海底热液成矿活动研究的进展、热点及展望

海底热液活动研究进展迅速,热液矿化作用已成为当前国际地球科学最为活跃的研究领域之一。本文叙述了:(1)热液调查新技术、新方法、矿床赋存状态、主要类型以及热液矿化作用的研究进展:(2)当前国际研究的热点,包括海底热液矿床和构造岩浆背景、热液流体形成和金属浸析作用、热液沉淀过程中的金属分馏作用、热液排放与大洋的质重平衡等。最后强调加强海洋地球科学国内外合作的必要性。     

海底多金属硫化物矿床的主要特征

海底多金属硫化物由于含有贵金属而具有潜在的经济价值并,受到国际地质学家们的广泛关注。已经发现的矿点和矿床有一百多处,然而规模比较大的不足20处。相对于锰结核,多金属硫化物在海底产出的部位较浅,矿石中含有Cu、Zn、Ag和Au等,具有很高的经济价值。据粗略估计,已发现的大型矿床共含有一百万到五百万吨的块状硫化物。世界海底多金属硫化物矿床主要分布在东太平洋海隆、西太平洋构造活动带、西南太平洋以及大西洋中部的大洋中脊。海底多金属硫化物属于海底热液烟囱物,它是热液活动的产物,其成因机制涉及构造和岩浆活动与热液活动的关系,海水及水深以及沉积物与热液成矿的关系,岩水反应,热液地球化学,生物活动等。     

深海底热液活动研究热点

深海底热液活动是现代海洋地质科学研究的前沿热点, 我国这方面的研究工作刚刚开展, 亟需对现有研究成果进行总结。本文对海底热液活动的调查研究过程和现状进行了回顾, 重点分析了热液喷溢动力过程的理论研究成果, 从实测事件数据的研究成果中找出了影响热液柱的形态和分布的各种因素, 并对热液烟囱和极端温度微生物等海洋学研究热点进行了分析, 为深海热液活动调查和理论研究提供基础。      

现代海底热液过程及成矿

原始的海水成分、基岩的组分及结构、热源性质等因素决定着现代海底热液喷口系统的流体成分, 同时, 各种地质构造背景下的岩浆脱气作用也在不同程度上影响热液流体的组成.热液流体一旦喷出海底, 就能形成不同类型的热液沉积体, 包括高温流体形成的金属硫化物或硫酸盐烟囱体、热液丘以及由低温弥散流及非浮力羽流形成的含金属沉积物堆积体.高温烟囱体的形成受控于海水和热液的混合比例, 常常表现为典型的两阶段模式, 即先形成环状硬石膏表层, 然后在其内部发生富Cu硫化物的沉淀.这一模式在更大尺度上也可以观察到, 如TAG热液丘.含金属沉积物遍布海底, 除热液羽流外, 金属硫化物烟囱体在氧化环境中氧化蚀变的产物也是其重要来源.生物的活动贯穿于现代热液过程的始终, 并在烟囱体的形成、分解以及羽流的扩散沉淀过程中起到了重要作用.当前, 热液生物矿化机理、Lost City型热液场以及超慢速扩张洋脊的有关研究是海底这一系统研究的热点, 前两者研究能使人们更好地理解地球早期的演化和生命的起源, 而后者的考察和研究能进一步丰富海底热液成矿理论, 并有助于寻找更大规模的热液矿体.      

海洋资源——人类可持续发展的依托

广阔的蓝色海洋蕴藏着丰富的金属、能源和生物资源,除了传统的石油与天然气,近年来,一些非常规的资源受到全球性的广泛关注,并在国际上引起新一轮的"蓝色圈地"运动。大洋多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物、天然气水合物、深海热泉生物等新型资源具有很好的科研与商业应用前景,被誉为21世纪人类可持续发展的战略接替能源。在各种海洋资源可利用性分析的基础上,针对应用开发,提出的海洋资源开发中的重大科学理论与技术集成应引起科学界与管理部门的充分关注,包括深海生物资源商业应用开发的技术集成、海底热液成矿作用理论研究、水（热液）-岩反应研究、天然气水合物与固体金属矿产的识别与开采技术集成。海洋高技术是建立在现代海洋科技理论和相关技术领域最新成就基础上的综合技术体系,重大科技理论创新突破与技术集成将成为海洋科学与海洋工程发展的动力。     

世界海底多金属结核调查与研究进展

随着全球经济的发展,世界各国都面临着严峻的资源危机,而开发利用深海固体矿产资源已成为许多国家的重要选择。人们越来越意识到,海洋已经成为实现新世纪人类社会经济可持续发展的重要空间。随着中国大洋调查的进展,有必要系统梳理世界国际海域深海多金属结核资源调查历程、研究现状及进展。深海多金属结核资源作为可能是海底分布最广、储量最大的金属资源,历来得到国际和国内学者的广泛关注。近几十年的调查和估算表明,全球海洋中大约覆盖了54×106km2的多金属结核,有商业开采潜力的资源量达75×109t。但是很多海域涉及到具体区域性的资源调查工作还有待开展,同时在新的理论认识如热液成因和生物化学作用在多金属结核形成过程中的影响以及如何使金属提取过程更加绿色环保和科学高效等学科已经逐渐成为各国学者关注的新方向。中国应该合理有效开展具有针对性的多金属结核调查,争取使中国在深海海域矿产资源的调查和开发工作中走在国际前列。     

