海底水－沉积物界面系统中稀土元素的变化及配分特征

本文利用”大洋多金属结核调查“期间”海洋4“号调查船HY₄-871、881航次在东太平洋海盆取得的底层水、沉积物、间隙水及多金属结核样品,对比研究了稀土元素(REE)在海底水-沉积物界面系统不同物质相中的分布变化及配分特征。结果表明,在大洋氧化性沉积物间隙水中REE相对于底层水亏损。除Ce外,沉积物与多金属结核REE含量较为接近。底层水、沉积物、间隙水REE配分特征极为相似,都表现出中稀土相对于轻、重稀土的轻度分离和富集,Ce表现为负异常。多金属结核中中稀土也有类似的富集倾向,但Ce主要表现为正异常。随深度的增加,沉积物REE含量增加,但其配分模式不变。     

海底水－沉积物界面系统中稀土元素的变化及配分特征

本文利用“大洋多金属结核调查”期间“海洋４”号调查船ＨＹ_４－８７１、８８１航次在东太平洋海盆取得的底层水、沉积物、间隙水及多金属结核样品，对比研究了稀土元素（ＲＥＥ）在海底水－沉积物界面系统不同物质相中的分布变化及配分特征。结果表明，在大洋氧化性沉积物间隙水中ＲＥＥ相对于底层水亏损。除Ｃｅ外，沉积物与多金属结核ＲＥＥ含量较为接近。底层水、沉积物、间隙水ＲＥＥ配分特征极为相似，都表现出中稀土相对于轻、重稀土的轻度分离和富集，Ｃｅ表现为负异常。多金属结核中中稀土也有类似的富集倾向，但Ｃｅ主要表现为正异常。随深度的增加，沉积物ＲＥＥ含量增加，但其配分模式不变。     

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 Ｃ Ｃ 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。     

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。     

大洋多金属结核成因认识的重大突破

大洋多金属结核成因认识的重大突破大洋多金属结核（锰结核）已成为当今世界上一些大国开发海洋的重要“黑色资源”。１９８５年起我国在东太平洋已成功地进行了数次多金属结核勘查,并于１９９１年成为世界上第五个被联合国批准的大洋矿产先驱投资者。现已基本上探明了在...     

大洋多金属结核矿区表层沉积物的物理性质

利用大洋多金属结核矿区调查过程中4个航次所得的600多组表层沉积物物性测试资料,将矿区的沉积物分为5种类型,并分析了这些沉积物的物理性质,同时,运用回归分析方法,统计分析了不同类型沉积物的含水量、湿密度、孔隙比与埋藏深度的关系,以及各物性指标之间的相关关系。结果表明:(1)大洋多金属结核矿区表层沉积物均为粉质土,黄棕色粉质土是西部矿区的主要沉积物类型,棕黄色粉质土是东部矿区的主要沉积物类型;(2)除褐色粉质土外,其余4种类型土的含水量、孔隙比均随埋藏深度的增加而减少和降低,湿密度则随深度增加而增大;(3)各类土的物性指标与埋藏深度的相关性甚好,因而可以利用埋藏深度对矿区的沉积物进行物性指标预测;(4)含水量、孔隙比、湿密度等物性指标之间呈线性相关,其中含水量与孔隙比的相关性最为密切,呈明显线性关系。     

中印度洋海盆多金属结核地质特征

利用"大洋一号"2007年在中印度洋海盆采集的多金属结核和沉积物样品,采用X射线衍射、穆斯堡尔谱、X荧光分析、ICPMS等方法,对样品进行了矿物学和化学成分分析,并与东太平洋海盆我国开辟区多金属结核进行了对比.印度洋结核区海底沉积为含黏土硅质软泥,结核呈菜花状、碎屑状、杨梅状和连生体4种类型产出,大小为0～6 cm,平...     

东北太平洋热液活动模式初探

继大洋多金属结核被发现之后,海底热液矿床又成为重要的大洋多金属矿产之一海底热液活动向大洋输送物质的通量及海洋物质收支平衡的研究成为当前海底热液活动研究的热点.东北太平洋是大洋多金属结核的主要分布区.     

