南海铁锰结核(壳)的元素地球化学研究

本文利用南海11个铁锰结核(壳)样品的化学分析资料,研究了铁锰结核(壳)中Fe,Mn,Cu,Co,Ni,Pb,Zn,Cr,K,Na,Ca,Mg,Si,P,Al,Ti,Sr,Ba及∑REE的元素地球化学特征。结果表明:(1)铁锰结核(壳)以高Fe,∑REE,低Mn,Cu,Co,Ni等元素为主要特征;(2)铁锰结核(壳)中Fe,Mn间无明显相关,而Fe与∑REE,∑Ce,∑Y呈弱的正相关,Mn与∑REE,∑Ce,∑Y呈明显的正相关,结壳中Fe,Mn与Si,Al,Cu Co Ni呈负相关;(3)结核(壳)中Mn/Fe与Cu/Ni,Ce/La呈负相关,Mn/Fe主要受Mn控制;(4)结核(壳)中Fe,∑REE等元素主要来自南海陆源中酸性岩类的风化、淋滤和沉积。     

云贵高原红土性风化壳定年对象--锰结核的基础研究

以野外剖面调查为基础，结合物理学、地球化学、矿物学和同位素年代学手段和方法，对云贵高原红土性风化壳中可资定年的对象——锰结核的产出状态、内部构造、地球化学特征、矿物组成及锰结核全岩的^40K／^40Ar定年进行了探索性研究，为解决我国风化壳的发育年龄奠定基础。研究结果表明：锰结核的形成晚于其赋存介质(风化壳)的生成；在风化壳中，锰结核的内部构造以(准)同心圆状构造为主；结核形成过程中发生了MnO和Fe2O3的富集，其中以MnO的富集较为显著；并且Fe、Mn分布具有较明显的负相关关系；锰结核中K2O含量明显高于CaO、MgO及Na2O，但K和Mn不存在明确的相关关系；结核中次生锰氧化物的主要存在形式为锰钡矿；锰结核的全岩^40K／^40Ar定年结果是一混合年龄，其不具有明确的地质意义；造成这一结果的主要原因在于锰结核是由不同时期、多种矿物构成的复杂集合体。     

太平洋北部铁锰结核富集区沉积物和间隙水中Fe,Mn,Ca,Mg的地球化学

本文利用太平洋北部铁锰结核富集区(富集度1.1—22.0kg/m~2)7个柱状样的沉积物和间隙水资料,详细探讨了其Fe,Mn,Ca,Mg的地球化学特征。结果表明:(1)沉积物中Mn明显的比河口、陆架及贫结核洋区富集,而Fe则与河口沉积物相接近;(2)沉积环境不同,沉积物和间隙水中元素的垂直分布和进入间隙水的途径不同;(3)沉积物中Fe,Mg主要来自粘土吸附,Ca来自生物化学作用沉积,而Mn则可能通过河口、陆架及半深海沉积物次表层Mn的迁移、生物化学及附近海底火山作用而富集;(4)由于钙、硅软泥区生物作用强烈,使间隙水中Mn~(2+)/Fe~(2+)比值明显的比钙质软泥和褐色粘土区大,这在某种程度上支持了结核中Mn组元素的沉积物来源。     

太平洋北部沉积物的元素地球化学特征

本文根据太平洋北部铁锰结核调查时所取得的7个相对富集结核站位的沉积物化学资料,通过与河口、陆架及贫结核洋区的资料比较,探讨了上述站位沉积物中Fe、Mn、Cu、Co、Ni、Ca、Mg、Si和C_(有机)的元素地球化学特征。     

东南太平洋秘鲁海盆DEA区浅层埋藏型铁锰结核的矿物学和地球化学特征及成因类型

本文通过对秘鲁海盆DEA区浅层埋藏型铁锰结核开展地球化学和矿物学研究,探讨了埋藏型大洋锰结核的有用组分的富集、清扫机制及成因类型。该区铁锰结核致密层和疏松层互层具有明显的多孔树状微结构,结核主要由10?锰矿相、7?锰矿相(水钠锰矿)和δ-MnO₂(水羟锰矿)等锰相矿物组成,成分上具有高Mn、低Fe和中等Ni+Cu、Mo(分别为44.79%、0.55%、0.46%、0.05%)的亚氧化成岩型特征和低的Co、Ti、Zn和REY元素(REY_SN均小于1)含量。铁锰结核中低含量的Mo和大部分的Ni与Mn氧化物清扫有关,其中Mo与Mn相关系数R=0.65,高Mn/Fe(>300)中Ni含量同样很高(0.34%),其他元素如Cu、Ti和REY均与Fe的羟基氧化物及铝硅酸盐相关性较高(R>0.8)。铁锰结核Fe、Ni+Cu、Mo、REY元素含量和Mn/Fe比值在分层上呈现规律性变化,致密层的Ce_SN负异常和疏松层的Ce_SN正异常进一步表明,铁锰结核的生长过程经历亚氧化-氧化成岩作用的环境条件变化,该变...     

