东菲律宾海新型富铁锰结壳的古海洋环境记录

尝试恢复东菲律宾海新型深水水成富铁锰结壳典型样品生长过程中所记录的古海洋环境.通过对其微间距取样样品的地球化学和铀系年代学综合研究, 得到了该结壳的3个主要生长阶段及其对应的古海洋环境.第一阶段为晚中新世晚期-早上新世的结壳快速生长期, 壳层结构疏松并含有较多的火山碎屑物质, 对应着中中新世初期-上新世早期的南极底流活跃和降温; 第二阶段为早、中上新世的结壳生长间断期, 形成深海粘土沉积, 表明此时南极底流的减弱和升温; 第三阶段为中上新世以来的结壳缓慢生长期, 指示着南极底流的再次活跃和强降温, 其强度和范围均超过第一阶段, 更利于致密和高纯壳层的发育.研究区的这段古海洋学历史在以往研究中一直不甚明了.      

东菲律宾海多金属结核微区元素赋存特征及成因意义

多金属结核富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu和REY(稀土元素和钇)等元素,具有巨大的潜在经济价值。东菲律宾海结核由包壳和核部岩屑(或泥团)构成,其Mn、Fe、Co、Ni和Cu含量介于南海结核和大洋结核之间,但该区域结核的微区特征尚不清楚。本文基于微区元素分析,探究了东菲律宾海结核的元素赋存特征及其成因意义。结果表明,东菲律宾海结核总体为水成成因,主要形成于氧化环境。结核包壳主要由含δ-MnO₂的水成型富铁层(FeO平均为28.7%, MnO平均为21.9%,Mn/Fe值平均为0.93)构成,但边部存在薄层(<100μm)的成岩型富锰层(FeO平均3.41%,MnO平均52.6%,Mn/Fe值平均为17.5),富锰层具有高NiO(2.71%)和CuO(1.45%)含量。根据Co经验公式估算,富锰层可能形成于末次盛冰期(LGM)以来。本研究还发现,结核核部气孔状岩屑中存在成岩成因的富锰矿物,其MnO含量为22.5%～64.7%, FeO含量为0.46%～7.05%,Mn/Fe值为3.96～126。相比包壳中富锰层,核部富锰矿物NiO(1.25%)和CuO(0.5...     

海洋铁锰结壳中碲的富集过程研究进展

碲(Te)元素在工业生产中被广泛应用,但在地壳中含量极低,在海洋铁锰结壳中高度富集。评述了海洋铁锰结壳中Te富集过程的相关研究,结果表明: Te在全球海洋中的分布存在空间差异,其中印度洋东经90°海岭铁锰结壳中的Te含量表现出由南向北逐渐升高的特征; 铁锰结壳中更古老壳层的Te含量更高,结壳中Te的物质通量会随壳层生长速率的变化而改变; Te以多种形式赋存在铁锰结壳中,且来源具有多源性,主要通过物理过程和化学过程进入结壳。研究有助于促进分散元素海底成矿理论的发展。     

铁锰结壳中底层洋流活动的地球化学研究

文章以大洋海山铁锰结壳与南极底层流(AABW)之间关系的角度,从铁锰结壳的结构构造、矿物组合,特别是结壳新壳层的Ce异常和Ce/La比值的区域分布来探讨AABW的活动在铁锰结壳中留下的证据。主要对中太平洋和西北太平洋5座海山的17个铁锰结壳新壳层样品进行了结构构造分析和REE含量测定。结果表明,铁锰结壳的REE含量很高,平均为1716.66×10-6,且轻稀土元素明显富集,LREE/HREE平均值为4.82,除MID06样品具微弱的Ce负异常外,其他铁锰结壳样品均具明显的Ce正异常。为了对比研究AABW的影响,除铁锰结壳外,还引用了不同区域的多金属结核的稀土元素平均值资料按不同区域进行了对比研究,结果发现,AABW活动区和非活动区的δCe值和Ce/La比值有显著差异。一般来说,沿AABW流路,从南向北,δCe值和Ce/La比值有逐渐减小的趋势,但在局部地区,如地形复杂的海山区,AABW的强度会发生变化,其Ce正异常和Ce/La比值可能会局部增大。本项研究成果将有助于全面认识大洋成矿作用与海洋环境变迁的内在联系。     

