海底水一沉积物界面系统中成矿元素的组合特征与多金属结核形成的关系

利用“海洋四号”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,研究探讨了海底水—沉积物界面系统不同物质相中结核主要成矿元素间的关系,并以此为基础讨论了结核成矿元素的来源及其成矿机制。研究表明,Mn、Fc在底层水和沉积物中表现出一定的正相关关系。而在间隙水和结核中则发生了完全相反的变化。间隙水中Mn、Fc密切共生,而结核中Mn、Fc则高度离散,这表明在沉积物早期成岩阶段,Mr~Fc在间隙水中有着相同的溶出富集机制,而在结核形成过程中则有着完全不同的沉淀聚集机制。此外,Co、Ni、Cu与Mn、Fc之间组合关系的变化则反映了不同海底作用的影响。底层水与结核及间隙水与结核相应元素之间关系的变化表明结核主要成矿元素的来源不同,Mn、Ni、Cu主要来源于间隙水,Fc、Co则主要来源于底层水。     

海底多金属结核照片图象处理技术展望

大洋多金属结核的海底照片主要用来计算结核覆盖率,了解结核形状等,有很高的实用价值。以往靠人工解译,工作量大、费时长,照片蕴含的信息难以充分提取和利用。NIRS是一个海底多金属结核图象处理系统,能完成从照相底片输入,图象处理到成果入库的全部处理。系统在IBM486机上运行,可船载到调查现场,并已在1994年地质矿产部第二海洋地质调查大队对太平洋海底调查的DY85-3航次中使用。经查新表明,NIRS是国内外第一个在该领域已用于海底多金属结核工作的实用处理系统。     

多金属结核海底照片和图象识别与处理

ＮＩＲＳ是结核海底照片珠处理系统，照片是具点光源特征，中间亮边部暗，依光强与射线距离平方成反比的关系将其校正为平行光源照片，模式识别综合利用灰度，形状等特征侵害图象与背景，圈害结核，然后计算覆盖率，估算丰度，以数据库存储管理信息。     

微堆中子活化技术测定多金属结核和海洋沉积物中多元素

介绍了微堆中子活化法对多金属结核及其伴生海洋沉积物样品中痕量元素的测定条件,讨论了误差来源。实验结果给出了某些元素的地球化学特征,为研究多金属结核的形成提供了依据。     

太平洋多金属结核及沉积物标准物质研制

太平洋多金属结核及深海沉积物标准物质,ＧＳＰＮ－２,３和ＧＳＭＳ－２,３,４个样品已研制完成。ＧＳＰＮ－２,３和ＧＳＭＳ－２采自太平洋ＣＣ区,ＧＳＭＳ－３采自中太平洋海盆（ＣＰ区）。原样被加工成－２００目（７４μｍ）的均匀粉未,其均匀性采用高精度的Ｘ射线荧光光谱法检测。样品的特性值采用国内外多实验室协同分析的方式定值,有包括台湾大学在内的１４个国内实验室和１８个国外实验室参加了合作分析。测试组分分别达７９和８１个,定值组分６３个。全组分的百分总和分别为：９９．７％,９９．５％,９９．８％和９９．７％。这４个标准物质已于１９９７年被国家技术监督局批准为国家一级标准物质,序号分别为ＧＢＷ０７２９５,ＧＢＷ０７２９６,ＧＢＷ０７３１５和ＧＢＷ０７３１。     

多金属结核的沉积物地球化学场

远洋沉积物是多金属结核赖以生长的场所，本文系统地研究了沉积物中主要成矿元素水成组分在不同地球化学场和不同沉积阶段的地球化学特征，以及水成组分的含量比与成矿作用的相互关系。研究表明，Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ都是一些比较活泼的元素，它们共处于多金属结核、沉积物和大洋水的统一体系中，当结核形成时，Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ在结核与沉积物中的含量呈负相关，而Ｃｏ含量呈正相关。研究区东部结核以富含Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ贫Ｆｅ、Ｃｏ为特征，其伴生沉积物相对贫Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ，而富Ｆｅ，可称之为贫化的地球化学场。研究区西部结核富含Ｆｅ、Ｃｏ而贫Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ，其伴生沉积物则相应贫Ｆｅ，而富Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、和Ｃｏ，可称之为富化的地球化学场。可以看出，贫化的沉积物地球化学场，恰恰是寻找富矿结核的最佳场所。早中新世以来的沉积物，根据水成组分的含量或含量比，也可相应于结核的形成分为三大沉积阶段，其中的第Ⅱ阶段具有贫化的地球化学特征，是多金属结核形成的最有利时期     

