国际国内天然气水合物勘查中面临的一道难题,通过对国际上已有数据和资料的全面总结,尝试提出了一系列在海底浅层条件下识别天然气水合物赋存的地球异常标志,包括底层海水的烃类气体及其同位素组成异常,沉积物有机碳和水的含量异常,沉积物中孔隙水的元素和同位素组成异常,沉积物中气体含量异常及沉积物中自生碳酸盐矿物的化学和同位素组成异常等。这些标志的建立将有助于在我国海域开展天然气水合物的勘查工作。     

海底水－沉积物界面系统中稀土元素的变化及配分特征

本文利用“大洋多金属结核调查”期间“海洋４”号调查船ＨＹ_４－８７１、８８１航次在东太平洋海盆取得的底层水、沉积物、间隙水及多金属结核样品，对比研究了稀土元素（ＲＥＥ）在海底水－沉积物界面系统不同物质相中的分布变化及配分特征。结果表明，在大洋氧化性沉积物间隙水中ＲＥＥ相对于底层水亏损。除Ｃｅ外，沉积物与多金属结核ＲＥＥ含量较为接近。底层水、沉积物、间隙水ＲＥＥ配分特征极为相似，都表现出中稀土相对于轻、重稀土的轻度分离和富集，Ｃｅ表现为负异常。多金属结核中中稀土也有类似的富集倾向，但Ｃｅ主要表现为正异常。随深度的增加，沉积物ＲＥＥ含量增加，但其配分模式不变。     

海岸沉积物中微量金属的早期成岩作用行为用作指示过去生成环境的变化

沉积物中有机质在氧化降解作用时，结合态金属Ni、Cu和Cd被释放入孔隙水中和返回水柱中．海岸沉积物的最上部沉积物层的孔隙水中，溶解的Cu．Ni和Cd通常比底层水富集．在较深的缺氧沉积物中，溶解的金属含量一般较低．     

铁锰结核中锰矿物的相变研究

铁锰结核由于其潜在的经济价值，近年来研究的程度日益提高．至今为止，虽然有许多学者对其矿物组分进行了测试分析（如Easton1986；Boldton等，1988；Meanceau1992），但铁锰结核中锰矿物相类型、化学成分、晶体结构等均未研究清楚．本项研究分析了在海洋环境下形成的初始锰矿物相和铁锰结核矿物的相变及其成因解释，以期为了解铁锰结核的形成和矿物相的变化提供更进一步的参考资料．研究的天然铁锰结核样品是《海洋四号）｝HY4－861、871、881H个航次从太平洋中部7”N－12”N，176”E一178”E采集的．根据结核的形态和产出特征，将其…     

大洋铁锰结核的微生物成矿过程及其研究进展

深海铁锰结核作为世界上潜在的巨大金属宝库已成为当今开发海底矿藏的热点，因而深入了解铁锰结核成矿过程成为其开发利用的先决条件。研究发现多金属铁锰结核中的铁锰矿物不仅仅是由单纯的物理作用形成的，同时也包含了海洋生物驱动的生物矿化的过程。本文介绍了运用分子生物学、矿物学和地球化学等多学科的研究方法对大洋中铁锰的生物成矿过程和成矿特征的研究。深海铁锰结核的生长速率缓慢且其生长演化伴随着微生物群落的活动，因此结核的生长过程同时也记录着不同时期微生物群落结构的变化并生成了大量的微生物化石。在铁和锰的生物矿化过程中，细菌可以通过酶促反应氧化Fe（Ⅱ）和Mn（Ⅱ），同时可能伴随生物能量的生成，此外微生物还可以通过非酶促反应的方式促进Fe和Mn的富集沉淀。这些研究表明生物矿化作用在大洋铁锰结核成矿过程中有巨大贡献，对大洋铁锰结核的生物成因过程提供更加全面准确的理解，从而为今后进一步充实大洋铁锰结核的生物矿化理论及其开发利用提供依据。     

东北太平洋海盆铁锰结核分布规律

地我国东北太平洋海盆铁锰结核开辟区（ＤＹ８５－１、ＤＹ８５－３航次调查区）的系统取样和对铁锰结核富集的沉积环境条件的分析研究结果表明，研究区的呼种沉积环境中的铁锰结核分布是不均匀的，具有较高经济价值的铁锰结核分布在水深５０００－５２００ｍ、硅质粘土分布的海底丘陵地区。