东太平洋不同海域多金属结核差异的主控因素

本文以ＤＹ８５－４航次在东太平洋的调查为基础,概述了多金属结核在东西两海区的差异;分析了影响这种差异的因素;着重探讨了多金属结核的丰度,品位,覆盖率,Ｍｎ／Ｆｅ,与伴生沉积物,断裂带,火山,侵入岩的关系。发现造成两区结核差异的因素很多,但起主控作用的是断块,火山,岩浆,热液等活动所带来的物质及对海底物理化学环境的影响。     

东太平洋多金属结核中放射性核素的不破坏γ谱分析

用HPGeγ谱仪不破坏地直接测定了采自东太平洋的20个多金属结核样品,样品中可探测到的核素有238U,230Th,226Ra,210Pb,228Ra,228Th,235U,227Ac(或231Pa)和40K.对样品顶侧和底侧分别面对探测器的计数率和计数率比进行了分析,获得了其所蕴含的多金属结核生长、运动、放射性核素来源及其与环境关系的信息.提出了判断多金属结核顶、底侧的新方法.并根据顶、底侧230Th计数率比推测多金属结核不同的滚动时间.     

东太平洋多金属结核的矿物组成及元素赋存特征

根据１９８８年东太平洋海盆多金属结构资源调查取得的结构样品和资料,利用Ｘ－射线衍射、红外光谱、ＸＰＳ光电能变和扫描电镜等分析方法,对结核核心和壳层（层纹构造区与斑杂构造区）的矿物组成及元素赋存特征进行了对比研究。结果表明：（１）核心主要由粘土矿物组成,只含少量结晶差的锰铁矿铁为主,层纹构造区的锰相矿物主要为δ－ＭｎＯ２,斑杂构造区的锰相矿物则为结晶稍好的钠水锰矿和δ－ＭｎＯ２。（２）结核金属元素主     

东太平洋不同海域多金属结核差异的主控因素

本文以ＤＹ８５－４ 航次在东太平洋的调查为基础,概述了多金属结核在东西两海区的差异;分析了影响这种差异的因素;着重探讨了多金属结核的丰度、品位、覆盖率、Ｍｎ／Ｆｅ、与伴生沉积物、断裂带、火山、侵入岩的关系。发现造成两区结核差异的因素很多,但起主控作用的是断块、火山、岩浆、热液等活动所带来的物质及对海底物理化学环境的影响。     

东太平洋CC区板块构造和多金属结核资源效应探讨

利用东太平洋CC区多波束海底地形测量、结核覆盖率深拖系统探测、结核丰度地质采样和地球物理地震勘探资料,运用板块构造和沉积动力学理论,并与丰度趋势面和神经网络分析结果对比,对东太平洋CC区构造与多金属结核资源效应关系进行了探讨,并认为:(1)富集在研究区约200亿t结核的最主要控制因素是东太平洋海隆、莱恩山脉、克拉里昂-克利伯顿大断裂(Clarion-Clipperton Fracture Zone),东、西、南、北的四个构造单元为结核大量富集起到了框架性的关键作用;(2)本区经历了和遵循着海底扩张的基本过程,这个过程对结核物质来源、成矿作用、结核分布有重大影响,结核丰度、覆盖率与地形变化非常一致,重大相变距离为10～15km,基底自形成以来一直影响着地表结核;(3)地球深部地质作用过程对结核成矿作用也有一定影响,影响因素可能涉及基底岩浆房及其大小等.     

中太平洋海盆与东太平洋海盆多金属结核特征对比

结合分析多年我国在太平洋中部多金属结核调查的资料发现：中太平洋海盆（ＣＰ区）与东太平洋海盆（ＣＣ区）的多金属结核，无论是形状，矿物组成，品位，丰度以及成因等诸方面均有明显的区别，这些差异的主因是物质因素和环境因素所造成。     

东太平洋多金属结核的叠层石包壳及其沉积环境意义

对东太平洋C-C区深海多金属结核的叠层石包壳、多金属结核的表面类型及其分布规律进行了详细研究和合理解释,认为叠层石的形态学特征既是建造叠层石的微生物种类差异的表现,也是环境水动力条件和溶解氧含量不同的反映,这些因素共同决定了多金属结核的表面类型,而南极底流是造成海底水体能量环境、氧化还原电位和微生物种类变化的根本原因.为多金属结核的分布规律和成矿预测提供科学依据.     

