太平洋CC区多金属结核的分类问题

本文论述了多金属结核分类的目的及应遵循的原则，结合DY85－4航次对结核的调查研究，依据结核的表面构造特征将结核分为：光滑型、粗糙型及光滑十粗糙型。详细地叙述了不同类型多金属结核的特征及形成环境。通过对前人关于多金属结核分类的回顾和评述，指出了前人分类的某些缺点和不足，并着重强调了我们采用分类的优点和可行性。     

太平洋CC区及周边多金属结核分布及资源量预测

选取了太平洋克拉里昂-克利帕顿断裂带(简称CC区)以及邻近海域作为研究区,对该区多金属结核的分布和资源量进行了估计.运用数学地质方法和GIS空间分析技术,将已勘探区作为训练区,建立资源目标信息和区域证据图层之间的关系模型;将该模型用于未勘探区,得到整个CC区及周边海区的多金属结核的空间分布和潜在资源量.预测结果和勘探结果对比表明,预测结果具有一定的可靠性,所选方法对研究区多金属结核资源估计具有可行性.该评价方法或结果为将来未调查区多金属结核勘探工作提供了技术或参考靶区.     

太平洋CC区多金属结核Ce同位素组成——幔源Ce证据

利用对太平洋多金属结核资源调查取得的多金属结核样品,对太平洋CC区多金属结核的Ce同位素组成特征进行了研究,结果表明:太平洋CC区多金属结核的Ce同位素组成.138Ce/.142Ce较低,εCe为负值,与大西洋多金属结核的同位素组成正好相反,但与洋中脊玄武岩(MORB)和太平洋0～500 m上层海水的Ce同位素组成相似.Ce、Nd的单一源模式和Ce-Nd同位素体系模式都不能解释太平洋多金属结核的这种负εCe和εNd特征,表明太平洋CC区多金属结核中的Ce、Nd可能具有不同的来源,前者来源于地幔,后者来源于大陆,幔源Ce的光致还原作用是太平洋CC区多金属结核中负εCe形成的又一因素.     

基于Fuzzy ARTMAP的CC区多金属结核资源定量评价

将调查程度高、资料较丰富的CC区东部海底作为研究区,利用Fuzzy ARTMAP算法对该区已有调查站位进行模型训练,分别建立Mn、Co、Ni、Cu金属品位与洋壳年龄均值、沉积物厚度、地形起伏度、沉积类型等区域控矿要素之间的关系模型,从而得到该区多金属结核资源Fuzzy ARTMAP定量评价模型。利用该模型对该区已调查和未调查位置进行资源预测,比较已调查站位的调查数据和预测数据,得到Mn、Cu、Co、Ni的相对预测误差分别为4.5%、9.1%、20.8%、7.4%;在预测误差不超过30%的条件下4种金属的预测准确率分别为100%、96.7%、72.5%和98.9%。误差检验结果说明该模型在多金属结核资源评价中具有较好的应用效果,可信度较高,可以用来研究多金属结核的空间分布。     

太平洋CC区构造特征与多金属结核成矿条件研究

1994年4－11月,国家海洋局组织和实施了DY85－4航次中国开辟区（太平洋CC区）多金属结核（下简称结核）勘探,海上勘查历时225d,勘查面积达65×103km2,其中,用重力、磁力和单道地震等方法对测区进行了地球物理调查。结果表明,火山和浅层侵入体是提供给核生成的重要物质来源。区域性的沉积间断是造成结核丰度偏高的重要因素。断块活动强烈的地区,断裂活动有利于金属元素在海底的富集。不同时代形成的海底,地幔原岩在成分上的差异或在洋壳形成过程中构造活动的差异,对结核的形成有着一定的控制因素。而上述地质构造活动,在地球物理特征上都有着明显的反映。由此可见,地球物理特征与结核的形成和富集规律有着明显的相关关系。     

