东太平洋锰结核中叠层石纹层韶律的研究

综合运用反光显微镜,扫描镜,透射电镜等手段研究了东太平洋深海锰结核中上叠层石纹层的单律。研究表明,锰结核中叠层石纹层是超微生物韵律性生长的结果,而且在锰结核的磨光面上清清楚楚地显示纹导 层组和纹层带三个级别的生长韵律。     

海底铁锰结核纹层和柱状构造成因的探讨

铁锰结核的内部构造反映了其生长环境,也反映了生长机制,由于微生物生态演替造成的氧化和还原条件的交替,产生了具有不同矿物和化学成分的纹层和柱状构造。     

中太平洋北部锰结核的构造及成分特点

本文阐述了中太平洋北部锰结核的成分及结构、构造的研究结果。结核可分为粗糙型和光滑型,内部呈现具有核心的同心层状构造,壳层可分为数个粗层。各粗层之间为不整合或假整合接触,粗层内微层呈韵律性排列。通过对粗层构造以及粗层内各韵律层的元素及矿物组分分布特点的研究,作者认为粗层的生长与当地沉积物的沉积间断或沉积速率减小有关,而微层的韵律性则是结核在滚动过程中生长造成的。文中并对结核的生长过程作了一般性讨论。     

东太平洋中部始新世末期的微锰结核研究

深海钻探573B孔始新世末与渐新世初地层界线处有一层含金属黏土，其底部有一微锰结核富集层。研究了这些微锰结核的形态特征、化学成分及形成,总体看来始新世末期微锰结核中锰的含量比太平洋CC区的大锰结核、微锰结核含量明显高，但铁含量则明显低，属亚氧化成岩类型。始新世末期该区丰富的金属元素和微量元素的供给、沉积间断或缓慢 的沉积速率等条件利于该时期微锰结核的形成。     

深海锰结核中元素的扩散及深度分布特征的研究

本文用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP—AES)测量了从中太平洋北部海底采集的锰结核样品的元素组成并用铀系测年法测定了它们的生长速率,结果表明,锰结核中元素的深度分布有随深度增加、减少和起伏不定三种特征,这些锰结核内部的元素组成的变化,一般被认为是由于锰结核中元素的扩散和迁移以及锰结核的不均匀性所致。 本文用扩散模型解释了锰结核中元素含量向内增加的分布,据此模型计算,锰结核中Ni、V和Zn的有效扩散系数为10^-9cm²/a数量级——小于对放射性核素所报道的数值。     

东太平洋铁锰结核区微生物的丰度及其成矿作用研究

于１９９４年４－１１月东太平洋铁锰结核期探区,随向阳红０９号船,采集了３９个表层沉积物,１２个上覆水和７个结核样,在现场用平板法测定了异养细菌和铁,锰细菌丰度,用稀释法（ＭＰＮ法）测定硫酸盐还原菌丰度,在实验室对船上带回的异养细菌和锰细菌进一步纯分分离,进行了１２项生化试验,对照伯杰氏手册第八版鉴定至属。为了探讨微生物在大洋成矿过程的作用,使用分光光度法,测定锰细菌对锰,铁离子的转化作用和不同培养     

中太平洋海盆北中部的锰结核

1974—1978年日本“白令丸”对中太平洋海盆北中部海域进行了5个航次的地质学与地球物理学综合调查,概略地查明了该海域锰结核的分布特征以及地质学与地球物理学诸性质之间的关系。     

深海采矿锰结核泵的试验研究

锰结核泵是深海采矿扬矿系统中的关键设备,为了研究泵结核矿浆工作性能,在实验室构建了一套高30 m、内径204 mm,可提供最大管网阻力2.5 MPa的泵矿浆性能试验系统,采用不同模拟结核粒径进行了泵矿浆工作特性试验。试验结果表明,锰结核泵基本上达到了预期设计指标,分析了模拟结核粒径d≤50 mm矿浆回流试验泵流道堵塞的原因,初步讨论了锰结核泵的环形格栅通道和泵流道问题,可作为我国中试多级锰结核泵的设计依据。     

东太平洋多金属结核的叠层石包壳及其沉积环境意义

对东太平洋C-C区深海多金属结核的叠层石包壳、多金属结核的表面类型及其分布规律进行了详细研究和合理解释,认为叠层石的形态学特征既是建造叠层石的微生物种类差异的表现,也是环境水动力条件和溶解氧含量不同的反映,这些因素共同决定了多金属结核的表面类型,而南极底流是造成海底水体能量环境、氧化还原电位和微生物种类变化的根本原因.为多金属结核的分布规律和成矿预测提供科学依据.     

