南海东部管事海山铁锰结壳的矿物组成和地球化学特征

对于开阔大洋海山结壳的矿物组成和地球化学特征研究已经比较深入,但对边缘海海山铁锰结壳的研究却较少。以在南海东部管事海山上采集的两块铁锰结壳为研究材料,对其进行了X射线衍射、扫描电镜及电子探针微区的分析,结果显示结壳矿物以水羟锰矿为主,含有少量针铁矿,碎屑矿物主要是石英和长石。结壳的显微结构呈现条带状分布,有10~15μm长的空隙和0.5μm直径大小的孔洞。相对于大洋结壳,结壳的Mn含量较高,与马尼拉海沟附近火山喷发物质有关,但Cu、Co和Ni含量更低,可能与边缘海沉积速率高或有机络合物吸附有关。矿物组成及元素比值表明结壳主要是水成的,但未发生明显磷酸盐化作用。元素比值和相关性表明,Mn主要来源于南海扩张停止后火山喷发、玄武岩风化形成溶解Mn;Fe与Si元素均来自火山碎屑、生源物质和陆源物质,还受到管状蠕虫吸附的影响。南海管事海山结壳是在富氧环境中上升流作用下选择性吸附水体中溶解化学元素缓慢沉积而成。结壳中元素含量随时间变化趋势反映了南海的古环境变化。     

中太平洋富钴结壳WXD27的年代学研究

通过针对系统取自中太平洋富钴结壳WXD27的顶部至其底部(1 mm～2 mm为间隔取样)样品进行的Co含量(中子活化方法)测试,拟合出不同深度壳层的富钴结壳生长速率曲线,以此推导富钴结壳Co含量的定年积分公式,并利用10Be定年方法,对Co含量定年的准确性进行检验.时超微量Sr同位素测试得到的富钴结壳磷酸盐年龄进行分析认为:(1)上部富钴结壳与上层白色磷酸盐化层接触部位的年龄为14.9 Ma;(2)自14.9 Ma以来,结壳的生长是连续的,沉积间断发生的可能性非常小,该样品可以用来进行14.9 Ma年以来古海洋、全球变化的重建工作;(3)上层白色磷酸盐化层与其上部的富钴结壳之间存在4 Ma的沉积间断;(4)19 Ma～22.7 Ma左右在该区发生过大规模的磷酸盐化作用,磷酸盐化作用可能造成磷酸盐化时期(19 Ma～22.7 Ma)和之后4 Ma(19 Ma～14.9 Ma)富钴结壳的沉积间断;(5)结壳的初始生长年龄在75 Ma左右;(6)老结壳的生长速度要远低于新结壳的生长速度.     

我国将申请第二处国际海底区域矿区

从国家海洋局日前举行的“大洋一号”科学考察先进事迹报告会上获悉：我国通过去年首次环球大洋科考发现的一处富钴结壳富矿，目前矿区申请的准备工作正在积极进行中，有望成为我国在国际海底区域拥有的第二处矿区。“国际海底区域”是指国家管辖范围以外的海床和洋底及其底土。总面积约2．517亿平方公里，占地球表面积49％的区域内蕴藏着丰富的战略金属、能源和生物资源。     

普通X射线荧光光谱法用于中太平洋富钴结壳中锰价态的定量分析

应用普通X射线荧光光谱仪，结合PeakFit谱峰处理软件，对不同比例的MnO和MnO2的人工混合样品的谱峰参数进行了研究，用数学方法将实测的谱峰分解为各个单一的谱峰参数（峰位、峰高、半高宽、子峰积分面积），找出了各个谱峰参数与不同价态锰含量之间的关系，并据此确定了中太平洋海山区大量富钴结壳样品中Mn^4＋的相对含量，主要集中在80％～100％。总结了富钴结壳中中层和表层Mn^4＋的含量高、核心层Mn^4＋的含量低的变化规律．认为这与该区第四纪以来南极底流活动的增强有关。     