东太平洋CC区板块构造和多金属结核资源效应探讨

利用东太平洋CC区多波束海底地形测量、结核覆盖率深拖系统探测、结核丰度地质采样和地球物理地震勘探资料,运用板块构造和沉积动力学理论,并与丰度趋势面和神经网络分析结果对比,对东太平洋CC区构造与多金属结核资源效应关系进行了探讨,并认为:(1)富集在研究区约200亿t结核的最主要控制因素是东太平洋海隆、莱恩山脉、克拉里昂-克利伯顿大断裂(Clarion-Clipperton Fracture Zone),东、西、南、北的四个构造单元为结核大量富集起到了框架性的关键作用;(2)本区经历了和遵循着海底扩张的基本过程,这个过程对结核物质来源、成矿作用、结核分布有重大影响,结核丰度、覆盖率与地形变化非常一致,重大相变距离为10～15km,基底自形成以来一直影响着地表结核;(3)地球深部地质作用过程对结核成矿作用也有一定影响,影响因素可能涉及基底岩浆房及其大小等.     

太平洋CC区多金属结核成矿元素迁移规律的界面地球化学研究

本文通过对太平洋ＣＣ区东区上覆水,间隙水,沉积物,结核中的环境参数、元素含量进行分析,研究了成矿元素在界面间（上覆水－沉积物,间隙水－沉积物、上覆水－间隙水、沉积物－结核）的迁移变化规律,为了解和揭示大洋多金属结核成因及成矿规律提供了依据。     

东太平洋CC区WPC1101柱样沉积环境及埋藏多金属结核成因

WPC1101重力活塞柱样取自东太平洋CC区西部,其顶部见有水成多金属结核,3.4~3.5 m发育埋藏多金属结核层。对该柱样的沉积物成分、磁性地层、黏土矿物及元素地球化学结果进行综合分析,以探讨柱样的沉积环境变迁;对埋藏多金属结核进行地球化学元素分析,探讨其形成环境。结果表明:该柱样成分以硅质黏土为主;蒙/伊比表明晚渐新世时期研究区海底火山、热液活动较强,自生黏土组分较高;而上新世以后则相对减弱。柱样自下而上生物成因SiO2含量逐渐增多,代表陆源碎屑物质的Al2O3含量相对稳定,P2O5、CaO、Cu、Co、Ni则由于生物SiO2含量的增加而稀释,含量降低。埋藏多金属结核发育于生物生产力旺盛、沉积间断发育期,其内稀土元素(Ce元素除外)由于受后期成岩作用发生清扫作用,转移至沉积物中,而Ce元素不参与后期成岩过程,持续在多金属结核内富集。     

中国多金属结核开辟区的深海环境

阐述了中国多金属结核开辟区深海环境的水文、生物和化学特征。开辟区海域水柱由表层混合层、温跃层、海底温跃层和海底边界层等不同水层构成，整个海域水动力条件总体上较为缓慢，但也存在着周期性的水流速度大于15cm/s的海底风暴；区内海底生态系统的显著特点是极低的生产力和生物过程速率，但生物多样性极高；整个区域内表层沉积物分布较均一，以低有机含量的硅质粘土、深海软泥为主，其化学组成上受沉积环境和早期成岩作用的影响和控制。     

中太平洋海盆多金属结核分布及其与CC区中国多金属结核开辟区多金属结核特征对比

在综合分析航次调查资料的基础上,总结了中太平洋海盆多金属结核的矿产资源特征与分布规律,并与CC区中国多金属结核开辟区结核特征进行对比。结果发现:CP区多金属结核以S型水成成因为主,具有较高的丰度与覆盖率,但品位较低;而CC区结核S型(西区)、S+R型、R型(东区)三者均有,以混合成因和成岩成因为主,尽管丰度、覆盖率稍低,但品位较高。多金属结核中锰相矿物差异、表层沉积物类型及南极底流的影响是造成两区多金属结核差异的主要因素。     