太平洋富钴结壳中稀土元素的赋存状态

采用化学提取方法对采自太平洋国际海域的板状和结核状富钴结壳的稀土元素进行了分级提取 ,并利用等离子质谱仪 (ICP MS)测定了稀土元素的质量分数。结果表明 ,结壳中稀土元素在不同结合态中的富集顺序为 :残渣态 >有机结合态 >锰氧化物结合态 >碳酸盐结合态 >吸附态。稀土总质量分数的 5 6 %以上集中在残渣态中 ,并主要赋存于非晶态FeOOH物相中 ,说明FeOOH的形成对稀土元素的富集具有重要作用。水羟锰矿占结壳中X衍射结晶矿物的 95 %以上 ,但其稀土质量分数仅占稀土总质量分数的 1 6 %左右。呈有机结合态的稀土元素含量约占结壳稀土总质量分数的 2 0 % ,表明有机质对于结壳的形成及稀土元素的富集具有显著影响     

里伍铜矿伴生成矿元素赋存状态研究

运用原位分析技术扫描电子显微镜及配套的背散射电子像功能,特征X射线线扫描、面扫描功能,能谱仪鉴定功能以及电子探针波谱分析功能等,取得里伍铜矿Au、Ag、Se、Te、Bi、Co等伴生成矿元素的载体矿物形貌照片、能谱图,线、面分布图像及各元素含量特征,初步查明了里伍铜矿中伴生成矿元素的赋存状态。研究成果对矿山选矿、矿产资源合理综合开发利用具有指导性作用。     

富钴结壳关键元素赋存状态与富集机理

富钴结壳是大洋低温海水中的溶解元素在海山边坡沉淀形成的壳状铁锰矿产,广泛分布于全球海山、海底高原斜坡之上,储量巨大.铁锰结壳高度富集Co、Ni、Pt、REE、Te等元素,达到海水丰度的105～1010倍,是未来新能源、高新技术元素的重要来源,具有极大的潜在经济价值.前人通过淋滤实验、吸附实验、现代海洋观测方法、海水化学...     

富钴结壳关键元素赋存状态与富集机理

富钴结壳是大洋低温海水中的溶解元素在海山边坡沉淀形成的壳状铁锰矿产,广泛分布于全球海山、海底高原斜坡之上,储量巨大。铁锰结壳高度富集Co、Ni、Pt、REE、Te等元素,达到海水丰度的105~1010倍,是未来新能源、高新技术元素的重要来源,具有极大的潜在经济价值。前人通过淋滤实验、吸附实验、现代海洋观测方法、海水化学分析、高分辨率精细矿物学研究等方法对富钴结壳中元素的赋存状态和富集机理进行了广泛而深入的研究。研究结果表明,富钴结壳主要由含铁水羟锰矿和铁氢氧化物组成,在海山附近的海洋化学过程中,含铁水羟锰矿和铁氢氧化物胶体分别优先吸附Co、Ni、Pt、REE和Cu、Pb、Te、REE等元素,表面氧化/置换作用造成了含铁水羟锰矿中Co、Pt、Ni、Ce及铁氢氧化物中Te、Ce的持续积累。富钴结壳极其缓慢的生长速率（1~10 mm/Ma）、超高孔隙度（60%）、极大的体表面积（300 m2/g）都促进了结壳中关键元素的超常富集。对富钴结壳关键元素富集机理的理解是富钴结壳古海洋反演研究的基础,海域富钴结壳地球化学差异的控制因素需要进一步研究,这些关键科学问题的理解有助于富钴结壳资源的勘探工作。     

