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西太平洋采薇海山群富钴结壳铂族元素地球化学特征与来源

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海洋学报 2023年第4期45卷 82-94页

作者：高晶晶刘季花张辉闫仕娟汪虹敏自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室山东青岛266061 崂山实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237

为探讨富钴结壳铂族元素的来源,以西太平洋采薇海山群富钴结壳样品为研究对象,利用X射线衍射法、等离子体发射光谱法和质谱法,对富钴结壳样品进行了矿物组成、主量元素和铂族元素含量分析。研究表明,富钴结壳的主要结晶矿物为水羟锰矿,... 详细信息

为探讨富钴结壳铂族元素的来源,以西太平洋采薇海山群富钴结壳样品为研究对象,利用X射线衍射法、等离子体发射光谱法和质谱法,对富钴结壳样品进行了矿物组成、主量元素和铂族元素含量分析。研究表明,富钴结壳的主要结晶矿物为水羟锰矿,次要矿物有石英、斜长石、钾长石和碳氟磷灰石,同时含有大量非晶态铁氧/氢氧化物。富钴结壳中Mn和Fe含量最高,且明显富集铂族元素,铂族总量为142~1352ng/g,其中Pt为114~1268ng/g,占铂族总量的80%以上。老壳层的铂族元素含量高于新壳层,老壳层发生了磷酸盐化作用。富钴结壳的铂族元素之间发生了分异作用,Pd组(PPGE)含量高于Ir组(IPGE)。铂族元素配分模式显示Pt正异常和Pd负异常,具有Pt富集而Pd亏损特征,推测富钴结壳的铂族元素来源于洋壳蚀变过程中海山玄武岩和海水之间的水−岩反应。富钴结壳的铂族元素与CaO、P_(2)O_(5)、Ba和Cu正相关,推测铂族元素赋存于磷酸盐矿物相中。富钴结壳生长剖面从上到下,由新到老,铂族元素含量呈逐渐增加趋势,海水氧化性环境和高海洋生产力可增进磷酸盐化作用,从而进一步促进了铂族元素的富集。该研究对于揭示富钴结壳铂族元素的来源具有一定的参考价值。

关键词：西太平洋采薇海山群富钴结壳铂族元素地球化学来源

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麦哲伦海山群富钴结壳元素地球化学特征及赋存状态

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海洋与湖沼 2023年第2期54卷 424-435页

作者：高晶晶刘季花张辉闫仕娟汪虹敏自然资源部第一海洋研究所、自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237 山东省深海矿产资源开发重点实验室(筹) 山东青岛266061

为探究大洋富钴结壳的元素地球化学特征和赋存状态,以西太平洋麦哲伦海山群5个富钴结壳样品为研究对象,通过X射线衍射法、等离子体发射光谱法、等离子体质谱法及相态分析手段,分析了富钴结壳的矿物组成、主量元素和稀土元素含量。结果表... 详细信息

为探究大洋富钴结壳的元素地球化学特征和赋存状态,以西太平洋麦哲伦海山群5个富钴结壳样品为研究对象,通过X射线衍射法、等离子体发射光谱法、等离子体质谱法及相态分析手段,分析了富钴结壳的矿物组成、主量元素和稀土元素含量。结果表明,富钴结壳样品主要结晶矿物为水羟锰矿,次要矿物包括石英、斜长石和钾长石,同时含有大量非晶态铁氧/氢氧化物。富钴结壳样品中Mn和Fe含量最高,Mn为16.87%~26.55%,Fe为14.34%~18.08%。富钴结壳明显富集稀土元素,其稀土总量为1287~2000μg/g,Ce含量为632~946μg/g,约占稀土总量的50%;轻稀土含量为1037~1604μg/g,重稀土含量为249~395μg/g,轻稀土元素明显高于重稀土元素。稀土元素配分模式呈现Ce正异常而Eu无异常,具有Ce富集特征。麦哲伦海山群富钴结壳是水成沉积成因,基本没有受到海底热液活动和成岩作用的影响。元素赋存状态与其矿物相密切相关,Na、K、Ca、Mg和Sr主要赋存于碳酸盐相,Mn、Ba、Co和Ni主要赋存于锰氧化物相,Fe、Al、P、Ti、Cu、Pb、V、Zn、Zr和REE主要赋存于铁氧化物相,部分Al和K赋存于残渣态。该研究对于西太平洋麦哲伦海山群富钴结壳的成矿理论研究提供了科学依据。

关键词：麦哲伦海山群富钴结壳地球化学赋存状态

大洋第39航次第五航段科考进展顺利 001

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太平洋徐福海山富钴结壳稀土元素和铂族元素赋存状态研究

中国海洋报

作者：汪虹敏

本报讯截至当地时间6月18日23时，正在执行中国大洋第39航次第五航段科考任务的“大洋一号”科考船，在中印度洋海盆作业区顺利完成7个设计站位、共9次取样观测作业。据航段首席科学家石学法介绍，科考队先后成功完成了6个站位重力柱...