北大西洋中脊海底多金属硫化物资源预测

海底热液多金属硫化物是继大洋铁锰结核和富钴结壳之后发现的叉一巨大具有开发远景的海底矿产资源,具有巨大的潜在经济价值和良好的开发前景。通过综合分析国内外海底矿产资源特征,总结海底多金属硫化物资源的找矿标志,初步建立了海底多金属硫化物资源的描述性找矿模型,并开展了北大西洋中脊海底多金属硫化物资源预测工作。证据权预测结果表明海底多金属硫化物的分布与水深地形、地球物理、海底扩张速率、沉积物厚度、海底火山地震等标志有很大的关系。预测结果与已有热液点具有较好的叠合度,预测方法、预测模型具有可信度及可操作性,对海底多金属硫化物资源调查和评价具有重要的指导意义。     

现代海底热液活动与块状硫化物矿床成因研究进展

现代海底热液活动的发现及对其分布特征和成矿机理的研究是近年来海洋地质学和矿床地质学的一大进展。对现代海底金属硫化物成矿作用的研究大大推动和促进了对古代块状硫化物矿床成因的认识。有关研究成果综合分析表明：(1)深部热液对流循环系统是块状硫化物成矿的核心，对流循环模式有简单的热液对流模式和双扩散对流模式。(2)块状硫化物矿床集中分布在大洋中张裂性活动板块边界，与大地构造活动紧密联系。(3)成矿流体与成矿物质均有多源性，在强调海水循环淋滤的同时，通过应用新的方法技术，岩浆来源物质(流体及成矿金属等)对一些块状硫化物矿床成矿的直接贡献得到初步确认。(4)在高温热液活动区及金属硫化物沉积中发现大量生命活动和生物群体，意义重大。     

中国海洋国土的确定及矿产资源

我国是有辽阔海洋国土的海洋大国,海陆总国土面积约1 260×104km2。中国海处于大陆边缘,其海底地貌可分为大陆架、大陆坡、岛弧、海沟和深海海盆五大类。本文按地体构造分析我国海域及邻区的构造,其主体处于欧亚板块的华北亚板块、扬子亚板块、华南亚板块、南海亚板块和东南亚亚板块,其中亚板块可分为若干地体。台湾海岸山脉及其以东区域位于菲律宾海板块。三叠纪以来,这些板块、亚板块和地体处于不断拼合、增生或离散之中。按照联合国海洋法公约,渤海是内海。黄海的西部海域,东海和南海的大部分海域都是我国国家管辖的专属经济区,都是中国海洋国土,根本不是什么公海。我国海洋矿产资源极其丰富,海洋油气资源的勘探与开发居最重要的地位。除了已开采海滨砂矿、铜、煤等固体矿产之外,应特别要重视海洋多金属结核、天然气水合物等资源的勘探和开发。     

对澳大利亚金属矿产研究、勘探开发现状和特色的讨论与思考

在概述我国金属矿产资源研究、勘探开发所面临新的形势、任务和挑战的基础上，介绍了澳大利亚从事金属矿产研究、勘探开发的主要机构，介绍了澳大利亚与金属矿产资源研究、勘探开发有关的重大研究计划、研究中心、找矿新技术方法，总结了澳大利亚金属矿产资源研究、勘探开发的现状、特色以及对我国矿产资源工作的启示意义。     

太平洋海山钴结壳资源量估算

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.      

江苏优势矿产开发前景与对策

江苏优质矿产主要有五大类：即粘土类矿产，建材类矿产，化工原料矿产，冶金辅助原料矿产，特种用途矿产。江苏矿产资源的开发应注重开源，开优，开新和开外相结合的原则。适当加大地质工作投入，实施好全省矿产资源勘查工程，力争实现矿产资源的重大突破。大力开发优势矿产资源，提高全省非金属矿开发利用水平，形成一批非金属矿产原材料基地。依靠科技进步，开发新产品，新矿种，振兴矿业经济。     

依靠技术创新将四川的资源优势转化为经济优势

四川是一个矿产资源大省,经过５０年的发展,四川的矿产资源格局可划分为五大矿产资源经济区。但是四川质优的富矿少,原矿组分复杂,矿产业利润薄。因此要将四川的矿产资源优势转化为经济优势必充分依靠技术创新,并以优势矿种黄金开发,稀土资源开发利用,川南煤、硫和高岭土资源的开发利用,非金属矿的开发利用为重点坑技术示范,带动全川矿产业的发展。     

Origin and variability of resource-grade marine ferromanganese nodules and crusts in the Pacific Ocean: A review of biogeochemical and physical controls