大洋铁锰结壳中分散元素初步研究

分散元素在地壳中具有含量低(通常10-9级),且趋向于分散的重要特征(涂光炽等,2003)。分散元素因其独特物理化学性质,在高科技新材料领域,常被称为金属原料工业中的味精。另一方面,由于某些分散元素具有重要的环境效应,比如Tl,当它通过食物链进入生命体后,会发生累积,造成慢性Tl中毒。大洋海底     

江浪矿田主成矿元素及伴生金银的赋存状态

运用扫描电子显微镜（SEM）及其配套的背散射电子像功能、能谱仪（EDS）鉴定功能以及电子探针波谱分析功能,初步查明了江浪矿田内里伍矿床、黑牛铜矿床、挖金沟矿床、笋叶林矿床、中咀矿床中的主要成矿元素Cu、Zn、Fe、S及其重要伴生元素Au、Ag的赋存状态。该研究成果可为矿产资源的选矿、资源的合理充分利用、环境保护等提供有价值的参考资料。     

Paleoenvironments Recorded in a New-Type Ferromanganese Crust from the East Philippine Sea

INTRODUCTIONHydrogenetic marine ferromanganese crusts havereceived much attention over the past several dec-ades ,not only as potential mineral resources enrichedin Mn,Co ,Cu, Ni ,and Pt ( Manhei m,1986) but al-so as potential paleoceanographic records during theirgrowth ( Banakar et al ., 2003 ; Mc Murtry et al .,1994 ; Hein et al .,1992) .Former research has demonstrated that varia-tions in the chemical composition of seamount ferro-manganese crusts canreflect theinfluence of changin…     

70 Ma以来风尘活动在太平洋铁锰结壳中的记录

开展风尘沉积研究对于了解源区气候变化和大气循环过程具有重要意义。利用高分辨率电子探针技术,通过对铁锰结壳中风尘指示因子（Al沉积通量）的年际变化研究,探讨低纬度铁锰结壳中风尘沉积特征。结果显示：在过去近70 Ma中,低纬度铁锰结壳Al沉积通量平均值为300.5  μg/(cm^2·ka),并且记录了南、北半球的不完整风尘史。在晚白垩世－晚中新世期间,M06铁锰结壳位于热带辐合带之南,受南半球风系影响,其Al沉积通量大小反映了环太平洋区域火山活动强度;晚中新世后,受北半球风系控制,M06铁锰结壳Al通量的变化反映了亚洲风尘源区构造和气候的变化。     

论菲律宾海板块大地构造分区

菲律宾海板块是毗邻中国大陆的一个独特的小型板块。除南端表现十分复杂外,它的构造边界多以海沟为界,比较清楚,然而次级大地构造单元划分则比较复杂。本文根据近年来的研究成果,按照块体构造理论注重统一的地球物理场、相似的地壳结构、有机的成因联系等3个基本原则,将菲律宾海板块划分为3个具有不同构造演化特征的单元,即西菲律宾海块体、四国—帕里西维拉块体和伊豆—博宁—马里亚纳块体。西菲律宾海块体包括两部分:一个是西菲律宾海盆,始新世以来受太平洋板块和印澳板块近南北向的相对俯冲作用影响,并顺时针旋转形成了现今的构造样式,于30 Ma左右停止扩张。另一个包括大东盆岭、花东盆地、帕劳海盆和吕宋岛弧蛇绿岩等洋壳在内的白垩纪洋盆。根据形成年代和形成时的扩张方向可将四国—帕里西维拉块体分为两部分:四国海盆和帕里西维拉海盆,两者以索夫干断裂为界。伊豆—博宁—马里亚纳块体沿博宁高原南缘分为南北两部分,两者表现出不同的地质特征。     

东海外陆架晚第四纪沉积物的稀土元素组成及物源示踪

为研究东海外陆架稀土元素地球化学信息对于地层划分与物源分析的指示意义,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对东海外陆架西湖凹陷区SFK-1孔沉积物进行了15个稀土元素(REE)含量测定。东海外陆架SFK-1孔稀土元素含量及比值变化表现出一定的分层性,垂向上自上而下可分为8层,表明稀土元素特征对于地层划分具有良好的指示意义。稀土元素分配模式表明SFK-1孔沉积物物源主要为长江和黄河,Eu异常与稀土元素总量关系判别图解和物源判别指数(PI)揭示SFK-1孔上部28.00 m以上沉积物以长江源为主,中部28.00~47.20 m沉积物以黄河源为主,下部47.20~82.90 m沉积物以长江源为主。研究表明长江从晚更新世早期到现代对东海陆架起着主要作用,而黄河物质在晚更新世晚期已开始对东海陆架沉积作用有一定影响。     

