世界大洋现代多金属硫化物成矿作用

现代大洋裂谷带内发现的成矿系统在洋底形成铁和有色金属的硫化矿藏，属20世纪下半段地质学领域，继红海发现深海底热液系统、太平洋格拉帕格斯脊和东太平洋海岭发现现代黄铁矿类矿藏之后的巨大成果。由于在太平洋快速扩张带内活跃的调查曾找到相当多数量的活动热液场。人们以此为据做出如下结论：在慢扩张带内不可能出现热液活动性。     

太平洋中脊热液硫化物地球化学特征

对东太平洋海隆9°~10°N(9°50.01'N, 104°17.44'W,水深2 200 m)热液硫化物的主要组成元素测试资料研究表明,硫化物具有高Ca、Cu、Co、Se含量,低Pb、Mn、As、Cd、Ba和Au含量的特点,为富Cu型热液硫化物。热液硫化物中Cu与Co、Se、Ag、Cd等元素呈显著的正相关关系(R2>0.8),而与Ca、Ba、Mn、Pb等元素呈负相关关系(R2>0.8)。热液硫化物烟囱体中不同圈层化学成分的变化较大,稀土元素(REE)的含量从内层到外层逐渐变高,可以反映出硫化物生长过程中的不均一性和矿化条件的不同。热液硫化物中REE含量较低,具有明显的Ce负异常和LREE富集的特征,与海水的REE配分曲线基本一致,表明热液硫化物中的REE主要来源于海水。     

深海多金属硫化物采矿研究进展及其前景探讨

随着陆地金属矿产资源的日渐枯竭,深海多金属硫化物逐渐成为海洋矿产资源勘探的新趋势。文章介绍了全球主要海底多金属硫化物矿床的成因及分布特点,阐述了多个国际矿业公司和国际海洋组织对西南太平洋、大西洋和印度洋海底块状多金属硫化物勘探活动的最新进展。从海底多金属硫化物的金属品质、深海采矿的法律政策和环境保护等方面对海底多金属硫化物的开发前景进行探讨,并提出积极投身国际海底资源开发规章制定,进一步细化国内法律制度,为深海采矿提供良好的法律制度环境;提升深海治理能力,增强我国在深海领域的话语权;完善深海技术装备体系,提高深海开发创新能力等建议。     

大洋中脊海底热液系统的演化特征及其成矿意义

大洋中脊海底热液系统的演化与成矿是复杂、综合的地质过程.归纳、分析了前人研究的资料认为,热源供给和热液活动构造体系是控制热液系统演化与成矿的关键因素.在快速扩张洋中脊热液系统中,岩浆的供给充裕,构造体系渗透性极好,演化时间较短,海底的热液循环输出过程可分为发生、持续和衰退3个阶段;在慢速扩张洋中脊热液系统中,岩浆的供给...     

赤道东太平洋海隆水体悬浮颗粒硫化物及其对海底热液活动的指示

基于2011年大洋一号第22次环球考察在东太平洋热液活动区采集的5个站位的77个悬浮体样品,利用扫描电镜与能谱分析相结合的方法,对悬浮颗粒硫化物颗粒的矿物形貌和物相、矿物组合特征以及空间分布进行了系统的研究,探讨了悬浮颗粒矿物组成对海底热液活动的指示作用。研究区出现了闪锌矿、纤锌矿、黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方黄铜矿、铜蓝以及单质硫等多种硫化物颗粒,主要的硫化物矿物包括黄铁矿—闪锌矿—黄铜矿—磁黄铁矿,据此推断该区海底热液属于典型的高温热液流体,其温度在350℃以上。研究区不同站位间悬浮体丰度和保存程度差异明显,这与距离热液活动点远近有着较好的关系。     