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。     

南海北部铁锰结核成因及元素的赋存状态

为了解南海北部不同海域铁锰结核中常微量、稀土元素的赋存特点及其富集机制,采用化学淋滤法提取南海北部上陆坡、下陆坡、深海盆3个区域铁锰结核的碳酸盐相、铁锰氧化相、残渣相组分,测定了常微量元素、稀土元素含量,揭示了不同相的元素赋存状态及其意义。Fe-Mn-(Cu+Co+Ni)判别图表明,上陆坡铁锰结核属于与冷泉流体相关的水成成因类型;下陆坡区和深海盆的铁锰结核形成环境相似,属于典型的水成成因类型。结核中K、Ca、Na、Mg、Sr主要富集在碳酸盐相,Fe、Mn、Ni、Cu、Zn、Pb主要赋存在铁锰氧化物相,Al、Ti和Mo主要出现在残渣相。常微量元素赋存状态变化受多种因素影响,钙质生物生产力的强弱和钙质生物碎屑的稀释作用是影响铁锰结核中碳酸盐相态元素变化的重要原因。铁锰结核的稀土元素主要富集在铁锰氧化物相,其次在碳酸盐相,而在残渣相的相对含量极少。不同海区铁锰结核稀土元素进入碳酸盐相的成因和机制基本相似,下陆坡和深海盆铁锰结核残渣相稀土元素配分模式相似,而与上陆坡铁锰结核的明显不同,残渣物质的来源、结核生长环境的氧化还原状态差异是主要影响因素。研究成果可为深入研究铁锰结核的元素迁移与转化、成矿作用与成矿物质来源及其相关的沉积环境、资源潜力评价等提供重要的基础资料。     

中太平洋北部锰结核的地球化学

本文测定了中太平北部锰结核及其伴生沉积物Fe,Mn,Cu,Co,Ni,Pb和Zn等金属的含量,分析了各元素之间以及它们与沉积环境之间的相互关系.发现锰结核中Cu,Ni和Zn富集于Mn相,Co平Pb富集于Fe相.同相各元素之间有很好的正相关,不同相各元素之间有一定的负相关.Fe相元素可能主要来源于海水的缓慢沉积,Mn相元素可能来源于间隙水.     

锰结核形态的地球化学特征

本文根据1983年锰结核调查航次中所取得的结核样品资料,探讨了各种形态锰结核中Mn、Fe、Cu、Co、Ni等金属含量,认为锰结核表面特征对于其金属含量的影响较之锰结核形状差别的影响更加重要,粗糙型结核或结核的粗糙面中Mn、Cu、Ni含量较高,而光滑型结核或结核的光滑面中Co、Fe较富。此外,还探讨了金属成分和矿物成分的联系。     

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。     

太平洋北部锰结核区沉积物中Fe,Mn,Al和CaCO3的含量分布特征

1985年12月至1986年4月对西太平洋锰结核进行了调查并对所获沉积物样品进行了分析,研完了锰结核区域沉积物中Fe,Mn,Al和CaCO_3的含量分布特征及其相关关系,说明沉积物中Fe,Mn,Al和caCO_3的含量分布特征主要受水深的制约。     

铁锰结核的红外光谱分析及其意义

由于大洋铁锰结核含有30多种有用的金属元素,是潜在的矿产资源,因而越来越受到人们所重视.关于铁锰结核的矿物组成,国内外学者已有大量的报道.尤其是Piper(1984),Usui(1979)、Burns(1977)等,他们根据各自的分析结果,指出了大洋铁锰结核中的锰矿物主要由1×109m水锰矿δ-MnO₂、7×10-10m钠水锰矿及针铁矿组成.并从地球化学、沉积地球化学角度指出了上述矿物的可能成因.然而,由于铁锰结核中锰矿物结晶程度很差和无定形性,用一般手工方法和仪器对单矿物很难分离和辨认.因此,用单一方法来确定某种结核的矿物组成及其相对含量就有一定的困难.为此,我们试用红外光谱分析结合X衍射、电子探针及化学分析结果,探讨红外光谱分析法应用于分析太平洋铁锰结核的矿物组成及结核中Mn含量的可能性.     

深海锰结核的放射化学研究

本文采用单柱的阴离子交换技术和α能谱测定法测量了取自中太平洋北部海域的深海锰结核样品中铀、钍同位素的放射性.结果表明,锰结核表层的231Pa和230Th放射性比它们的母体高2-3个数量级,并且由表及里换指数关系衰减.锰结核的生长速率测定为0.8-7.4mm/106a,这与锰结核本身的Fe、Mn含量及下覆沉积物的类型有关.锰结核的翻转时间测定为104-105年数量级.     