西菲律宾海盆表层沉积物中的轻碎屑分区及物质来源

海洋沉积物中轻碎屑(0125~0063mm)种类的特征和分布样式对于沉积物源区的判别具有重要的指示意义。取自西菲律宾海219个表层沉积物样品中的轻碎屑种类包括生物碎屑、石英、长石、褐色火山玻璃、无色火山玻璃、风化碎屑、火山渣,以及含量极低的一些矿物如磷酸盐（鱼牙）、片状矿物（黑云母和白云母）、硅灰石、黑曜石以及极少量的球粒状、椭球状宇源颗粒。分析结果表明,本区的轻碎屑分布可以分为三个区： (Ⅰ)菲律宾海沟以东区,轻碎屑主要源于钙质或硅质生物,邻近的岛弧也贡献了一定量的火山碎屑。(Ⅱ)中部区,石英、长石和无色火山玻璃可能源于中酸性熔岩海山或者是正在活动的中酸性岩浆事件的产物。(Ⅲ) 帛琉—九州海岭以西区,本区的物质来源相对比较复杂。长石、石英的含量较低,可能主要来源于中酸性熔岩海山或者是正在活动的中酸性岩浆事件的产物,火山渣主要是源于喷发在帛琉—九州海岭之上的火山。可以认为：① 研究区的生物碎屑含量与水深紧密相关,生物碎屑的数量主要受控于碳酸盐补偿深度(CCD)。② 来自菲律宾岛弧的火山碎屑对本区沉积作用贡献较小,可能通过海流或风等途径向深海盆进行短距离搬运。海底高原(如本哈姆高原)和邻近海岭(如帛琉—九州海岭)火山岩的风化产物对本研究区轻碎屑沉积作用有着重要贡献,其影响范围主要依赖于海底风化作用的强度。③ 来自中国大陆及菲律宾等邻近岛弧的陆源碎屑物质对本区的沉积作用影响很小。本区可能存在的中酸性熔岩海山是长英质轻碎屑物质的主要源区。     

西菲律宾海190 ka以来钙质超微化石的氧碳同位素记录

对西菲律宾海Ph05-5柱状样190ka以来钙质超微化石进行了氧碳同位素分析.研究结果表明, 钙质超微化石δ18O值在末次间冰期(MIS 5e) 和全新世明显低于末次冰期(MIS5d~2) 和倒数第二次冰期(MIS6).超微化石δ18O值与浮游和底栖有孔虫δ18O值都呈明显的正相关关系, 但超微化石δ18O平均值比浮游有孔虫Globigerinoides rubber δ18O平均值高0.431×10-3, 比Neogloboquadrina dutertrei δ18O平均值低0.410×10-3, 而这三者又远远低于底栖有孔虫Cibicides wullerstorfi的δ18O平均值.超微化石δ13C值变化阶段性特征明显, 并与该孔超微化石绝对丰度变化趋势极为相似, 二者共同反映出西菲律宾海大约从190ka到110ka的MIS6和大约MIS 5e期, 表层海水初级生产力相当稳定且显著低于其他各时期; 大约从MIS5d期开始表层初级生产力显著上升, 初级生产力的这一高值一致持续到约25ka左右的末次冰期; 在25ka以来的MIS1、2期, 表层初级生产力有所下降, 但仍高于190ka到110ka的MIS6和MIS 5e期.      

