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.     

中国多金属结核开辟区仔稚鱼的分布特征

利用 1 997年～ 1 999年“大洋一号”调查船在中国多金属结核开辟区用邦哥网所采集的样品 ,对仔稚鱼的种类组成、密度的平面分布和年间变化及其与环境因子的关系进行了研究。结果表明 :中国开辟区共有 2 2科 6 1种仔稚鱼 ,其中大洋性发光鱼类灯笼鱼科的种类最多 ,达1 7种 ,约占总种类数的 2 8% ,其次是钻光鱼科 (6种 )、金枪鱼科 (6种 )和拟白鲑科 (5种 ) ,分别约占总种类数的 1 0 %、 1 0 %和 8%。东、西两区的种类组成有较大的差异 ,共有种仅为 1 7种 ,东区种类数 (48种 )明显多于西区种类数 (3 0种 )。仔稚鱼的密度有明显的空间和时间变化 ,东区仔稚鱼的密度高于西区 ,东区 1 999年仔稚鱼的密度约为 1 997年的 5倍 ,西区 1 999年仔稚鱼的密度约为 1 998年的 3倍。仔稚鱼密度的年间变化可能与 El Nino事件有关     

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。     

多金属结核,铁锰结壳的同位素地球化学研究

本文介绍国家大洋专项“八·五”重点项目“深海地质研究”中一级专题“东太平洋海盆多金属结核同位素地球化学研究”（ＤＹ８５－０２－０３－０４）所取得的成果，总结了多金属结核Ｓｒ、Ｐｂ、Ｏ、Ｓｉ、Ｃ同位素地球化学特征，并探讨了铁锰结壳Ｓｒ、Ｐｂ同位素组成特征及其古环境意义．     

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。     

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.     

多金属结核海底照片图象处理结果的地质解释

海底照片微机处理系统（ＮＩＲＳ）是多金属结核海底照片的处理系统，该系统可高效率地处理大量的海底照片，提高了照片的清晰度，获取了更多的地质信息，根据ＤＹ８５０１及ＤＹ８５－３航次照片处理结果，划盼出五咱照片类型，讨论照片处理质量的评价方法，在海氏分布状态，用照片估算丰度评价校正抓斗采样丰度的方法。ＤＹ８５－３航次全部单次照片的处理结果表明，在抓斗采样丰度中，埋藏型结核所占的比例很小；抓斗采样丰度受诸     

多金属结核海底照片图象处理结果的地质解释

多金属结核的海底照相是形象、直接地反映结构诉分布状态的重要资料，可用来计算结核的覆盖率，了解结核的赋存状态等，以往靠人工判读、工作量大、费时长、照片蕴含的信息难以充分提取和利用。ＮＩＲＳ多金属结构结核海底照片的处理系统。该系统可高效处理大量海底照片，提高了照片的清晰度，获取了更多的地质信息，并结合抓斗采样结果进行了地质解释。     

利用人工神经网络方法研究多金属结核分布与水深的关系

以东太平洋 Ｃ Ｃ 区的一个矿区为例, 建立人工神经网络模型, 分析水深变化对多金属结核分布的影响。结果表明多金属结核丰度、覆盖率和品位的变化与水深关系密切, 同时为该区 Ｃ Ｃ Ｄ 界面深度的确定提供又一佐证。     

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.     

九州-帕劳海脊南段共生多金属结核与富钴结壳地球化学特征及其资源意义

深海多金属结核与富钴结壳富含Mn、Co、Ni、Cu及稀土等元素,极具资源潜力,因而广受关注。选择采集自九州-帕劳海脊南段水深约3 000 m的6个多金属结核和2个富钴结壳样品进行地球化学特征研究。结果显示本区样品Mn/Fe比值为0.88～1.07,Co及稀土元素含量高,与库克群岛多金属结核元素特征相似,表现出典型的水成成因特征。与其他地区水成结核、结壳相比,样品具有较高的Ca含量,可能和其所在位置海脊部位水深较浅、位于碳酸盐补偿深度（CCD）以上有关。样品表现出Y负异常、Nd含量高等水成结核的特点,但微弱的Ce正异常特征与其他地区水成多金属结核/壳的强烈Ce正异常特征不同,这表明其生长于弱氧化环境。本区结核分布在CCD以上,最小溶氧层（OMZ）以下,是一种水成成因、贫氧生长的新型多金属结核,其物质来源、成矿模式将为揭示多金属结核的形成分布规律提供一条全新的认识途径。同时研究区结核、结壳Co及稀土元素含量较高,且分布位置较浅,易于开采,具有一定的资源潜力。     

深海多金属结核生长模拟及宏观形貌研究

研究旨在提出深海多金属结核生长的数值模拟方法,以获取典型的结核宏观形貌,为后续结核输运过程的冲击碎裂仿真提供几何模型。根据已有的深海多金属结核采样研究结果,假定矿物沉积速率满足正态分布。将多阶段时变随机沉积模型嵌入ABAQUS UMESHMOTION子程序中,通过控制网格节点移动实现了结核多阶段随机生长模拟,给出了结核不同生长阶段的外形及截面特性模拟结果。分析了鱼骨、鲨鱼牙齿、板岩、鹅卵石等典型不同核心物质及矿物沉积速率变异性对结核生长过程的影响,确定了核心物质在海床淤泥中埋置深度对结核生长形态的影响。研究表明：基于网格节点移动的结核生长模拟技术可有效处理结核几何拓扑变化较小的生长过程,核心物质的初始形状及其在海床上的埋置深度是影响结核形貌的主要原因,而矿物沉积速率的变异性则主要影响结核表面的光滑度。     

地形坡度对多金属结核分布的控制作用

选取我国东太平洋多金属结核开辟区内的一个区域作为研究区,利用人工神经网络中应用最为广泛的BP网络,建立控制多金属结核分布的地质因素与多金属结核分布之间的映射关系,探讨地形坡度对多金属结核分布的控制作用.结果表明,在经度、纬度、水深、坡度四个因素中,坡度对结核分布影响程度最大;多金属结核主要分布于坡度小于5°的地方;当坡度小于5°时,丰度与地形坡度呈正相关,品位与地形坡度呈负相关,丰度与品位呈负相关;品位与坡度似呈指数关系,坡度增大,品位降低.     

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。     

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。     

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.