Marine ferromanganese nodules and crusts containing Mn, Cu, Ni and Co in the most promising resource-grade concentrations and quantities, together with Fe and Zn (all elements of biogeochemical importance) are found far from land on the deep seafloor of the Pacific Ocean. The biogeochemical, chemical and physical mechanisms contributing to their formation, distribution, abundance and – for these six elements – variability in their concentrations in these deposits, are the main focus of the present review. The mechanisms addressed include biological productivity, sedimentation types and rates, bottom water characteristics, the Calcium Carbonate Compensation Depth, the depth and intensity of the oxygen minimum zone, and biogeochemical characteristics of the six focal elements. Particular attention is given to comparisons between the deposits found in the north and the south Pacific, in order to present an overarching view of our current understanding of the mechanisms that apply to both nodules and crusts in both oceanic hemispheres, including examination of the possible existence of a marine ferromanganese oxide continuum. The renewed interest in the commercial exploitation of these deposits has stimulated a welcome increase in scientific research that is essential to informing the public discourse on seabed mining. We briefly reflect on the work addressed in this review in that context.     

蒙古矿产勘查与开发现状评述

蒙古位于俄罗斯与中国之间,各类矿产资源十分丰富,是落实"两个市场、两种资源"构思的理想地域。随着蒙古南部地区欧玉陶勒盖巨型铜—金矿床和白山特大型铜—锌矿床的发现,该国矿产资源的成矿理论研究和找矿勘查工作备受国际矿业界关注,并且取得了令人瞩目的进展。笔者等对蒙古矿产资源分布特征和新修改矿业法要点进行了总结;对重要矿山开发现状和矿业未来发展趋势进行了讨论,以便提升我国与蒙古接壤地区成矿理论研究水平,有力推动矿产资源潜力评价工作进行,进而为实施我国矿业企业"走出去"全球矿产资源战略提供科学依据。     

Mineral Features of Surface Sediments and Analysis of Solid-State Mineral Resources in Southeastern China Sea

INTRODUCTIONIn the past years,a few researches have been made intothe Quaternary surface sediments in vast range of the South-eastern China Sea.In November1 997,the Guangzhou Bureauof Marine Geology Survey,Ministry of L and and Resources,started the regional geological surveying and mapping of ChinaSea(“Shantoufu,F-50”) ,and the marine geology and geo-physics investigation in the Southwest Taiwan basin,and theEastern Pearl River Mouth basin and their adjacent areas.Inthese inve…     

走向21世纪的矿床学

文章简要回顾了百年来矿床学取得的重要进展，包括：（1）矿床成因分类的建立；（2）层控矿床研究与矿床多成因理论的兴起；（3）板块构造与区域成矿规律；（4）矿床模型；(5)型矿床研究；（6）海洋现代热液成矿作用的发现；（7）成矿演化的不可逆性与节律性等。针对21世纪中人类社会可持续发展的需要，矿床学研究出现了两个新趋势；（1）全球化；（2）矿业开发与环境保护一体化。面临着三个主要研究领域；（1）成矿理论的推陈出新；（2）研究开发新型矿产资源，建立广义的矿产资源地质学；（3）建立绿色矿业体制所需的矿床学基础研究。     

广西锰矿资源特征及保障程度分析

锰矿是广西的优势矿产之一,查明的资源储量位列全国第一,且资源保障程度高、分布高度集中、开发潜力大.文章根据新一轮重要矿产资源利用现状调查成果,分析了广西锰矿资源禀赋特征和开发利用现状,对锰矿资源的需求及保障程度进行研究.为保障广西锰业的持续和健康发展,提出对锰矿资源实行统一规划,强化矿产资源管理,实行保护性开采,延长锰产业链;对氧化锰矿的开采进行宏观调控,开展资源富集区深部碳酸锰矿勘查,加强低品位碳酸锰矿的可选性试验研究;适当增加进口优质锰矿与国产锰矿搭配使用.     

湖南稀土矿产资源特征及开发对策

湖南稀土矿产资源丰富、地理分布集中、矿床类型多、开发程度低是其特征,开发稀土矿产资源对促进湖南经济发展有较大的潜力和优势。开发稀土矿产资源要提高稀土矿床的研究程度,改善投资环境,加强稀土矿石选矿技术研究,建立稀土选矿商品基地,引进新技术发展深加工产品,以及制定促进稀土矿产开发的优惠政策。     

非传统矿产资源体系及其关键科学问题

阐述了21世纪非传统矿产资源发现与开发研究的重要性和意义,在介绍了非传统矿产资源有关的国内外研究现状的基础上,阐述了非传统矿产资源研究的关键科学问题和非传统矿产资源体系的基本框架。非传统矿产资源体系包括非传统矿产—非传统方法—非传统矿业—非传统矿产经济四个方面。目前非传统矿产资源发现与开发研究亟待解决的关键科学问题主要包括:①地球演化及地球浅层作用过程中地质异常形成、演化、致矿机制;②成矿多样性、矿床谱系与新型矿产资源的发现;③矿产资源物质流及其最有效利用理论及模式研究等。