九州-帕劳海脊南部13°20′N海山铁锰结壳关键金属富集规律及制约因素

• Published in: Hăiyang dĭzhĭ yu dĭsĭjĭ dĭzhĭ Vol. 42; no. 5; pp. 137 - 148
• Main Authors: HUANG, Wei, HU Bangqi, SONG Weiyu, ZHAO Jingtao, LU Jingfang, MENG Xiangjun, JIANG Yunshui, CUI Ruyong, DING Xue
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: Beijing Marine Geology and Quaternary Geology 01.01.2022; 中国地质调查局青岛海洋地质研究所,青岛 266237; 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室,青岛 266237%中国地质调查局青岛海洋地质研究所,青岛 266237
• Subjects: Adsorption; Chemical analysis; Chemical composition; Concretions; Copper; Crusts; Crystal lattices; Distribution; Electron probe; Electron probe microanalysis; Enrichment; Ferromanganese; Ferromanganese nodules; Geochemistry; Growth; Heavy metals; Lattice vacancies; Manganese; Metallogenesis; Metals; Mineralogy; Miocene; Nickel; Ocean floor; Oxidation; Phosphatization; Seamounts; Seawater; Surface chemistry; Tectonics; Titanium; Trace elements; Vanadium; Water analysis; Water depth; Zinc; Philippine Sea; Palau; Pacific Ocean; 关键金属; 富集规律; 铁锰结壳; 九州-帕劳海脊; 制约因素
• ISSN: 0256-1492
• DOI: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022052401

铁锰结壳富集Co、Cu、Mn、Ni、Ti、V、REE、Y和Zn等关键金属，研究其富集于结壳的规律以及相关地质环境制约因素对于未来开发利用这些海底金属资源十分重要。本文对九州-帕劳海脊南部13°20′N新发现的铁锰结壳样品进行了矿物学、元素地球化学和电子探针微区分析，发现其成分较为均一，未遭受明显的磷酸盐化作用，属于单层型水生成因结壳。Co、Ni等高含量关键金属主要富集在水羟锰矿内，其中主要以晶格态形式存在的Co所经历的表面氧化还原反应是其累积富集的关键；而Ni除了与Co一样通过置换Mn或占据晶格空位而呈现富集特征外，还大量以吸附态形式存在。Ti、V和REY等通过表面络合、晶格进入以及共沉淀作用富集在以六方纤铁矿为主的铁羟基氧化物组分内。Cu、Zn的晶格进入能力不足，加之海水Cu含量偏低，Zn的弱吸附作用共同导致它们以相对低含量形式分散分布。基于Co经验公式揭示结壳的形成起始于晚中新世，未出现明显生长间断，但持续生长时间不足导致结壳的关键金属累积富集程度低于全球主要结壳成矿区。不过，研究区理想的水深条件、较低的沉积速率、稳定的构造环境、合适的最小含氧带水深分布和远离非成矿物质的大规模稀释影响，都是本区结壳未来持续性增生和进一步富集关键金属的有利条件。