本报讯截至当地时间6月18日23时，正在执行中国大洋第39航次第五航段科考任务的“大洋一号”科考船，在中印度洋海盆作业区顺利完成7个设计站位、共9次取样观测作业。据航段首席科学家石学法介绍，科考队先后成功完成了6个站位重力柱取样作业，获取沉积物柱状样6根。在本

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海洋学报 2021年第11期43卷 77-87页

作者：高晶晶刘季花张辉汪虹敏崔菁菁何连花自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237

利用等离子体发射光谱法、等离子体质谱法以及相态分析手段,对太平洋徐福海山富钴结壳稀土和铂族元素地球化学特征、赋存状态及富集机制进行研究。结果表明,富钴结壳稀土和铂族元素明显富集,其稀土总量为1842~2854μg/g,铂族总量为144~1... 详细信息

利用等离子体发射光谱法、等离子体质谱法以及相态分析手段,对太平洋徐福海山富钴结壳稀土和铂族元素地球化学特征、赋存状态及富集机制进行研究。结果表明,富钴结壳稀土和铂族元素明显富集,其稀土总量为1842~2854μg/g,铂族总量为144~1180 ng/g,老壳层中稀土和铂族元素含量明显高于新壳层,这可能与老壳层发生磷酸盐化作用有关。轻稀土元素含量明显高于重稀土元素含量,呈现Ce正异常而Eu无异常,具有明显Ce富集特征。铂族元素之间发生了明显分异作用,PPGE含量明显高于IPGE,表现出明显Pt正异常而Pd负异常,具有明显Pt富集而Pd亏损特征。稀土元素赋存状态显示,新壳层中稀土元素主要赋存于铁氧化物相,其富集比例为65.40%~70.05%,老壳层中稀土元素主要赋存于残渣态,富集比例为62.27%~65.77%,这可能与残渣态中磷酸盐有关。铂族元素赋存状态显示,新壳层和老壳层中铂族元素都主要赋存于铁氧化物相,其富集比例为63.66%~69.51%,残渣态(29.20%~34.68%)对铂族元素也有一定的富集能力。富钴结壳稀土和铂族元素的富集推测为铁氧化物胶体粒子的吸附作用,受海水氧化性环境影响,可溶性Ce^(3+)和Pt^(2+)分别被氧化成不溶性Ce^(4+)和Pt^(4+),沉淀被吸附到铁氧化物相中,从而造成富钴结壳稀土和铂族元素的富集。

关键词：太平洋富钴结壳稀土元素铂族元素赋存状态

多接收电感耦合等离子体质谱仪测定沉积物中Cu和Zn同位素

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海洋学报 2022年第3期44卷 70-80页

作者：何连花刘季花张颖高晶晶朱爱美汪虹敏自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237

本文介绍了海洋沉积物中Cu和Zn同位素的化学预处理及测定方法,报道了冲绳海槽20件表层沉积物和5件柱状沉积物样品的Cu和Zn同位素组成。采用大孔径阴离子交换树脂AG MP-1M,分别以8.2 mol/L HCl+0.01%HF+0.001%H_(2)O_(2)、2 mol/L HCl+0.... 详细信息

本文介绍了海洋沉积物中Cu和Zn同位素的化学预处理及测定方法,报道了冲绳海槽20件表层沉积物和5件柱状沉积物样品的Cu和Zn同位素组成。采用大孔径阴离子交换树脂AG MP-1M,分别以8.2 mol/L HCl+0.01%HF+0.001%H_(2)O_(2)、2 mol/L HCl+0.001%H_(2)O_(2)和0.5 mol/L HNO_(3)作为淋洗液,能有效分离海洋沉积物中的基质元素和Cu、Zn元素,且Cu和Zn的回收率均接近100%。以内标法和标准-样品-标准法联合校正多接收电感耦合等离子体质谱仪的质量歧视,δ^(65)Cu和δ^(66)Zn的分析精度分别为0.11‰和0.09‰(2SD)。冲绳海槽表层沉积物δ^(66)Zn分布范围为0.07‰~0.67‰,δ^(66)Zn平均值为0.31‰±0.32‰(2SD);δ^(65)Cu的分布范围为-2.26‰~-0.52‰,δ65Cu平均值为-1.21‰±0.55‰(2SD)。表层沉积物δ^(66)Zn和δ^(65)Cu分布范围较大,柱状沉积物样品δ^(66)Zn和δ^(65)Cu值随深度存在较显著变化。

关键词： Cu同位素 Zn同位素多接收电感耦合等离子体质谱海洋沉积物冲绳海槽

“大洋一号”起航执行39航次第五航段科考任务 001

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中国海洋报

作者：汪虹敏

本报讯当地时间6月11日8时25分，中国大洋第39航次科考队乘坐“大洋一号”科考船，驶离毛里求斯路易港，奔赴中印度洋海盆作业区执行第五航段科考任务。第五航段首席科学家石学法表示，此前，中国大洋34航次第五航段首次在中印度洋海...