东太平洋多金属结核富钡镁锰矿细脉蛋白石层的成因机制

为探讨东太平洋CC区多金属结核中富钡镁锰矿细脉蛋白石层的成因机制,利用矿相显微镜、电子探针和ICP-OES,对蛋白石层及其周围铁锰氧化物进行了显微结构特征和化学成分特征的研究。结果表明:高反射率矿物结晶程度较好,主要由MnO组成,具有高Mn低Fe的特征,为成岩成因的钡镁锰矿。中反射率矿物结晶程度较差,主要由MnO和FeO组成,为水成成因的水羟锰矿。低反射率矿物为一种半透明矿物,主要由SiO₂组成,为生物成因的蛋白石。根据钡镁锰矿、水羟锰矿和蛋白石的成因机制,为蛋白石层及其内部钡镁锰矿细脉的形成过程建立了一个模型,共分为5个生长阶段:第1阶段,结核呈半埋藏状态在氧化环境中形成水羟锰矿;第2阶段,结核呈半埋藏状态接受SiO₂胶体的沉淀作用形成蛋白石层;第3阶段,结核呈半埋藏状态在氧化环境中形成水羟锰矿的同时,其成岩作用和蛋白石的脱水作用使蛋白石层中产生大量的裂缝;第4阶段,结核呈埋藏状态在弱氧化-还原环境中发生交代作用和重结晶作用形成钡镁锰矿;第5阶段,结核呈半埋藏状态形成水羟锰矿。     

东太平洋CC区沉积物稀土元素特征及物源

对东太平洋CC区中西部33站表层沉积物进行了稀土元素(REE,包括Y)地球化学研究。结果表明,REE在沸石粘土中最富集,在硅质沉积物中含量明显偏低;所有沉积物样品中REE都存在Ce负异常和Eu正异常的轻稀土(LREE)亏损特征,表现为典型受到海水来源物质影响的REE配分模式;硅质粘土中Ce亏损程度、Eu正异常和REE富集程度都比硅质软泥更明显。与东区相比,西区沉积物中LREE、HREE(重稀土和钇元素)和∑REE(稀土元素总量)普遍偏高,LREE与HREE分异更明显,HREE相对更富集,LREE和Ce亏损更显著。研究区表层沉积物中REE主要来自海洋自生物质,同时受到陆源物质、海底火山物质的影响。     

CC区多金属结核分布特征及其与地质地理环境因素之间的关系

根据１９８７、１９８８、１９９０年东北赤道太平洋ＣＣ区的３个航次多金属结核调查资料的统计分析，结果表明，ＣＣ区自西向东，从北向南，多金属结核丰度，覆盖率、形态、粒径和化学组分等具明显的区域分布规律，但在这一区域性分布背景上，结核的局部分布很复杂。     

太平洋深海富稀土沉积物的分类及成因

深海富稀土沉积物广泛分布在西太平洋、东太平洋、东南太平洋、印度洋等地区。本研究对东太平洋克拉里昂-克里珀顿断裂带(Clarion-Clipperton Fracture Zone,简称CC区)的两个站位富稀土沉积物的矿物学与地球化学特征进行了分析,并收集了太平洋92个站位深海富稀土沉积物元素地球化学数据,依据地球化学特征,结合矿物组成,将太平洋深海富稀土沉积物分为富Al型、富Fe型、富Ba型等三个类型。富Al型富稀土沉积物广泛布在西太平洋地区,沉积物类型以沸石黏土为主,全岩Al₂O₃平均含量可达14.9%。富Fe型富稀土沉积物位于东太平洋海隆附近的东南太平洋和东北太平洋区域,沉积物中TFe₂O₃平均含量高达18.8%,部分样品呈现明显的Eu正异常,热液活动可能为稀土元素的富集提供了丰富的稀土元素及载体矿物。富Ba型富稀土沉积物主要分布于东太平洋CC区,沉积物类型主要是(含)硅质黏土,Ba平均含量可达8 092×10^-6。高Ba含量指示了沉积物形成时期所在海域可能具有很高的初级生...     