中太平洋碎屑组分及其与锰结核分布的关系

本文分析了中太平洋沉积物中的碎屑成分,探讨了其分布特点和物质来源。碎屑物成分主要由轻组分——钙质化石、硅质化石和钙十字沸石组成。重矿物种类30余种。硅质化石在调查区内广泛分布,它和钙质化石的分布成制约关系。物质来源主要是大洋生源和自生形成的,少量为海底火山喷发物,极少为地外和陆源物质。此外,初步探讨了锰结核的分布与沉积物成分及其粗、细组分之间的关系。     

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.     

分形理论在太平洋多金属结核分布研究中的应用

分形理论与耗散结构、混沌理论一样,是最近一个时期非线性科学研究中所取得的重要成果[1],并在近年来得到了迅速的发展.其主体内容是研究系统的自相似性和不规则性,能为复杂问题的定量化提供新的途径[2].用分形理论研究地质现象是非线性科学的一个重要方向,前人已在地质数据的分形结构、地质时空结构的自相似性及其动力学机制、地质现象的分形重建与矿床分形统计预测方法等方面进行探索,取得了一些重要成果[3～6],但值得指出的是地质分形是统计意义上的无规分形,与数学意义上的严格自相似有区别.     

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。     

东太平洋多金属结核的形成年代及生长速率研究

用铀系法、氨基酸法和锶同位素法对取自东太平洋的数个多金属结核进行了年代测定。在参考其他测年数据并综合地质、气候、环境等资料后, 发现东太平洋多金属的形成与南极底层流有密切关系。大多数结核自渐新世后逐渐生成发育, 早中新世、中中新世及晚上新世是结核发育的最有利时期。多金属结核的生长速率为１０－ ６ ｍ ｍ ／ａ 数量级。由于在不同地质时期受到不同的环境因素的影响, 结核的整个生长发育过程呈阶段性与多变性等特征。     

Submersible observations of manganese nodule and crust deposits on the Tenpo Seamount,Northwestern Pacific

Pavements of manganese nodules and crusts and outcrops of Miocene limestones were observed on the flanks and flat top of the Tenpo Seamount during three Shinkai 2000 dives. The pre‐Miocene volcano supplied nuclei of volcanic rocks and hydrothermal manganese deposits, and subsequent slow or no sedimentation promoted deposition of abundant hydrogenetic nodules and crusts, mainly on the upper flank of the seamount. Nodule pavements generally cover calcareous sand surface sediments, while crusts cover hard outcrops composed probably of volcanic rocks. The fields of crusts and nodules are sparsely distributed with each other on scales of meters to tens of meters. The on‐site observation suggests the deposits have encountered tectonic and/or mass movements that resulted in unusual occurrences of densely stacked nodules and occasionally the nodules resting directly on crusts or hard substrates. Mineralogical and chemical compositions reveal that for nodules and crusts the encrusting manganese layers of around 1 cm thickness are composed of hydrogenetic vernadite, and diagenetic influence is negligible.     

东太平洋多金属结核的一般特征与影响因素

本文主要阐述了东太平洋海盆国家海洋局调查区内多金属结核的物性特点、形态分区、粒级分布、矿物成分以及结核丰度、品位与生成环境因素的关系，并指出了勘探与选冶的较佳区块。     

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.     

CC西区多金属资源评价的协同区域化理论和方法

详细介绍矿产资源评价的协同区域化理论和协同克立格方法,同时结合大洋CC西区锰结核资源评价工作,探讨其在大洋矿产资源评价中的应用.在CC西区的锰结核矿石中铜、钴、镍是三种相关而经济价值又不同的金属,同时矿石的分布水深也是制约开采成本的重要因素.利用协同克立格方法建立资源评价模型,估计上述区域化变量在空间中的有利组合分布样式来圈定更加有潜力的矿区位置以及估计资源量,达到资源定位预测和定量评价的目的.这种方法对锰结壳资源评价同样有效.     

东太平洋多金属结核中铁、锰元素的分形演化及其意义

运用分形理论,通过建立不同的相空间,计算了东太平洋多金属结核中的铁、锰元素的时间序列在各相空间中的关联分维,并与其在沉积物岩心中的关联分维进行了对比.通过研究发现,多金属结核中铁、锰元素和沉积物中Fe₂O₃及MnO在分形演化过程中均存在分维吸引子,认为沉积物中的Fe₂O₃和MnO可以用3个变量来描述,它们可能代表了火山、生物和陆地的三种来源,而描述结核中的铁、锰元素却需要14个变量,反映多金属结核中铁、锰元素的来源和/或赋存非常复杂,至少有14个因素在起作用,可能暗示了结核在形成过程中存在复杂的生物化学作用,为多金属结核的生物成因提供了间接的数学证据,同时也合理解释了结核生长结构所具有的自相似韵律现象.