大洋铁锰矿床形成过程中的生物作用

生物在大洋多金属结核形成过程中的重要作用早已引起了学者们的关注。Ｇｒｅｅｎｓｌａｔｅ１９７４年；Ｄｕｇｏｌｉｎｓｋｙ等１９７７年已注意到生物参与了多金属结核的生长。在大洋铁锰矿床形成过程中 ,生物起着至关重要的作用。死亡浮游生物在下沉过程中的氧化分解为海底铁锰成矿作用提供了物质基础 ,是成矿金属元素向海底富集的重要机制。生物的有机分解作用不仅向海底沉积物提供大量的微量金属元素 ,从而改变沉积物及孔隙水中微量元素的组成和浓度 ,而且改变了海底的沉积环境 ,特别是氧化还原环境 ［１］。好氧和厌氧细菌的活动营造…     

东太平洋表层沉积物中锐钛矿、重晶石矿物的发现及其指示意义

东太平洋以其发育大洋多金属结核而长期以来倍受地质学家关注,国内外在该区对多金属结核及相关的沉积物、沉积环境、古海洋学等进行了大量的调查研究[1～6],取得了许多重要的研究成果.在此基础上,笔者利用先进的电镜分析测试技术(包括电子衍射技术),对东太平洋克拉里昂和克利伯顿两条断裂带之间的CC区沉积物进行了系统的矿物学研究,在研究中发现了重晶石和锐钛矿矿物.本文将简要报道对这两种矿物的形貌和结构标型特征进行研究的结果,并初步探讨其成因[1].     

大洋多金属结核化学分析方法标准的研究

依据大洋多金属结核分析测试方法标准研究的总体设计 ,完成了 36个分析项目的 2 1份验证报告 ,进行了实验室间精密度协作性检验工作。在 H2 O-,TFe,Al2 O3 ,P2 O5等分析方法研究中取得新进展 ,并建立了 ICP- AES法测定大洋多金属结核中常量、微量、稀土元素分析方法标准。     

中国多金属结核西示范区的结核小尺度分布特征

利用在中国多金属结核西示范区加密调查中获取的海底视像资料,通过水下定位数据处理和结核覆盖率计算,并结合多波束地形测量数据,从结核覆盖率分布角度对多金属结核的小尺度分布特征进行研究。研究结果表明:多金属结核分布与地形有一定的对应关系,在地形平缓区域,结核覆盖率变化较平缓,而在某些地形陡峭区域,由于块状结壳的形成,结核/结壳覆盖率出现明显的跃升;西示范区为结核高覆盖率分布区,结核覆盖率沿东西方向变化不大,由北向南呈增高趋势;地形坡度对结核分布有明显的影响,在区内0°~3.6°的坡度范围内,坡度越大,结核覆盖率越高。     

深海浅地层剖面特征及其与多金属结核富集度的关系

对东太平洋 Ｃ Ｃ 区内 １ 万多公里的浅地层剖面探测资料进行了统计分析, 并对深海浅地层剖面特征及其与多金属结核丰度的关系作了研究, 结果表明： 多金属结核的富集度与海底声反射率呈正比关系, 影响和控制结核丰度的主要因素是海底地形。一般透明层愈厚, 结核愈富集, 但不是对应关系; 层状层或散射层发育, 则多金属结核富集, 反之则不富集     

西北太平洋多金属结核铂族元素地球化学特征

Polymetallic nodules and cobalt (Co)-rich crusts are enriched in platinum-group elements (PGEs),especially platinum (Pt) and may be important sinks of PGEs.At present,little information is available on PGEs in polymetallic nodules,and their geochemical characteristics and the causes of PGEs enrichment are unclear.Here PGEs of polymetallic nodules from abyssal basin in the Marcus-Wake Seamount area of the Northwest Pacific Ocean are reported and compared with the published PGEs data of polymetallic nodules and Co-rich crusts in the Pacific.The total PGEs (ΣPGE) content of polymetallic nodules in study area is 258×10~(–9) in average,markedly higher than that of Clarion-Clipperton Zone (CCZ) nodules (ΣPGE=127×10~(–9)) and lower than that of Co-rich crusts in the Marcus-Wake Seamount (ΣPGE=653×10~(–9)),similar to that of Co-rich crusts in the South China Sea(ΣPGE=252×10~(–9)).The CI chondrite-normalized PGEs patterns in different regions of polymetallic nodules and cobalt-rich crusts are highly consistent,with all being characterized by positive Pt and negative Pd anomalies These results,together with those of previous studies,indicate that PGEs in polymetallic nodules and Co-rich crusts are mainly derived directly from seawater.Pt contents of polymetallic nodules from the study area are negatively correlated with water depth,and Pt/ΣPGE ratios in nodules there are also lower than those of the Corich crusts in the adjacent area,indicating that sedimentary water depth and oxygen fugacity of ambient seawater are the possible important controlling factors for Pt accumulation in crusts and nodules.     