控制北太平洋深水中 Pb、Nd 同位素演化的不同因素

近年研究表明，大洋中溶解的 Pb和 Nd 以陆源来源占主导。但对 Pb和Nd 进入大洋的途径存在很大争议。笔者研究了3块中北太平洋铁锰结壳（CJ01，CLD01，CB12）的元素含量和 Pb、Nd 同位素组成。根据 Co 含量经验公式法定年，结合几块结壳的剖面 Pb 同位素演化曲线与 Os 同位素演化曲线，确定所研究的中北太平洋铁锰结壳的底部年龄约为 75Ma。3块结壳不论磷酸盐化与否，其 Pi、Nd 同位素随时间的演变曲线均十分相似，且 Pb 同位素演化趋势与北太平洋岩心（LL44－GPC3）中的风沙的 Pb 同位素演化趋势相似。这些结壳的 Nd 同位素演化趋势也相似，但与岩心 LL44－GPC3 中风沙的 Nd 同位素的演化曲线完全不同。由此得到以下结论:(1)通过研究2块结壳，首次提出太平洋铁锰结壳的年龄超过70Ma，得到了白垩纪末及整个新生代中北太平洋深水 Pb、Nd 同位素的演化。并且揭示磷酸盐化不会明显改变结壳中的 Pb、Nd 同位素组成。（2）风沙是中太平洋深水溶解 Pb 的主要来源。太平洋中的 Pb 由来自大陆风沙富放射成因 Pb 和来自火山弧非放射性成因 Pb 之混合，二者的量随时间变化。60Ma 之前，北美大陆粉尘是太平洋 Pb 的主要来源，而从40 Ma 开始，亚洲大陆粉尘对 Pb 总量的贡献日益重要。在约55 Ma 期间是大陆粉尘对海水 Pb 贡献最小的时期，与温暖气候相吻合。（3）风成粉尘对中北太平洋深水中的 Nd 的贡献可以忽略。新生代太平洋边缘火山岩风化侵蚀作用加强，是中北太平洋ENd值升高的主要原因。     

富钴结壳关键元素赋存状态与富集机理

富钴结壳是大洋低温海水中的溶解元素在海山边坡沉淀形成的壳状铁锰矿产,广泛分布于全球海山、海底高原斜坡之上,储量巨大。铁锰结壳高度富集Co、Ni、Pt、REE、Te等元素,达到海水丰度的105~1010倍,是未来新能源、高新技术元素的重要来源,具有极大的潜在经济价值。前人通过淋滤实验、吸附实验、现代海洋观测方法、海水化学分析、高分辨率精细矿物学研究等方法对富钴结壳中元素的赋存状态和富集机理进行了广泛而深入的研究。研究结果表明,富钴结壳主要由含铁水羟锰矿和铁氢氧化物组成,在海山附近的海洋化学过程中,含铁水羟锰矿和铁氢氧化物胶体分别优先吸附Co、Ni、Pt、REE和Cu、Pb、Te、REE等元素,表面氧化/置换作用造成了含铁水羟锰矿中Co、Pt、Ni、Ce及铁氢氧化物中Te、Ce的持续积累。富钴结壳极其缓慢的生长速率（1~10 mm/Ma）、超高孔隙度（60%）、极大的体表面积（300 m2/g）都促进了结壳中关键元素的超常富集。对富钴结壳关键元素富集机理的理解是富钴结壳古海洋反演研究的基础,海域富钴结壳地球化学差异的控制因素需要进一步研究,这些关键科学问题的理解有助于富钴结壳资源的勘探工作。     

简讯

16月2日,"海洋六号"赴太平洋勘查海底矿产,执行中国大洋第27航次科考,为期120天。"海洋六号"主要承担三项任务:一是开展海山区富钴结壳资源调查,积累基础资料;二是开展调查区环境调查与评价以及相关科学研究,进一步了解环境基线自然变化范围和生物多样性空间分布特征;三是在特定海域承担中国载人深潜器"蛟龙"号7,000米级海试保障任务。预计整个航次科考时间约     

海底固体矿产资源综合信息定量评价方法初探

深海固体矿产资源,如多金属结核、富钴结壳、热液硫化物等,越来越受世界各国重视,以此为目标的调查与评价工作也越来越受重视。然而,由于深海矿产资源评价工作与陆地存在差异性,诸如调查程度低、控矿因素复杂、背景资料少、区域广大等等,陆地矿产资源评价工作中常用的定量评价方法未获得系统应用。本文尝试     

记“海洋六号”第29航次科考

正在海洋强国梦的召唤下,中国的海洋地质事业正经历着百年不遇的发展良机。肩上负着以高科技手段为国家勘察、争取海洋战略资源的沉甸甸使命,"海洋六号"船在过去的两个月时间里克服了各种恶劣海况,应对了多次设备故障,出色地完成既定的任务,眼水、汗水和咸咸的海水浸泡在一起。中国建设"海洋强国"的努力,离不开像"海洋六号"这样的科考船在深海大洋中的一次次远征,离不开