本报讯当地时间6月11日8时25分，中国大洋第39航次科考队乘坐“大洋一号”科考船，驶离毛里求斯路易港，奔赴中印度洋海盆作业区执行第五航段科考任务。第五航段首席科学家石学法表示，此前，中国大洋34航次第五航段首次在中印度洋海盆区域发现了大面积富稀土沉积物，本?

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深海沉积物元素现场测定及方法对比研究

分析化学 2018年第4期46卷 570-577页

作者：张颖汪虹敏王小静王赛崔菁菁李传顺刘季花国家海洋局第一海洋研究所海洋沉积与环境地质国家海洋局重点实验室青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室

应用Epsilon 3;系列小型台式能量色散X射线荧光光谱仪（EDXRF）对采集的印度洋深海沉积物样品进行现场元素分析,并与电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）、电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）两种仪器的实验室测试数据进行了对比分析... 详细信息

应用Epsilon 3;系列小型台式能量色散X射线荧光光谱仪（EDXRF）对采集的印度洋深海沉积物样品进行现场元素分析,并与电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）、电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）两种仪器的实验室测试数据进行了对比分析。结果表明,8种主量元素（Al、Mg、Fe、K、Ca、Mn、P、Ti）和16种微量元素（Ba、Sr、V、Zn、Zr、Co、Ni、Cu、Ga、Rb、Y、Nb、Mo、Nd、Pb、Th）分析数据的一致性良好,具有很好的线性相关性,主量元素除Al,微量元素除含量低于30 μg/g的Ga、Nb、Th外,相关系数都大于0.9;同时,对部分元素在不同浓度范围下的平均相对偏差进行了计算。研究表明,小型台式EDXRF现场测定值具有很高的准确度和可靠性,这为大洋现场调查中及时了解矿产资源的分布情况提供了新的方法和重要的技术手段。

关键词：能量色散X射线荧光光谱法电感耦合等离子体发射光谱法电感耦合等离子体质谱法深海沉积物现场元素分析

南大西洋热液沉积物的不同相态提取方法与元素赋存状态

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海洋学报 2021年第3期43卷 90-104页

作者：张颖杨宝菊李传顺王小静汪虹敏刘季花自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237

本文对采自南大西洋受不同程度热液活动影响的表层沉积物样品进行了元素和矿物组成分析,并对热液沉积物的碳酸盐相、Fe-Mn氧化物相和残渣态进行了一系列顺序提取实验。选用不同浓度的盐酸羟胺(HH)和醋酸(HAc)混合溶液对样品的Fe-Mn氧化... 详细信息

本文对采自南大西洋受不同程度热液活动影响的表层沉积物样品进行了元素和矿物组成分析,并对热液沉积物的碳酸盐相、Fe-Mn氧化物相和残渣态进行了一系列顺序提取实验。选用不同浓度的盐酸羟胺(HH)和醋酸(HAc)混合溶液对样品的Fe-Mn氧化物相进行提取,通过分析不同实验条件下Fe-Mn氧化物相Ti/Nd、Ti/Pb比值和Fe-Mn氧化物相、残渣态的稀土元素(REE)标准化配分模式及Ce和Eu异常值,确定了不同类型热液沉积物样品Fe-Mn氧化物相提取的理想试剂条件均为0.5 mol/L HH和25%HAc混合溶液。研究结果表明,受热液活动影响程度越高,沉积物中Fe、Cu、Zn等元素含量越高,Ca、Sr、Ba含量呈相反趋势,Mn、Pb和REE未受到热液活动明显影响;随着受热液活动影响增强,Ca、Sr、Nd在Fe-Mn氧化物相中所占比例增加,在残渣态中降低,Mn、Co、Ni和Zn呈相反趋势,Cu在碳酸盐相所占比例增加,在残渣态中降低,Pb赋存状态不受热液活动影响,主要赋存于Fe-Mn氧化物相;REE主要赋存于残渣态,沉积物受热液活动影响越明显,残留相对REE富集能力越强,残渣态REE球粒陨石标准化配分模式表现为LREE相对富集越来越不明显的特征。本文研究为进一步了解南大西洋热液沉积物特征和热液活动对沉积物元素赋存状态影响提供了方法和地球化学数据支持。

关键词：南大西洋热液沉积物相态提取元素赋存状态

太平洋海山富钴结壳中铂族元素赋存状态与富集机理

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海洋学报 2019年第8期41卷 115-124页

作者：高晶晶刘季花张辉闫仕娟何连花王小静汪虹敏自然资源部第一海洋研究所海洋沉积与环境地质自然资源部重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266061

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、... 详细信息

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PtCI4^2-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。

关键词：富钴结壳铂族元素赋存状态富集机理化学提取