大洋矿产资源研究与开发项目发展的意义与建议

在总结我国近20a来大洋矿产资源调查和研究的基础上，认为现阶段我国大洋矿产资源调查和研究的工作重点应放在富Co铁锰结壳资源的评价和矿区的选择上。主要研究内容应包括主要成矿控制因素的研究、资源评价指标与方法及相关基础地质研究。     

电磁方法在海底多金属硫化物探测中的应用

海底硫化物矿体的三维展布是当前大洋调查急需解决的关键问题,在陆地上电磁方法一直是解决矿产资源三维问题的重要手段之一。2011年我国自主研发了调查海底多金属硫化物的瞬变电磁设备,并于2011年6月在中国大洋第22航次第5航段中的大西洋中脊“贝利珠”热液区( 13.2°S、14.4°W)进行了试验,取得了我国首批海底热液区的瞬变电磁资料。本文对这批资料进行初步分析,阐述一种新的海底硫化物探测方法及其试用结果,得到的视电阻率断面与热液区的实际有很好的对应关系,从2条测线的实测结果来看,设备的探测深度达到海底面以下50~100 m。在本次试用过程中,较好验证了自主研发的深海瞬变电磁设备、获得的数据以及探测深度的可靠性。     

太平洋麦哲伦海山区Roskomnedra平顶山地质构造特征与含矿性

1981年，法、美科学家用“太阳号”科考船在太平洋中部开展的工作，开始带动对海底山和平顶山富钴铁锰结壳的调查研究热潮。D．J．Frank等人关于多金属结壳适宜作为钴矿开采的观点，以及钴矿价格急剧增长引起的一系列政治问题就发生在这之前。     

中太平洋海山铁锰结壳生物地层学研究

用生物地层学方法对位于中太平洋同一座海山上的2块铁锰结壳样品进行了生物地层学详细研究,发现2块样品的生长层位对应,生物组合也相同.经鉴定,2块结壳的主要生长期都是晚古新世、中始新世至晚始新世、中中新世至上新世、上新世至更新世,2个主要的结壳生长间断分别在渐新世和早始新世.     

深海热液环境中脂肪酸组成的研究进展

1977年科学家们在东太平洋拉帕戈斯裂谷发现了深海热液喷口,揭示了以化能合成为基础的一个新的生命世界。围绕喷口的热液环境不同于一般深海环境,具有异常的化学特征:高温、高压且硫化物含量丰富,因此,接近热液的生物,     

东太平洋海隆深海热液区沉积物微生物多样性的研究

提取东太平洋海隆区深海热液系统沉积物样品的总DNA,构建沉积物中的细菌16S rDNA 克隆文库,通过PCR-RFLP分析与序列测定,对沉积物中的微生物类群及其与环境的关系进行了分析.结果表明,该海区沉积物中的36个克隆代表的22种基因型分别属于7个主要类群,其中变形菌(Proteobacteria)的γ-亚群为优势菌群,α-和β-亚群也均有分布;而硫氧化相关共生菌的属(sulfur-oxidizing symbionts)为优势种属.系统发育分析表明,在该沉积物中细菌主要是跟共生有关、跟C、S代谢相关,大多还能在无氧和高温环境的条件下生存,说明采样点具有典型的深海热液生态系统的特点,甲烷代谢和硫代谢在该区域的深海物质能量循环中占据着重要地位.另外大量新的极端微生物的存在,预示着该区域的微生物资源有着非常大的开发潜力.     

海底热液多金属硫化物分布及控矿因素

基于最新公布的全球热液矿点数据讨论了海底热液多金属硫化物矿体形成的构造环境,探讨了深部岩浆活动、断裂构造以及沉积物盖层等控矿因素对洋中脊多金属硫化物矿体成矿的影响。研究结果表明:海底热液多金属硫化物矿点主要分布于离散型板块边界和汇聚型板块边界;深部岩浆活动和断裂构造是洋中脊热液多金属硫化物成矿最主要的控矿因素;快、慢扩张洋中脊环境深部岩浆活动和断裂构造的差异导致在海底形成了不同规模的多金属硫化物矿体。对认识海底热液多金属硫化物矿床分布与成矿规律、以及开展海底多金属硫化物资源勘查具有一定的指导意义。     

