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.     

东太平洋海盆海山玄武岩特征

东太平洋海山玄武岩属于大洋岛屿拉斑玄武岩，主要由橄榄拉斑玄武岩、石英拉斑玄武岩和橄榄玄武岩组成，具有拉斑玄武岩系列和过渡玄武岩系列。岩石具有基质为拉斑玄武结构或间隐结构的斑状结构和气孔构造，斑晶主要由拉长石和普通辉石组成，基质除拉长石和玻璃质外，还有少量普通辉石和磁铁矿等，岩石化学成分中Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ含量偏高。玄武岩中稀土元素分配型式基本相同，曲线较平坦，稀土分馏不明显，具Ｃｅ、Ｅｕ负异常，反映岩石具有共同的成因，属晚白垩世以来的产物     

中太平洋铁锰结壳元素间的关系及其对结壳成因的意义

海洋铁锰氧化物作为潜在的海洋资源在过去20年中得到了很大的重视，因为它们富集Co、Cu、Ni、Mn和Pt．在海洋环境中，Fe～Mn．氧化物可分成3种沉积类型：成岩成因型、水成成因型和热液成因型（Halbach，1986）．这些类型当中，水成成因的结完在中太平洋海山中为最重要的沉积物．最近的研究表明Fe－Mn氧化物不仅是重要的矿物资源，而且还是潜在的古海洋记录（McMurtfy等，1994）。最近水成成因结壳测年方法的提高使Fe－Mn结壳中的古海洋记录与大范围的地质事件联系起来成为可能（McMurtry，1994）．进而，Fe－Mn结亮一般的生长速率（…     

中太平洋海山演化史及与富钴结壳的关系

中太平洋海山区是海山富钴结壳广泛分布的一个重点地区，目前我国正在该区进行富钴结壳资源调查，了解该区海山形成演化史对研究富钴结壳的成因及其分布规律有重要意义。根据大量的文献资料，对该区海山演化史进行了综述，并对海山与其上生长的富钴结壳的关系进行了探讨。     

中太平洋海山富钴结壳与基岩关系的研究

对我国首次取得的中太平洋海山基岩和富钴结壳样品的结构构造、矿物和化学组成特征的研究表明,该区主要基岩类型为碱性玄武岩、磷块岩、磷酸盐化碳酸盐岩和燧石等,碱性玄武岩分布最广,并均有不同程度的风化.观察表明,富钴结壳的载体可以是各种岩性的基岩.玄武岩、风化火山岩和磷块岩上的结壳厚度比燧石的大,有较高的经济价值,是选矿冶炼的主要对象.对于调查区内富钴结壳形态总体上可分为三种类型:板状、砾状和结核状结壳.从以下四个方面探讨结壳与基岩之间的关系:(1)海水、基岩和结壳中主要金属元素含量特点;(2)通过聚类分析方法探讨结壳与基岩之间的亲疏程度;(3)结壳的分布特征;(4)不同基岩类型对结壳生长的影响.分析结果表明,调查区内的火山岩及磷块岩对结壳形成的贡献大(比其他类型岩石).     

中太平洋海山玄武岩的岩石学特征与年代

玄武岩在中太平洋海山分布广泛, 且普遍存在风化蚀变现象.对测区内玄武岩样品的岩石学特征研究表明, 玄武岩具斑状结构, 基质以间粒结构为主.斑晶矿物为基性斜长石、单斜辉石和伊丁石化橄榄石.基质矿物为斜长石、辉石、橄榄石、铁矿物、磷灰石、玻璃及次生矿物等. 各海山玄武岩同属碱性玄武岩系列, 并为钾质类型玄武岩, 它们的形成基本上处于同一地质构造环境中.稀土元素分析结果为轻稀土富集型, 轻重稀土在岩石形成过程中发生了不同程度的分异作用.CM5海山玄武岩比其他海山年代相对较老（60 Ma）.     

