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.     

东太平洋CC区多金属结核矿物学特征及物源

通过对东太平洋CC区洋底地质取样及实验测试分析,运用洋底照相、多频探测等多种地球物理方法手段,进一步阐明了CC区多金属结核的形态、主要类型、化学成分及分布特征.通过对CC区沉积作用、生物作用、洋底火山作用、海水化学成分、南极底流等因素的综合研究分析, 进一步揭示了多金属结核形成的物质来源.通过对CC区区域地质背景及地形地貌的综合研究分析, 进一步探讨了多金属结核的形成环境,并建立了成矿模式.     

Geochemistry of Some Marine Fe–Mn Nodules and Crusts with Respect to Pt Contents

Bulk chemical analyses for Pt and Pd in marine Fe–Mn nodules and crusts from different provenances are presented, together with a wide range of elements. Platinum contents vary from 70–328 ppb, whereas Pd contents extend from 0.6–4.7 ppb only. Bromine and Pb show strong positive correlations with Pt. Lead is remarkably enriched in Fe–Mn precipitates over seawater, but Br is a conservative‐type element in seawater and shows no enrichment in Fe–Mn precipitates. Hence, the Pt–Br–Pb element association combines two elements, Br and Pb, of extremely contrasting enrichment factors in Fe–Mn precipitates.     

深海沉积物及多金属结核中微量元素的光谱测定

用全燃烧法一次曝光发射光谱同时测定了大洋深海沉积物和多金属结核中多个微量元素；重点考察了缓冲剂和分析条件的优化，解决了大洋试样吸湿性强、光谱相互干扰多及激发时易喷溅等问题。所测项目有Ｂ、Ｂａ、Ｂｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｌａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｃ、Ｓｒ、Ｔｌ、Ｖ、Ｙ、Ｙｂ、Ｚｎ和Ｚｒ共２０项。用国家一级深海标准物质对方法进行检验，所得结果与标准值相符，相对标准偏差（ｎ＝３０）大多在１０％左右。方法用于新研制的大洋标准物质ＧＳＭＳ＿２，３和ＧＳＰＮ＿２，３定值分析，结果与初定值符合。     

塞曼原子吸收法测定大洋多金属结核中的铜钴镍

报道以ＨＮＯ３－ＨＦ－ＨＣｌＯ４分解多金属结核样品，用日立１８０－８０偏振塞曼原子吸收分光光度计测定Ｃｕ、Ｃｏ和Ｎｉ的方法。试验了介质及共存元素对测定的影响，选择了最佳测定条件。用该法测定了大洋锰结核标准物质中的Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ，结果与标准值符合，且方法已应用于大批量样品分析中。对这些标样６次测定的ＲＳＤ分别是Ｃｕ０．４９％￣１．９９％，Ｃｏ１．８６％￣２．６６％，Ｎｉ０．４６％￣１．９６％。     

Tourmaline nodules from Capo Bianco aplite (Elba Island,Italy): an example of diffusion limited aggregation growth in a magmatic system

The morphology of tourmaline nodules occurring in the Capo Bianco aplite (Elba Island, Italy) is studied. Outcrop features indicate that tourmaline nodules are the product of magmatic crystallization, as they are aligned along flow fields developed within the magmatic hosting mass. Mesoscopic observations indicate that nodule morphologies are very variable, from rounded to dendritic. Morphometric analyses show that tourmaline nodules are fractals and that fractal dimension quantifies their degree of irregularity. Numerical simulations of nodule growth are performed by using a Diffusion-Limited Aggregation process. The presence in natural samples of nodules with different morphologies is explained by considering a chaotic magmatic system characterized by a complex interplay between growth rate in different dynamical regions, latent heat of crystallization, and local convection dynamics. It is suggested that higher growth rates correspond to growth of tourmaline nodules in dynamical regions where the transfer of nutrients is very efficient. In such conditions, the latent heat released by the growing nodule is high, inducing strong local convection dynamics, destabilizing the nodule interface, and promoting the formation of dendritic morphologies. On the contrary, the growth of nodules in dynamical regions characterized by weak transfer of nutrients is inhibited leading to weak local convection dynamics and, consequently, to the formation of rounded morphologies.     

