九州-帕劳海脊13°20′N海山铁锰结壳生长过程中Si、Al、Ca的含量变化及对碎屑物质供给的指示

作为深海铁锰结壳的重要组成部分,碎屑物质类型多样,不仅影响关键金属富集成矿,而且还可以指示结壳形成过程中的古海洋环境和重大地质历史事件。本文对九州-帕劳海脊13°20′N海山铁锰结壳样品进行了扫描电镜和激光剥蚀微区分析,并结合前期研究工作,发现大颗粒的碎屑物质主要由亚洲大陆风尘来源的石英、长石或两者的聚集体,以及主要分布在结壳外层的有孔虫壳体所组成,而细颗粒的碎屑物质包括陆源风尘沉降和周边岛弧物质风化搬运共同带入的黏土矿物,以及各种形态的生物体及其残片。结壳形成的早期其碎屑物质的供给量处于高峰阶段,晚期则降低到谷底,该趋势与Si、Al在结壳各层位中的含量分布特征一致,且可能有相当数量的细颗粒生物硅进入了铁锰氧化物纹层。结壳内早期被动增生的钙质生物体在中后期会遭受破碎和溶解,但其中的Ca并没有完全从结壳内迁移出去,而是大量被铁锰氧化物所吸附。结壳中的Ca主要赋存在细颗粒碎屑物质中,使得Ca在各层位全样样品和铁锰氧化物微区纹层中的含量极为相近,这与Si、Al的特征完全不同。研究区结壳样品属于典型开阔大洋海山型结壳,但因为受亚洲大陆风尘物质和硅藻供给的影响,其内部关键金属的富集在一定程度上受...     

西太平洋富钴结壳的分布、组分及元素地球化学

本文以富钴结壳的研究意义,趋势、西太平洋的地区域地质特征为背景,较为详细地阐述了西太平洋富钴结壳的区域分布特征、局部富集规律及其在水下平顶海山上的产出形态;论述了富钴结壳的物质组分,探讨了其含量变化与古海洋环境的关系;研究了富钴结壳的化学成分特征及其在空间上的变化规律,指出西太平洋富钴结壳成矿的良好前景,这对进一步开展富钴结壳成矿规律以及找矿勘探都有重要指导意义。     

富钴结壳申请区块优选的模糊评判方法

选取申请区块内富钴结壳平均厚度、平均品位、矿区面积、平均坡度、平均水深和申请区块中的有效站位数等6个因素作为申请区块优劣性评判的指标,将申请区块的优劣性分为3级,建立了富钴结壳申请区块优劣性的模糊评判方法,并进行了实例研究。评判结果对于进行富钴结壳申请区块的优选提供基础。根据模糊评判结果与资源量大小排序两种区块保留结果中部分申请区块存在不一致,建议在后期对申请区块放弃工作时同时考虑模糊评判结果和资源量大小。研究结果可以为将来富钴结壳申请区块的放弃工作提供技术储备。     

海底沉积铁锰矿床形成机制讨论

运用非线性科学理论讨论了铁锰结核和结壳形成机制,提出南极底流强度是决定结核和结壳内部构造类型的主要因素。底流运动依次由片流、静态旋涡、动态旋涡增到动态振荡,结核和结南内部构造类型相应变化为平行纹层状、柱状、多核同心圆状和不规则纹层状。在远离热力学平衡条件下,Ｍｎ２Ｏ３催化环的形成及在Ｈ＾＋离子浓度变化诱导下发生的Ｍｎ＾２＋和Ｍｎ２Ｏ３之间的周期化学反应与扩散作用的叠加是造成结核和结壳中Ｍｎ、Ｆｅ微     

太平洋海山富钴结壳中铂族元素赋存状态与富集机理

通过选择性化学提取法,对太平洋采薇海山富钴结壳样品中铂族元素进行分级提取实验,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了铂族元素含量。赋存状态结果显示,富钴结壳中铂族元素在各个化学相态中富集比例从大到小依次为:铁氧化物相、残渣态、锰氧化物相、碳酸盐相、吸附态,未磷酸盐化新壳层和磷酸盐化老壳层中铂族元素都主要赋存于铁氧化物相中,其富集比例为59.26%～82.19%,残渣态中磷酸盐对铂族元素具有一定的富集能力,其富集比例为17.23%～35.37%。不同类型地质体中铂族元素的赋存状态结果,也证实了富钴结壳和海山结核中铂族元素富集主要受到铁氧化物相和残渣态的影响。太平洋海山富钴结壳中铂族元素的富集机理推测为铁氧/氢氧化物胶体粒子的吸附作用,使海水中PtC l24-离子被吸附到铁氧化物相中,从而使富钴结壳中铂族元素富集。     

基于B样条曲线的富钴结壳厚度测绘系统

针对深海探测过程中对海底富钴结壳厚度变化曲线测绘的要求,基于超声波测厚原理和B样条曲线拟合算法,结合"蛟龙号"载人潜水器的位置信息设计了深海富钴结壳厚度测绘系统。首先利用超声探头获取富钴结壳测量点表面和底部基岩的两次回波信息,通过测量渡越时间计算结壳的厚度值;将测点厚度值与"蛟龙号"载人潜水器的传感器数据融合,根据测点间的位置间隔,通过基于轮廓关键点的B样条曲线拟合绘制航行过程中的结壳厚度变化曲线。模拟实验结果表明,测绘系统可以采集测点的结壳厚度,厚度计算误差约5.6%,B样条曲线拟合能有效绘制结壳的厚度变化,误差小于10%,拟合曲线与结壳截面的纹路相符。     

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.     

华南—西秦岭地球化学走廊带水系沉积物钴含量影响因素评价

地球化学填图可为解决钴的资源和环境问题提供重要基础数据。深入理解沉积物中钴含量影响因素是科学利用钴地球化学填图数据的前提。本文基于华南—西秦岭地球化学走廊带钴等元素(指标)空间分布,利用相关性系数R、线性回归方程和地理加权回归方法系统评价不同因素对沉积物钴含量的影响。中—基性岩区和碎屑岩区源岩对沉积物钴含量具有主导作用。在碳酸盐岩区和酸性岩区,源岩-沉积物的局部拟合度和回归系数均降低,说明源岩对沉积物钴含量的相关性和贡献度减弱,富集系数提高和负的回归系数表明次生富集作用的影响占据主导。在碳酸盐岩和酸性岩区,铁锰氧化物和有机质对沉积物钴的次生富集影响显著,尤其在碱性条件下和强氧化条件下,氧化锰和有机质与钴的次生富集相关性达到R_Mn=0.54～0.63和R_org=0.75。引入地理加权回归方法研究不同地质背景区源岩对沉积物钴含量影响,进一步深化了水系沉积物钴含量影响因素的认识,为资源勘查和环境评价提供理论参考和基础支撑。     

铁锰复合氧化物吸附作用研究进展

在水污染修复技术中,吸附法因操作简单、成本低,被认为是最有前途的除污技术。铁锰氧化物由于其较高的比表面积和较强的吸附能力,是一种较好的吸附剂,已经广泛应用到对污染物的吸附处理过程。本文重点综述了铁锰复合氧化物对砷、重金属及磷酸盐等污染物的吸附作用研究进展,系统分析了不同因素对铁锰复合氧化物吸附性能的影响。综合分析发现,铁锰复合氧化物在污染物修复中展现出广阔的应用前景。