中太平洋结壳区海山燧石岩成因研究

燧石岩成因较为复杂,一般认为它主要是在深水环境中形成的.通过对燧石的宏观和微观特征、矿物和化学成分以及硅氧同位素组成特点,并结合区内地质构造背景等方面研究,认为中太平洋海山燧石岩是SiO₂交代有孔虫灰岩之产物.其主要特征和分析结果是:燧石中具有已硅化了的白色斑块,在显微镜下可见其岩石薄片上的有孔虫化石.有些燧石标本的局部处仍残留着有孔虫灰岩小块体(经鉴定有孔虫属正常海相).燧石岩的矿物成分为较纯的低温石英,SiO₂含量高达96%以上.具较高的δ18O值(0.032)和较低的δ30Si值(0.0004).区内断裂构造发育,出现多期火山喷发.海山形成地质时代大致在白垩纪—早第三纪,并经历了沉降过程.燧石形成于半深海环境,火山热液作用是SiO₂来源的主要渠道.     

西北太平洋采薇海山富钴结壳矿物学和地球化学特征

富钴结壳是一种富含Mn、Co、Ni和稀土元素（镧系元素加钇,简称REY）等元素的海底矿产资源。本文研究的富钴结壳样品是“科学”号在2018年HOBAB5航次于西北太平洋采薇海山的山顶边缘上通过电视抓斗获得的。利用扫描电镜、X射线衍射仪（XRD）、电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）和电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）分析了富钴结壳的显微构造、矿物学特征和地球化学特征,并探讨了其成因类型和形成机制。富钴结壳的结构从内到外可分为土黄色的疏松层（C8-5）、黑色铁锰致密层（C8-2、C8-3和C8-4）和发育葡萄状球体的粗糙表面（C8-1）。土黄色疏松层孔隙度较高,主要组成矿物为水羟锰矿、石英、钙长石、钠长石、钙十字沸石和钡镁锰矿,Mn的含量较低,Al的含量较高。黑色的铁锰致密层孔隙度较低,呈柱状构造,主要组成矿物为水羟锰矿、石英、钙长石和钠长石,Al含量有所下降,Mn含量升高, 说明陆源物质的供应逐渐变少。在富钴结壳的生长后期,其主要显微构造由柱状构造向斑杂构造转变,二者的过渡区域为铁锰氧化物与富Si碎屑物质组成的层状构造。富钴结壳各层位的Mn/Fe比值为1.16～1.85,且各层位Ce呈正异常,Y呈负异常,以上特征表明富钴结壳为水成成因型,其金属元素来源于氧化性海水,未受到热液活动的影响。依据富钴结壳的年代学数据,可知从渐新世末期到上新世中期,富钴结壳的生长过程一直受控于太平洋深层水。Co/(Fe+Mn)和Co/(Ni+Cu)的不断升高表明富钴结壳一直在氧化性较高的海水环境中生长。相较于其他大洋和海区,采薇海山富钴结壳具有高含量的Co、Ni和REY,具有极高的经济价值和开采价值。     

中太平洋C海山富钴结壳铁锰矿物的组成、成分特征及其成因意义

采用X射线衍射和微区电子探针法,对2006年"大洋一号"考察船在中太平洋C海山取得的典型富钴结壳样品进行了铁锰矿物的组成和成分特征分析,结果显示:(1)结壳的老壳层中铁锰矿物具有水羟锰矿、钡镁锰矿和钠水锰矿的特征组合,其相对含量分别为45.5%、30.1%和24.4%;中间壳层和年轻壳层中铁锰矿物为水羟锰矿,表明结壳各层生长的环境条件不同.(2)铁锰矿物集合体中Mn/Fe值从老壳层到年轻壳层具有明显降低的趋势,老壳层Mn/Fe值大于20,最高达90;中间壳层Mn/Fe值在2～5之间,年轻壳层Mn/Fe值在1～2之间.铁锰矿物集合体探针测得的结壳老壳层元素的总百分含量稳定在75%左右,中间壳层和年轻壳层为50%～80%.Si、Ti元素含量从老壳层到年轻壳层有增加的趋势,在中间疏松层中百分含量均达到最高值,分别为3.17%和1.53%,表明自老壳层到年轻壳层,碎屑物质或有机质等对结壳的影响程度有增大的趋势.由此可见,研究区富钴结壳主要为水成成因,主要发育了水羟锰矿;老壳层生长期间受到局部海水氧化还原条件变化的影响,铁锰相矿物发生重结晶或重组而形成了水羟锰矿、钡镁锰矿和钠水锰矿特征组合,这种特征铁锰矿物组合的研究对于全面理解海水环境条件变化与结壳成因的关系具有重要的意义.     