探秘海底热液活动

海底热液活动普遍发生在大洋中活动板块的边界以及板块内部火山活动的中心。1977年,美国的"阿尔文"号载人潜艇在东太平洋洋中脊的轴部采到了由黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿组成的硫化物。1979年,又在距同一地点约2000米的海底熔岩上,发现了数十个冒着白色和黑色的"烟囱",温度约为350℃的含有矿物质的热液从海底喷出后,与周围的海水迅速混合,产生沉淀。这些沉淀就是黑色或者白色的"烟",沉淀物主要由磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿以及铜和铁的硫化物组成。这些海底热液的发现极具研究     

深海采矿循环式水力集矿系统设计与数值研究

为使深海采矿作业更为高效、环保,提出了一种用于深海采矿的循环式水力集矿系统设计方案。该系统主要由集矿头、矿-沙分离器、水-沙分离器、水泵以及连接各部件的管道组成。采用基于欧拉法的液固两相流计算模型对该系统的关键问题,即矿-沙分离器和水-沙分离器的泥沙颗粒流动进行数值研究。相间拖曳力采用Richardson-Zaki模型。液相与固相湍流分别采用标准k-ε模型和Tchen湍流响应模型。该模型经验证对于直径0.165 mm与0.27 mm细颗粒具有较高精度。利用该模型,以0.165 mm泥沙颗粒为例,得到了两种分离器的分离效果与入口流速之间的规律,分析了两者颗粒浓度分布与流场特征。结果表明,两种分离器的性能均与入口流速有关,在选取适当入口条件时均可取得良好效果。     

西南印度洋中脊岩石地球化学特征及其岩浆作用研究

作为超慢速扩张脊的代表,西南印度洋中脊(SWIR)因其独一无二的地形地貌特征、洋壳结构、洋壳增生机制、岩浆和热液活动以及深部动力学过程,近30年来成为国内外研究的热点区域。基于近年来对SWIR玄武岩、辉长岩及橄榄岩的岩石学和地球化学研究成果总结,重点探讨了沿SWIR轴向（大尺度）以及单个洋脊分段（小尺度）的岩石地球化学变化特征及其影响因素,阐述了SWIR的岩浆供应及洋壳增生模式。其中,在9°～16°E斜向扩张脊,以构造作用为主的洋脊扩张模式导致了更宽的洋壳增生带和显著的地球化学异常;而在50°～51°E脊段,发育了强烈的火山活动,其成因机制包括克洛泽热点与洋中脊相互作用、微热点、古老熔融事件的残留地幔再熔融等几种观点。此外,西南印度洋中脊龙旂热液区（～49.7°E）的最新研究表明,其热液循环路径与拆离断层的发育密不可分,热液流体循环最深可达莫霍面以下6 km。因此,在今后的一段时间,应进一步加强SWIR不同空间尺度地幔源区性质、洋中脊构造与岩浆作用过程、热点-洋中脊相互作用和岩浆-热液活动与成矿等主要科学问题的研究。     

深海多金属硫化物开采作业安全与环境影响分析及对策研究

随着各国对深海多金属硫化物勘探与开发的步伐逐渐加快,为确保并指导承包者在区域内开采多金属硫化物作业安全且符合保护环境规定,首先论述开采深海多金属硫化物的工艺技术,以此为基础结合加拿大鹦鹉螺和美国海王星矿业公司试采多金属硫化物案例,分析其作业过程所涉及的硫矿泄漏、结构失效、机械伤害、火灾爆炸等安全问题和破坏海底动植物群及其栖息地、排放采矿废水尾矿等环境影响,最后就作业安全与环境影响问题分别给出了针对性的对策与建议,可为工程实践提供参考。