海洋铁锰结核对次甲基蓝的氧化性脱色

利用锰氧化物具有高的吸附与氧化还原化学活性的特点,研究了采自东太平洋的铁锰结核对阳离子染料次甲基蓝氧化性脱色特征。结果表明,铁锰结核表面的非均相氧化是次甲基蓝脱色的主要机制。在通常的染料废水浓度范围内,铁锰结核可有效地对次甲基蓝染料废水氧化脱色。随染料浓度降低,铁锰结核投放量增加和粒度减小,次甲基蓝的脱色率明显提高。次甲基蓝的矿化程度(TOC去除率)较高,但仍低于脱色率。pH对次甲基蓝脱色的影响主要体现在对表面配位体形成和对体系还原电位的影响,当pH<4.0时,脱色率随酸度的增加明显提高;当pH在4.0~10.0时,溶液pH值对脱色率影响有限。在铁锰结核连续循环体系中,溶解Mn2 浓度和pH的增加是脱色率不断下降的主要原因。     

四川盆地中侏罗统沙溪庙组钙质结核的碳、氧同位素特征

四川盆地中侏罗世是恐龙最为繁盛的时期,该时期的沙溪庙组中广泛分布有成土作用形成的钙质结核,对此钙质结核的碳、氧同位素组成进行分析,结果表明,钙质结核的δ18O值在-10.50‰～-7.783‰(PDB)之间,平均值为-9.34‰,δ13C值在-9.30‰～-5.07‰(PDB)之间,平均值为-7.06‰。钙质结核的δ13C值表明这一时期四川盆地的植被以C3植物类型为主;利用Cerling的模型,推测大气CO2的浓度(分压)在1 400 ppmV～2 800 ppmV之间。中侏罗世沙溪庙组钙质结核的碳同位素组成为重建恐龙生活时代的古生态环境提供了地球化学方面的资料。     

大洋多金属结核浸出渣动态吸附Cu2+的实验研究

实验以大洋多金属结核浸出渣(66%,质量分数)为主要原料、高岭土(21%)为粘结剂、蛭石(13%)为膨胀剂,研制出用于动态吸附废水中重金属离子的浸出渣颗粒。以造粒后的颗粒为吸附剂动态处理含Cu2 的模拟废水,研究发现溶液浓度、流速、pH值对动态吸附效果的影响,选定浸出渣颗粒动态处理重金属废水的工艺参数:造粒后浸出渣颗粒的比表面积为18.61 m2/g,当模拟废水中Cu2 溶液的初始浓度为27 mg/L、pH=5.35、出口流速为10 ml/h时,每克浸出渣颗粒可动态处理模拟废水114.3 ml,处理后溶液中阳离子的浓度≤0.5 mg/L,实验效果明显。     

太平洋调查区多金属结核的地球化学特征和成因

东太结核主要为半埋藏和埋藏型,发育于以黏土和硅质组分为主的沉积环境。东太结核的锰相矿物主要有水羟锰矿和钡镁锰矿,具有较高的REY、Cu、Ni含量和Mn/Fe比值,显示遭受间隙水的影响,落入水成成因和成岩成因两个区间范围。西太结核主体暴露在海水中,周围沉积物主要由深海黏土组成。西太结核的锰相矿物几乎只有水羟锰矿,具有较高的REY、Co含量和低Mn/Fe比值,属于典型的水成成因型。两个区域的多金属结核的稀土北美页岩标准化模式均显示Ce正异常、Y负异常和无或弱Eu异常,与海水稀土特征构成良好的耦合关系,是多金属结核对海水稀土选择性富集的结果。西太结核相对东太结核具有更高的Ce含量和δCe,Co、Ti与Ce具有良好的正相关关系。研究认为海水中溶解氧并不一定是控制结核Ce正异常程度的关键因素,Co、Ti等元素及其相关组分能够引起Ce与其他稀土元素的强烈分馏,也可能是影响多金属结核Ce正异常程度的控制因素。研究区多金属结核和富钴结壳表层样的ε_Nd范围为-6.6~-2.5,是全球最富放射性成因Nd的海洋铁锰壳层。结合稀土模式以及Eu异常特征,本研究认为多金属结核的稀土主要来自ε_Nd相对较高的周围陆壳,可以通过河流或者大气沉降等方式输送到大洋,而研究区广泛分布的海山玄武岩释放的放射性成因Nd同位素对海水的影响微弱。