中太平洋海盆与东太平洋海盆多金属结核特征对比

结合分析多年我国在太平洋中部多金属结核调查的资料发现：中太平洋海盆（ＣＰ区）与东太平洋海盆（ＣＣ区）的多金属结核，无论是形状，矿物组成，品位，丰度以及成因等诸方面均有明显的区别，这些差异的主因是物质因素和环境因素所造成。     

东太平洋CC区西区表层沉积物黏土矿物和地球化学特征

本文以太平洋CC区西区12个表层沉积物样品作为研究对象,对其粒度、化学组分和矿物成分进行分析,讨论其沉积环境和物质来源。研究区地处深海,主要以深海黏土和硅钙质黏土为主,含有少量的硅质黏土、黏土质硅质软泥和黏土质钙质软泥。黏土矿物成分主要是蒙皂石和伊利石,含有部分的高岭石和绿泥石。黏土矿物组成表明,区内沉积物主要是陆源,由高空气流携带而来,南极底流和热液活动对其物源的来源有一定影响。沉积物地球化学特征也表明,物源以陆源为主,稀土元素分布曲线和北太平洋表层海水稀土曲线类似,且表现出强的Ce亏损,表明生物活动导致的生物沉降对表层沉积物也有一定的影响。     

太平洋中部多金属结核生物地层学研究

本文利用钙质超微化生物地质学研究方法，分析鉴定了多金属结核中的钙质超微化石，建立了多金属结核生长层柱状剖面图，确定了多金属结核形成的三个生长阶段及其年代，为揭示多金属结核的成矿规律和分布规律提供了必要的地质资料。     

东太平洋多金属结核及相关因素概述

以翔实的照片与图件资料为依据, 展示东太平洋中国开辟区内多金属结核类型及其在大洋底赋存状态; 结核内部叠层石纹层及其建造者——两种超微生物化石特征; 不同类型结核的矿物与化学成分特点。同时对结核分布规律与区内地化环境、水深、地形、沉积物类型等之间关系也作扼要说明。     

东太平洋中国多金属结核区锰结核样品中微生物群落结构的研究

通过非培养手段研究了东太平洋中国多金属结核区ES0303站点锰结核样品中的微生物群落结构.细菌16S rRNA基因克隆文库的研究结果表明：结核内细菌种群结构复杂,微生物种类丰富且各种群丰度不一（61个OTUs）,其中变形杆菌类群为优势种群,占所有细菌克隆子比例的64%,且主要分布于β/γ-、α-和δ-等3类变形杆菌（Proteobacteria）亚群之中,占比分别为34%、18%和12%.此外还存在包括酸杆菌（Acidobacteria）,放线菌纲（Actinobacteria）,绿弯菌门（Chloroflexi）,厚壁菌门（Firmicutes）,浮霉菌门（Planctomycetes）等在内的细菌类群的分布,克隆子比例依次为9%、7%、8%、2%和5%.古菌16S rRNA基因克隆文库的研究结果表明：古菌的群落结构单一（仅12个OTUs）,全部是由泉古菌海洋类群I（crenarchaeote marine group I,MGI）组成;其中MGI-η类群最为丰富,达到44%,而MGI-α、MGI-ζ和MGI-ε类群的克隆子比例分别为25%、18%和9%,另外还发现2个新的MGI分类类群.相关克隆子的数据库比对和系统发育树分析表明,并未发现已报道的直接参与铁锰氧化还原相关类群的存在,但它们大多数与来自多金属结核来源或深海来源的不可培养微生物具有较高的同源性.进一步的分析表明,锰结核内存在相当数量的氨氧化菌、硫酸盐还原菌、酸杆菌等能够改变pH值的细菌和古菌类群的存在,意味着它们可能在锰结核的形成过程中起到重要的作用.     

东太平洋不同海域多金属结核差异的主控因素

本文以ＤＹ８５－４航次在东太平洋的调查为基础,概述了多金属结核在东西两海区的差异;分析了影响这种差异的因素;着重探讨了多金属结核的丰度,品位,覆盖率,Ｍｎ／Ｆｅ,与伴生沉积物,断裂带,火山,侵入岩的关系。发现造成两区结核差异的因素很多,但起主控作用的是断块,火山,岩浆,热液等活动所带来的物质及对海底物理化学环境的影响。