太平洋海山铁锰结壳矿床地质特征

在总结大量资料及对麦哲伦海山和中太平洋海山冈区铁锰结壳研究的基础上,阐述了海山铁锰壳类型、下伏基岩特征、元素组成变化及其成矿特征。     

中西太平洋海山形态类型与钴结壳资源分布关系

通过对中西太平洋海山形态剖面的山体高度、山顶直径、基底直径、山顶直径与基底直径之比、山体坡度、山体高度与基底直径比值六个参数多元统计分析,发现可以根据山体高度与基底直径的比值对海山形态类型进行分类:比值小于0.10的为平顶海山(Ⅰ类),大于0.10的为尖顶海山(Ⅱ类),对于等于0.10的海山需参考平坦度和山体坡度,平坦度大和山体坡度缓的为Ⅰ类,反之为Ⅱ类。西太平洋的麦哲伦海山区、马绍尔群岛基本以平顶海山为主,介于中西太平洋之间的威克—马尔库斯海山区和中太平洋海山区、莱恩群岛平顶海山与尖顶海山共同发育。对各种类型海山上钴结壳分布研究发现,无论是在尖顶海山还是在平顶海山,板状结壳均比较发育,但砾状结壳在平顶海山比在尖顶海山的发育。中太平洋尖顶海山的结壳比平顶海山的发育,但由于山顶面积小,钴结壳资源量不大。仅从平顶海山看,在麦哲伦海山区、威克—马尔库斯海山区板状结壳比中太平洋海山区、马绍尔群岛、莱恩群岛的板状结壳发育,前者的板状结壳平均厚度大于3 cm,后者的板状结壳平均厚度小于3 cm,总体上是西太平洋平顶海山钴结壳比中太平洋平顶海山的发育。两种类型海山各方向上的资源分布明显不同,在平顶海山的西部山坡的资源比东部山坡的丰富,尖顶海山的则刚好相反。     

太平洋铁锰结壳中的铂和金

对采自太平洋麦哲伦海山系统“俄罗斯科学院海洋研究所”和“远东海洋地质”平顶山的4个铁锰结壳样品，采用综合物理和化学方法（包括分析电子显微镜）进行了研究。业已确定，铂主要以超分散状态和自然金属形式存在，无明显的对铁锰相的附属性，但有时与磷酸盐相共生。     

中太平洋CA海山玄武岩中斜长石化学成分特征及地质意义

在对CA海山玄武岩CAD21样品岩相学研究基础上,运用电子探针和X-荧光光谱法(XRF)对中太平洋CA海山斜长石斑晶中的环带、斜长石微晶和玄武岩中的硅酸盐进行了化学成分研究。CA海山玄武岩为地幔柱成因的板内玄武岩;斜长石斑晶具有环带结构,环带核部与边部为不连续消光,是不连续环带;环带核部为培长石,边部为拉长石,是岩浆演化过程中形成的正环带,其成因受岩浆演化过程中熔体组分及温、压条件的共同制约。斜长石斑晶核部、边部及斜长石微晶估算温度平均值分别为1 281,1 198和1 071 ℃,分别代表了岩浆源区、岩浆房及岩浆喷发温度,三者温度差值较小,这和洋岛玄武质岩浆的形成及喷发特点相吻合。     

中太平洋海山富钴结壳成矿的空间分布规律研究

海山是富钴结壳主要的成矿载体,结壳成矿分布不仅受到海洋最低含氧带、碳酸盐补偿深度、生物生产力、物质来源、海水氧含量等大尺度宏观因素的影响,同时也受到海山地形、沉积作用和底层海流冲刷等小尺度微观因素的控制。通过对以中太平洋R海山为主的水下结壳成矿与分布的深入研究,发现结壳富集区以海山浅水区域为主;地形地貌上的尖顶高地区、顶坡过渡带、山体鞍部、山脊、斜坡上部等区域结壳质量较好,覆盖率高;下斜坡、山谷、山顶平坦区和斜坡区平缓台地是结壳贫乏区,结壳厚度小、覆盖率也低;15°以下的小坡度地形结壳成矿较好,3°~7°最佳,15°以上的大坡度区质量有所下降,陡崖区最差。地形对结壳分布和成矿起基础性影响作用,沉积作用和底流冲刷分别起到阻滞和促进作用,海流是保持低坡度区结壳长期稳定生长的关键因素,地形控矿本质上是和底层流联合对抗沉积堆积作用的过程。     