盐场海芽孢杆菌与大洋铁锰结核相互作用

本文研究了盐场海芽孢杆菌(Marinibacilluscampisalis)与大洋铁锰结核的相互作用过程,以及海洋微生物在铁锰结核形成中的作用。实验选取从深海沉积物中分离培养的盐场海芽孢杆菌(Marinibacillus campisalis)和大洋铁锰结核样品进行相互作用实验,设置有菌组和无菌组,培养过程中间隔取样分析。运用X射线荧光光谱(XRF)分析测定大洋铁锰结核元素组成,通过电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定反应过程中Fe、Mn、Co、Ni、Cu等离子浓度的变化,通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察并分析微生物表面情况,利用X射线衍射(XRD)分析手段测定铁锰结核矿物组成的变化。实验进行1天内细菌处于对数生长期,有菌组的Fe、Mn等离子浓度增加; 2—7天内细菌处于稳定期, Fe、Mn等离子浓度有一定程度降低,但总体浓度均大于无菌组的离子浓度,金属离子被吸附在菌体表面,新形成了简单的含Fe化合物和矿物;实验结束后,XRD分析结果显示样品的矿物含量,如菱铁矿、赤铁矿和针铁矿等有轻微程度的增加。研究表明盐场海芽孢杆菌(Marinibacilluscampisalis)能够促进释放铁锰结核中的Fe、Mn等元素,同时对释放出的金属离子又有富集作用,并能够诱导新矿物的形成。本研究为深入了解铁锰结核的生物成因提供了新的依据。     

中太平洋海盆锰结核之初步研究

国家海洋局于1986年在中太平洋海盆东北部(美国夏威夷群岛西南)进行了深海锰结核资源调查,整个测区面积约6×102km2,获得一定数量锰结核.本文仅从不同形态类型锰结核中选出若干个样品作如下分析:油浸反光显微镜、X光射线衍射、红外光谱、电子探针、中子活化及常规化学分析等.重点了解深海锰结核的主要矿物相分布特点及与Fe、Mn、Cu、Co、Ni之关系,为圈定锰结核富集区和深入研究锰结核的生成机制打下基础.     

帕里西维拉海盆西缘中段铁锰结核的地球化学特征和成因类型

深海铁锰结核能有效记录海域内重大地质事件和气候环境信息,且富含多种金属物质极具资源潜力,因而广受关注.通过对帕里西维拉海盆西侧边缘中段海域内新发现的12个站位铁锰结核的地球化学特征研究,发现与全球主要成矿区内的铁锰结核相比,Mn及主要赋存在锰氧化物中的Ni、Cu、Mo的含量较低(分别为8.20％～25.24％、0.11...     

青岛即墨温泉沉积物的地球化学标识与沉积相研究

经野外取样和地球化学测试分析,即墨温泉喷流沉积物呈现元素的富集并形成Fe,Ba,Li,La,Ce,Sc等10种元素的正异常.喷流沉积物中的Fe/Ti,(Fe Mn)/Ti及Al/(Al Fe Mn)比值分别为22.63,22.76和0.36～0.39,具有高铁低铝的热水沉积地球化学标识特征,符合Bostrom K.的热水沉积的标识;越流沉积物呈现诸多元素的亏损与负异常;越流沉积的Fe/Ti,(Fe Mn)/Ti及Al/(Al Fe Mn)比值仅为5.91,5.97和0.65,不具备热水沉积标识特征;通道-喷口沉积物呈现元素的富集并形成La,Ce,Sc,Sr元素的正异常.通道-喷口沉积中的Fe/Ti,(Fe Mn)/Ti及Al/(Al Fe Mn)比值分别为17.14,17.26和0.42,与＞20,＞20±5,＜0.35比值比较,基本具备热水沉积特征,符合Bostrom K的热水沉积的标识.根据上述地球化学标识特征,结合温泉沉积的沉积学、矿物学标识,将即墨温泉沉积物划分为喷流相沉积、越流相沉积和通道-喷口亚相沉积并阐述其 "盆下源"沉积模式.     

西太平洋WP02-1柱状样品有机地球化学特征及其与Fe、Mn成岩成矿作用

在较系统地定量分析了西太平洋WP02-1柱状样品中的有机碳、可溶有机质(氯仿沥青“A”)及其族组成(总烃、饱和烃、芳烃、非烃、沥青质)、正构烷烃分子组合指数(nC^-₂₃/nC⁺₂₄、CPI)、类异戊二烯烃(Pr/Ph、Pr/nC₁₇、Ph/nC₁₈)的基础上,研究了它们的组成来源、正构烷烃生物标志化合物的地球化学特征,同时结合成矿元素Fe、Mn含量进行相关性分析。研究发现,有机烃类组分与成岩成矿元素有密切的成因联系,这一区域在Fe、Mn成岩成矿过程中,有机质起到重要作用。     

东海北部铁质结核的研究

大洋的铁锰结核由于它具有巨大的潜在的经济意义，已成为各国科学工作者研究的热门课题。在浅海和一些湖泊内也发现过特征不同的铁锰结核，对它们的研究有助于阐明大洋铁锰结核的成因；而且不同价态的铁锰自生矿物是划分地球化学相的重要标志，搞清它们的分布和形成条件对恢复古地理环境有一定意义。     

东海北部铁质结核的研究

大洋的铁锰结核由于它具有巨大的潜在的经济意义,已成为各国科学工作者研究的热门课题。在浅海和一些湖泊内也发现过特征不同的铁锰结核,对它们的研究有助于阐明大洋铁锰结核的成因;而且不同价态的铁锰自生矿物是划分地球化学相的重要标志,搞清它们的分布和形成条件对恢复古地理环境有一定意义。