中太平洋多金属结核和沉积物的地质特征及样品采集

简要介绍了中太平洋样区的地质概貌;多金属结核及沉积物的地质特性、化学成分、粒度特征和物理性质;同时讨论了采样方法技术以及采样的代表性等问题。     

海底多金属结核的氦同位素异常及地质意义

太平洋中部CC区海底多金属结核的氦丰度和同位素比值被测定,³He/⁴He= 1.73×10^-5～13.26×10^-5。通过与大气、地壳、地幔及宇宙尘的氦同位素对比提出多金属结核的。³He/⁴He比值异常可能与海底热液或宇宙尘的注入有关。根据氦同位素异常与海底热液活动的关系指出结核中的成矿物质可能主要来源于海底热液;深晦沉积物与多金属结核的³He/⁴He比值相似,表明沉积物的沉积速率与多金属结核的生长速率基本一致。     

中国多金属结核开辟区沉积物中微量元素地球化学特征

分析了中国多金属结核开辟区沉积物中Ba、Ce、Co、Cr、Cu、Mo、Ni、Sr、V、Y和Zn等11个微量元素的含量。研究表明，开辟区沉积物中微量元素在不同沉积单元中的分布特征存在明显差异，反映了地质历史上沉积环境的不同。沉积物中的Zn、Ni和Mn具有共同来源，反映铁锰氧化物、氢氧化物对这些元素的吸附控制作用；Sr、Ba以及Ce和Y等元素在东区主要与岩源碎屑有关，而西区则主要来自生物碎屑；Cu具有多种来源，东区主要与生物组分和岩源碎屑有关，西区则主要与自生铁锰氧化物的吸附有关。而通常认为与有机物有关的Cr、V等元素在研究区内则主要来自岩源碎屑。     

大洋多金属结核及深海沉积物标准物质研制工作简述

简要介绍了太平洋多金属结核及深海沉积物标准物质研制中的总体设计、样品加工、均匀性检验、多实验室合作分析、数据处理以及最佳值确定。重点讨论了标准物质均匀性的定量评价与表达及其相应的测量方法。     

多金属结核海底照片的图象识别与处理

NIRS是结核海底照片的处理系统。照片具点光源特征,中间亮边部暗,依光强与射线距离平方成反比的关系将其校正为平行光源照片;模式识别综合利用灰度、形状等特征分割图象与背景,圈定结核,然后计算覆盖率、估算丰度,以数据库存储管理信息。配置了1850DPI底片扫描仪,显示图象清晰。分析了DY851,DY853航次照片处理结果,划分出五种照片类型,提出了系统的最佳使用方法,讨论了照片处理质量的评价方法。     

中国的大洋多金属结核及沉积物标准物质系列

1986～1996年间我国研制了两批共６个海洋地质标准物质：3个多金属结核标准物质GSPN-1～3和3个深海沉积物标准物质GSMS-1～3,形成了两个标准物质系列。与美国、俄罗斯、印度和日本的同类标准物质相比,这些标准物质的主要特点是：①实用性强：这些样品主要取自世界上锰结核最富集、也是各国“先驱投资者”开辟区最集中的太平洋CC区;②系列性好：这些样品还可与美、俄的标准物质构成既具有较大的元素浓度范围又具有适当浓度梯度的标准系列;③被测定组分多（达79个）,定值组分达63个。其中包括58个组分的保证值和5个组分的参考值,全组分的加和均在99.5％～100.1％之间;④参加合作的国家数和实验室多:有18个国外实验室和包括台湾大学在内的14个国内实验室参加了合作分析。这就使这些标准物质具有较大的国际影响。     