中太平洋富钴结壳Co元素地球化学特征

对在中太平洋研究区5座海山调查时获取的38个富钴结壳样品中主要金属元素的含量进行了化学分析,探讨了不同海山富钴结壳中Co元素含量的变化规律及结壳中元素间的相关关系,结果表明:(1)5座海山富钴结壳中的各主要金属元素含量相近,38个富钴结壳样品中Co元素的平均含量为0.67%,具有一定的开发前景。(2)不同海山富钴结壳中Co元素含量有一定变化,其变化与富钴结壳的类型、海水水深、地形地貌以及成矿作用等有密切的关系。Co元素在板状结壳中的含量为最高,在钴结核中的含量次之,而在砾状结壳中的含量为最低;富钴结壳中Co元素含量与海水水深呈负相关,浅水区富钴结壳中Co元素的含量明显高于深水区;海山地形地貌对Co元素的含量及富钴结壳的发育有一定影响,海山的椭圆状分支、支脉及边缘部分,Co元素的含量相对较高,富钴结壳发育得较好;Co元素富集成矿作用还主要受锰、铁水成成矿作用的控制。(3)富钴结壳中金属元素之间存在不同程度的相关性。Mn元素分别与Co、Ni、Cu、Zn、Mg、Na、Ba、Ti等元素呈强烈的正相关,而分别与Al、Si、Ca、P、Fe、Sr等元素呈负相关;Co元素分别与Cu、Al、P、Ca等元素呈负相关;Ca元素与P元素呈强烈正相关。     

麦哲伦海山区MA、MC、MD、ME、MF海山结壳基岩的岩石学

麦哲伦海山区MA、MC、MD、ME、MF海山的结壳基岩类型主要有玄武岩、火山碎屑岩，其次为灰岩和磷块岩。玄武岩为蚀变玄武岩、橄榄玄武岩等，造岩矿物斜长石的成份多为拉长石和中长石，辉石多为普通辉石，橄榄石多已伊西石化。玄武岩的硅酸盐全分析表明，其P2O5含量普遍偏高，超出了玄武岩正常值范围；玄武岩的稀土分配模式与洋岛碱性玄武岩类型基本相似，但出现一定程度的Ce负异常，这是由于玄武岩中混有磷酸盐矿矿物的结果，经过成分校正后，化学成分分类上属碱性系列的碱性玄武岩。火山碎屑主要为玄武质火山碎屑岩，其中玄武质碎屑的矿成分及结构特征与玄武岩相似，玄武质火山碎屑岩的稀土分配模式与玄武岩的稀土分布模式基本相似，推测其与玄武岩为同一期火山喷发的产物。灰岩包括生物屑微晶灰岩、微晶生物屑灰岩等，多数灰岩具有不均匀的磷酸盐化现象，成为磷块岩。另一种类型的磷块岩，是由磷酸盐矿物交火山碎屑岩形成。磷块岩的稀土元素特征表现为稀土总量较高，Ce呈明显负异常。灰岩和火山碎屑岩的磷酸盐化作用对稀土元素的富集及Ce的亏损起了重要作用。     

中太平洋海山区富钴结壳构造与地球化学特征及意义

为了释读蕴藏在富钴结壳中的环境变化信息,运用电子探针技术对中太平洋海山CXD05结壳进行了详细的构造和地球化学研究.结果表明:1)CXD05结壳约从19.4 Ma BP(早中新世)开始发育,从基部至顶部依次发育了斑杂构造、柱状构造和纹层构造;2)结壳中亲氧元素和碎屑组分从老至新发生规律性变化.结壳构造序列反映了其生长过程中海洋动力环境能量由高到低的变化;而壳层亲氧元素和碎屑组分的变化则记录了海水的氧化程度和风尘影响强度的变化.     

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。