Geochemistry and Origin of Layers in Single Manganese Nodule from the Philippine Sea and Manganese Nodules from Offshore Minami-Torishima,Western Pacific

Layers from one manganese nodule dredged from the Philippine Sea(16°56'N, 129°48'E; water depth, 5700 m) and 45 bulk nodules from offshore Minami-Torishima Island, Japan(23°3'N, 153°22'E; water depth, 1200 m) were analyzed chemically and their origin is discussed based on geochemical constraints. In general, Cu, Ni, Zn and Mo tend to increase with increasing Mn content, while Co, Pb, Ba, V, Sc, Th, and the rare earth elements(REEs) show less variation with increasing Mn content. Nodule 42 H from the Philippine Sea has an average Mn/Fe ratio close to 1 and shows a positive Ce anomaly, suggesting a predominant hydrogenous origin. Profiles of 230Th230 ex and Thex/232 Th ratios in the outer ~0.3 mm of nodule 42 H indicate a steady growth rate of ~1.7 mm/Myr. Nodule E30 from offshore Minami-Torishima is characterized by lower Mn, Fe, Mn/Fe(0.53) and Mo/V(0.2) ratios but higher P and Cu/Ni(0.31) ratio relative to other nodules from that area. The Ce content of E30 is unusually low(82 ppm) when compared with other nodules from the area and it is the only nodule analyzed with a negative Ce anomaly(-0.64). Based on the geochemical data we suggest that most nodules from offshore Minami-Torishima are primarily of hydrogenous origin except E30, which is dominated by hydrothermal input, and E45, which has about a 35% hydrothermal contribution.     

河北省奥陶纪马家沟组顶部古风化壳中三稀元素赋存状态及富集机制

河北省奥陶纪马家沟组与晚石炭世本溪组之间发育一套古风化壳层,岩性主要为铁质黏土岩、铝质黏土岩和铝土岩,剖面从顶到底具典型的“煤-铝-铁”结构。地球化学分析结果显示,冀东石岭和冀南同义岭古风化壳样品的轻稀土元素氧化物总质量分数分别达0.0893%和0.0717%,均超过了古风化壳型轻稀土矿边界品位,冀北煤窑山古风化壳样品的轻稀土元素总质量分数为0.0504%,也具明显富集特征。古风化壳中部分样品稀有元素Li含量也超过了伴生边界品位。通过元素逐级分离试验定量分析出古风化壳中的三稀元素主要以矿物相存在,再通过X射线衍射分析、电子探针分析进一步确定三稀元素主要以类质同象赋存于伊利石、高岭石等黏土矿物中,少量以化合态存在于独立的稀土矿物中。综合分析认为,古风化壳中三稀元素的矿化富集依次经历了风化壳形成阶段、铝质岩系形成阶段及沉积压实阶段的多阶段演化。     

Configuration of subducting Philippine Sea plate and crustal structure in the central Japan region

A seismic experiment with six explosive sources and 391 seismic stations was conducted in August 2001 in the central Japan region. The crustal velocity structure for the central part of Japan and configuration of the subducting Philippine Sea plate were revealed. A large lateral variation of the thickness of the sedimentary layer was observed, and the P-wave velocity values below the sedimentary layer obtained were 5.3–5.8 km/s. P-wave velocity values for the lower part of upper crust and lower crust were estimated to be 6.0–6.4 and 6.6–6.8 km/s, respectively. The reflected wave from the upper boundary of the subducting Philippine Sea plate was observed on the record sections of several shots. The configuration of the subducting Philippine Sea slab was revealed for depths of 20–35 km. The dip angle of the Philippine Sea plate was estimated to be 26° for a depth range of about 20–26 km. Below this depth, the upper boundary of the subducting Philippine Sea plate is distorted over a depth range of 26–33 km. A large variation of the reflected-wave amplitude with depth along the subducting plate was observed. At a depth of about 20–26 km, the amplitude of the reflected wave is not large, and is explained by the reflected wave at the upper boundary of the subducting oceanic crust. However, the reflected wave from reflection points deeper than 26 km showed a large amplitude that cannot be explained by several reliable velocity models. Some unique seismic structures have to be considered to explain the observed data. Such unique structures will provide important information to know the mechanism of inter-plate earthquakes.