世界海底多金属结核调查与研究进展

随着全球经济的发展,世界各国都面临着严峻的资源危机,而开发利用深海固体矿产资源已成为许多国家的重要选择。人们越来越意识到,海洋已经成为实现新世纪人类社会经济可持续发展的重要空间。随着中国大洋调查的进展,有必要系统梳理世界国际海域深海多金属结核资源调查历程、研究现状及进展。深海多金属结核资源作为可能是海底分布最广、储量最大的金属资源,历来得到国际和国内学者的广泛关注。近几十年的调查和估算表明,全球海洋中大约覆盖了54×106km2的多金属结核,有商业开采潜力的资源量达75×109t。但是很多海域涉及到具体区域性的资源调查工作还有待开展,同时在新的理论认识如热液成因和生物化学作用在多金属结核形成过程中的影响以及如何使金属提取过程更加绿色环保和科学高效等学科已经逐渐成为各国学者关注的新方向。中国应该合理有效开展具有针对性的多金属结核调查,争取使中国在深海海域矿产资源的调查和开发工作中走在国际前列。     

深海沉积物及多金属结核中微量元素的光谱测定

用全燃烧法一次曝光发射光谱同时测定了大洋深海沉积物和多金属结核中多个微量元素;重点考察了缓冲剂和分析条件的优化,解决了大洋试样吸湿性强、光谱相互干扰多及激发时易喷溅等问题。所测项目有Ｂ、Ｂａ、Ｂｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｌａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｃ、Ｓｒ、Ｔｌ、Ｖ、Ｙ、Ｙｂ、Ｚｎ和Ｚｒ共２０项。用国家一级深海标准物质对方法进行检验,所得结果与标准值相符,相对标准偏差（ｎ＝３０）大多在１０％左右。方法用于新研制的大洋标准物质ＧＳＭＳ＿２,３和ＧＳＰＮ＿２,３定值分析,结果与初定值符合。     

海底多金属硫化物矿床的主要特征

海底多金属硫化物由于含有贵金属而具有潜在的经济价值并,受到国际地质学家们的广泛关注。已经发现的矿点和矿床有一百多处,然而规模比较大的不足20处。相对于锰结核,多金属硫化物在海底产出的部位较浅,矿石中含有Cu、Zn、Ag和Au等,具有很高的经济价值。据粗略估计,已发现的大型矿床共含有一百万到五百万吨的块状硫化物。世界海底多金属硫化物矿床主要分布在东太平洋海隆、西太平洋构造活动带、西南太平洋以及大西洋中部的大洋中脊。海底多金属硫化物属于海底热液烟囱物,它是热液活动的产物,其成因机制涉及构造和岩浆活动与热液活动的关系,海水及水深以及沉积物与热液成矿的关系,岩水反应,热液地球化学,生物活动等。     

加速器质谱分析超痕量铍同位素研究深海沉积物沉积速率和多金属结核生长速率

用加速器质谱测定＾１０Ｂｅ同位素,研究深海沉积物和多金属结核中＾１０Ｂｅ同位素的含量分布,获得相关的地质年代、沉积速率和生长速率。     

太平洋中部微生物与多金属结核的生成关系

作者采用洋底水-岩-微生物相互作用系统的观点首次对太平洋中部洋底多金属结核开展了微生物成矿作用的研究。通过洋底各介质中微生物活动与多金属结核生成机制、成矿物质转化的微生物作用及化学作用对比模拟实验研究、观察和测定系统中成矿物质浓度及环境参数的变化,揭示了成矿组分由微生物活动引起的反应速度和演变方向;从微生物地球化学作用的观点,论证了多金属结核微生物成矿机制和成矿模式;提出了多金属结核微生物成矿阶段和成矿理论。     

西太平洋海底多金属结核空间分布与多波束回波强度的关系

西太平洋高丰度高覆盖率多金属结核的发现受到各国学者的高度关注,如何高效探测不同覆盖率和丰度的多金属结核分布特征是目前研究的重点.利用EM122多波束回波强度资料对西太平洋海盆结核分布特征进行分析,结果表明,回波强度的高低变化与结核覆盖率关系密切,而当结核覆盖率相当时,回波强度的高低变化反映了结核的粒径大小,其中大型结核...     

湖泊沉积物—水界面营养元素的生物地球化学作用和环境效应：I.界面…

发生在沉积物－水界面的剧烈生物地球化学作用对沉积物和上覆水体具重要的环境效应，然而此方面研究很少，本文通过云贵高原四个湖泊湖水和孔隙水ＮＨ４和ＮＯ３剖面，沉积物柱芯不同结合态氮含量剖面分布，界面扩散通量，影响氮循环的因素及它们季节性变化规律等的对比研究，初步揭示了湖泊沉积物－水界面的氮循环及其环境效应。