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        “多金屬結核和富鈷結殼區基礎地質研究”項目2010年進展

        發布日期: 2013-10-22 10:07:39

        2010年對富鈷結殼的成礦背景、物質來源、測年方法、成礦模型等進行了系統研究,發表學術論文6篇,完成論文5篇。參加了2010年6月在圣彼得堡舉辦的第五屆 “大洋礦產”國際海洋礦產學術會議和2010年10月在俄羅斯Gelendzhik舉辦的國際水下采礦學會(UMI)第39屆年會,在會議上宣讀了論文,與俄羅斯科學家開展了合作研究。2010年取得的主要成果如下:

        1、對富鈷結殼成礦背景進行了深入研究,闡述了太平洋海水溶解氧和pH值的空間分布特征;對西太平洋海山成礦系統進行了研究,總結了其成礦過程和控礦要素,初步建立了富鈷結殼評價模型;利用系統動力學分析軟件STELLA分析了海山沉降與海水水化學特征對金屬Mn清掃的控制作用,初步建立了富鈷結殼成礦作用過程的系統動力學模型。

        2、進一步揭示了富鈷結殼的物質來源,根據與黃土風沙元素和同位素的對比分析研究,認為海洋Pb主要來自風塵。 分析了結殼中碎屑物質的常量、稀土、微量元素和Sr、Nd同位素,并與中國黃土、海山玄武巖和馬里亞納島弧火山物質進行對比,結果表明結殼中碎屑物質屬于大陸來源的風成物質。根據結殼的10Be年齡,結合Co含量法的年齡結果,并把SiO2的含量作為亞洲內陸干旱化的指標,研究結果表明亞洲內陸干旱化的年齡最早起始于20-16Ma,與中國風成黃土、紅粘土剖面開始發育的年齡相當。

        3、富鈷結殼U系測年研究,分層樣品經消化后,用“單柱法”進行U、Th分離純化,用a能譜儀測定樣品中的234U、238U、230Th、232Th、231Pa等放射性核素的含量。根據已獲得的測量結果,采用4種鈾系年代學方法,即230Thex法、230Thex/232Th法、231Paex法和234Uex/238U法,獲得太平洋若干塊結殼的生長速率。結果表明,這些結殼的生長速率在距今~20萬年時均發生變化,且生長速率由20萬年前的較快生長逐漸變慢,這可能暗示了某個海洋學事件的發生,也可能是由于生長間斷所致。

        4、建立了綜合的富鈷結殼地層學剖面,包括結構、礦物學、微量稀土元素、鉑族元素和Au以及Os同位素比值,系統揭示了富鈷結殼生長過程中的古海洋環境和地質事件歷史信息。

        5、分析了結核、結殼金屬元素的賦存狀態,揭示金屬結合機制和鐵錳沉積中造成某些主要成礦元素間存在分異的內在原因;確定了常壓條件下鐵錳氧化物礦物對成礦元素的富集作用。從分子水平上揭示了水成鐵錳沉積Fe的賦存狀態。低溫常壓條件下,水羥錳礦對成礦元素Co的吸附動力學模型符合動力學一級方程、Elovish方程、拋物線擴散方程和Ho的一級動力學方程;低溫常壓條件下,水羥錳礦對成礦元素Co、REE吸附曲線為非線性的,符合Languir吸附等溫式。揭示了海水pH對水羥錳礦吸附Co、REE的影響。

        6、發現晚第四紀和中更新世冰消期的SST變化在時間上與代表冰蓋體積的氧同位素變化同步,說明了高、低緯度古氣候變化的耦合性質。揭示了南海南部末次冰消期次表層海水種P. obliquiloculata 低值事件的古海洋學意義。

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