深海多金属结核水力集矿头流场结构数值模拟研究

深海蕴藏着丰富的多金属结核资源,受海水深度等限制,结核采集目前仍存在巨大挑战。水力式采矿具有结构简单、可靠性高的优势,是目前最具发展前景的采集方式之一。水力式采矿通过水流动力进行结核采集,喷射形成的复杂流场结构直接影响海床上结核颗粒剥离、起动、采集效率和海洋环境扰动强度,采集器离地高度、喷嘴射流角度和速度等具有较大优化空间。基于计算流体力学数值模拟研究了集矿头附近三维水流结构,分析了喷嘴射流速度和结核粒径对局部流场、床面剪切力以及结核采集能效的影响。结果表明：集矿头周围流场存在典型分区结构,包括淹没射流区、冲击区、壁面射流区、汇合区和上升区;随着喷射流速增大,最大床面剪切力近似线性增长,结核有效起动面积指数增长;随着结核粒径增大,有效起动面积减小,结核采集能效降低;综合考虑结核采集强度和采集能效,建议采集器喷射流速取8～9 m/s。     

Geotechnical properties of oceanic sediments in polymetallic nodules belts

I~IOWOver years POlylnetallic noduleS are considered one of POtential rererces with the most econOAnc value in ocean rererces. MOSt countries have conducted thorOUgh investigations and researcheS in polyTnetallic nodules belts and a vast amount of data have aam collected. These dataprovide bases for cornmercial exploitation Of the polyrnetallic nodules in the future.~echnical properties are very imPOrtant to the selection of mining methods, and affect thedesign and manufacture of ocean…     

中国开辟区多金属结核覆盖率分布特征

利用深拖系统多金属结核光学图像所计算的覆盖率数据,在对东太平洋中国开辟区东、西区多金属结核覆盖率大小分相的基础上,研究了各相覆盖率的连续分布总长度、平均连续分布长度和相与相之间的过渡变化,表明中国多金属结核开辟区东区与西区之间结核覆盖率连续分布特征存在明显的差别.     

大洋铁锰结核的微生物成矿过程及其研究进展

深海铁锰结核作为世界上潜在的巨大金属宝库已成为当今开发海底矿藏的热点,因而深入了解铁锰结核成矿过程成为其开发利用的先决条件。研究发现多金属铁锰结核中的铁锰矿物不仅仅是由单纯的物理作用形成的,同时也包含了海洋生物驱动的生物矿化的过程。本文介绍了运用分子生物学、矿物学和地球化学等多学科的研究方法对大洋中铁锰的生物成矿过程和成矿特征的研究。深海铁锰结核的生长速率缓慢且其生长演化伴随着微生物群落的活动,因此结核的生长过程同时也记录着不同时期微生物群落结构的变化并生成了大量的微生物化石。在铁和锰的生物矿化过程中,细菌可以通过酶促反应氧化Fe（Ⅱ）和Mn（Ⅱ）,同时可能伴随生物能量的生成,此外微生物还可以通过非酶促反应的方式促进Fe和Mn的富集沉淀。这些研究表明生物矿化作用在大洋铁锰结核成矿过程中有巨大贡献,对大洋铁锰结核的生物成因过程提供更加全面准确的理解,从而为今后进一步充实大洋铁锰结核的生物矿化理论及其开发利用提供依据。     

Precautionary management of deep-sea mining

Interest in deep-sea mining developed in the early 1970s, with a focus on manganese nodules in international waters. Mining may actually occur first, however, on rich polymetallic sulfide deposits associated with hydrothermal vents within exclusive economic zones. Even though mining for polymetallic sulfides may not take place for several years, precautionary performance standards, environmental regulations, and the establishment of Marine Protected Areas may help guide the marine mining industry toward a goal of minimizing environmental impacts. Once substantial investments in prospecting and exploring a potential mining site are made, implementation of environmental regulations may prove to be much more difficult.     

太平洋东马里亚纳海盆多金属结核成因及品位控制因素

本文选取东马里亚纳海盆与CC区中国多金属结核合同区西区的多金属结核样品,采用ICP-OES、ICP-MS以及XRD等测试方法对结核表层进行了地球化学与矿物学分析,并探讨了东马里亚纳海盆结核成因以及其主要成矿元素含量的控制因素。结果表明,结核具备水成型结核的主、微量元素特征,并受到成岩作用的影响。结核上下表层各元素含量差异明显,上表层Fe、Co、P等多数主量元素及∑REYs含量均高于下表层,而Mn、Cu、Ni等元素含量在下表层明显增加。根据结核矿物学以及海洋环境特征,并结合前人数据统计分析认为,东马里亚纳海盆结核样品中Mn、Ni、Cu、Co、Fe、Ce的品位主要受控于Mn矿物组成、底层海水溶解氧和表层海水初级生产力,La、Y等稀土元素品位还受到洋中脊热液活动的制约。