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沉积学报 2024年

作者：李国刚王亮李薏新毕崇昊赵晟胡邦琦自然资源部北海调查中心自然资源部第三海洋研究所中国地质调查局青岛海洋地质研究所

【目的】西太平洋东马里亚纳海盆是开展风尘沉积研究的理想区域，但其沉积物研究仍然薄弱。【方法】通过对采集于东马里亚纳海盆的28个表层沉积物开展元素地球化学研究，探讨其影响因素及其指示意义，旨在为该海区沉积物物源、海底矿产... 详细信息

【目的】西太平洋东马里亚纳海盆是开展风尘沉积研究的理想区域，但其沉积物研究仍然薄弱。【方法】通过对采集于东马里亚纳海盆的28个表层沉积物开展元素地球化学研究，探讨其影响因素及其指示意义，旨在为该海区沉积物物源、海底矿产资源评价和气候环境研究等提供背景资料。【结果】与同处西太平洋邻近海区黏土沉积物相比，研究区远洋黏土沉积物主量元素含量水平大致相当，其中主量元素(氧化物)含量最高为SiO2，平均为49.14%，其次为Al2O3，平均为15.85%；微量元素中含量最高是Ba，平均为770×10-6，其次为Cu，平均为289×10-6；总稀土元素含量∑REE平均值为284×10-6，为轻稀土富集型，Ce、Nd和La含量最高。对化学元素开展主成分分析，元素组合可分为4类：第一类与稀土元素关系密切，包括稀土元素、P2O5、TiO2等；第二类与铁锰微结核有关，包括Fe2O3、MnO以及Cr、Co、Ni、Cu、Ba等金属元素；第三类与陆源碎屑有关，包括Al2O3、MgO、SiO2、U、Hf、Th、Ce等；第四类与生物来源有关，包括Cd、CaO、Mo。【结论】元素组合指标进一步揭示了沉积物以陆源物质，尤其以陆地风尘物质为主，同时化学蚀变系数指示沉积物源区母岩处于低—中等化学风化条件，氧化还原敏感元素则揭示研究区底层沉积环境为氧化—弱氧化环境。

关键词：东马里亚纳海盆表层沉积物元素地球化学沉积物源

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东太平洋CC区与东马里亚纳海盆多金属结核特征对比及控矿要素研究

东太平洋CC区与东马里亚纳海盆多金属结核特征对比及控矿要素研究

引用

作者：曹德凯国家海洋局第一海洋研究所

学位级别：硕士

本文以东太平洋CC区和东马里亚纳海盆的多金属结核为研究对象,从结核上下表层,不同区域结核和同一结核内部三个角度进行对比,依托结核表层壳层的地球化学、矿物学等特征,研究在现代海洋环境下,不同结核之间及同一结核表层间的异同点,研... 详细信息

本文以东太平洋CC区和东马里亚纳海盆的多金属结核为研究对象,从结核上下表层,不同区域结核和同一结核内部三个角度进行对比,依托结核表层壳层的地球化学、矿物学等特征,研究在现代海洋环境下,不同结核之间及同一结核表层间的异同点,研究多金属结核形成、元素分布的主要控制因素。在研究中使用X射线衍射(XRD)、等离子质谱(ICP-MS)、等离子光谱仪(ICP-OES)与电子探针(EPMA)等仪器进行研究样品的分析测试;研究内容包括多金属结核表层样品矿物学与元素地球化学特征分析,元素相关性分析,以及结核特征差异的控制因素研究。获得成果如下:1.完成多金属结核表层元素含量测试与矿物鉴定,上下表层差异主要体现为Fe、Co、Al、∑REY等元素以及δCe值等表现为上高下低,Mn、Cu、Ni、Zn、Rb等元素以及Mn/Fe表现为下高上低;研究区对比,CC区Mn、Cu、Ni、Mn/Fe值以及稀土元素明显高于东马里亚纳海盆区,而Fe、Co、Al、P、δCe值值以及大多数微量元素相对较低;矿物学方面,鉴定结核主要结晶矿物相为水羟锰矿和1nm锰矿相,并且结核表层中水羟锰矿表现为上高下低,而1nm锰矿含量则与之相反。不同研究区内,东马里亚纳海盆结核中的水羟锰矿含量要高于CC区,而1nm锰矿含量低于CC区。2.多金属结核内部元素Fe、Mn随上下部分形成差异分布,但特征并不明显。Cu、Ni在边界致密区含量相对较高,Co分布均匀。整体来看,结核内部元素的分布具有一定周期性旋回,但未呈现与外表层相同的上下差异规律。3.根据稀土元素Ce异常分别与YSN/HoSN和Nd的比值判定研究对象均为水成型结核,其形成是多种因素共同作用的结果,并不仅是由某一种因素造成,。结核内不同的微观结构元素含量差异明显,除受到结构特点影响外,主要受到其中矿物相的控制。4.综合探讨结核品位的控制因素,在南极底流、表层初级生产力等因素的影响下,溶解氧含量以及溶液离子浓度一方面直接控制结核上下表层矿物分布,另一方面也影响矿物在结核中的分布,而矿物的差异又进一步控制着其中元素的分布,所以多金属结核成矿品位受到南极底流、表层初级生产力和环境参数直接和间接两方面控制。

关键词：多金属结核表层对比控矿要素 CC区东马里亚纳海盆

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