东太平洋海盆多金属结核生长历史的重建

依据多金属结核ＣＣＣ１４剖面上Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ的含量和有关的公式，本文计算该结核生长过程中瞬时生长速率和Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ的瞬时通量，并在结核中建立时间标尺，划分和对比结核生长阶段，重建结核ＣＣＣ１４８．７９３Ｍａ，Ｂ．Ｐ．以来的生长历史。研究结果表明，采用由铁、锰含量计算结核生长速率的公式，可详细了解结核生长过程，并能识别与提取强核中古海洋信息记录。     

东太平洋多金属结核及相关因素概述

以翔实的照片与图件资料为依据, 展示东太平洋中国开辟区内多金属结核类型及其在大洋底赋存状态; 结核内部叠层石纹层及其建造者——两种超微生物化石特征; 不同类型结核的矿物与化学成分特点。同时对结核分布规律与区内地化环境、水深、地形、沉积物类型等之间关系也作扼要说明。     

大洋多金属结核成因新说

１９９４－１９９５年对东太平洋锰结核包壳及其内部纹层构造作光学显微镜和透射电子显微镜的系统研究。结果表明,深海锰结核是一种锰质核形石,其包壳是叠层石。光滑状和瘤状锰质核形石分别是由微小叠层石和奇异叠层石构成,而叠层石则由纳米级微生物建造而成。新近发现的中华微放线菌和太平洋螺球孢菌分别是微小叠层石和奇异叠层石的建造者。     

分形理论在太平洋多金属结核分布研究中的应用

分形理论与耗散结构、混沌理论一样,是最近一个时期非线性科学研究中所取得的重要成果[1],并在近年来得到了迅速的发展.其主体内容是研究系统的自相似性和不规则性,能为复杂问题的定量化提供新的途径[2].用分形理论研究地质现象是非线性科学的一个重要方向,前人已在地质数据的分形结构、地质时空结构的自相似性及其动力学机制、地质现象的分形重建与矿床分形统计预测方法等方面进行探索,取得了一些重要成果[3～6],但值得指出的是地质分形是统计意义上的无规分形,与数学意义上的严格自相似有区别.     

东太平洋多金属结核富钡镁锰矿细脉蛋白石层的成因机制

为探讨东太平洋CC区多金属结核中富钡镁锰矿细脉蛋白石层的成因机制,利用矿相显微镜、电子探针和ICP-OES,对蛋白石层及其周围铁锰氧化物进行了显微结构特征和化学成分特征的研究。结果表明:高反射率矿物结晶程度较好,主要由MnO组成,具有高Mn低Fe的特征,为成岩成因的钡镁锰矿。中反射率矿物结晶程度较差,主要由MnO和FeO组成,为水成成因的水羟锰矿。低反射率矿物为一种半透明矿物,主要由SiO₂组成,为生物成因的蛋白石。根据钡镁锰矿、水羟锰矿和蛋白石的成因机制,为蛋白石层及其内部钡镁锰矿细脉的形成过程建立了一个模型,共分为5个生长阶段:第1阶段,结核呈半埋藏状态在氧化环境中形成水羟锰矿;第2阶段,结核呈半埋藏状态接受SiO₂胶体的沉淀作用形成蛋白石层;第3阶段,结核呈半埋藏状态在氧化环境中形成水羟锰矿的同时,其成岩作用和蛋白石的脱水作用使蛋白石层中产生大量的裂缝;第4阶段,结核呈埋藏状态在弱氧化-还原环境中发生交代作用和重结晶作用形成钡镁锰矿;第5阶段,结核呈半埋藏状态形成水羟锰矿。     

东太平洋多金属结核的一般特征与影响因素

本文主要阐述了东太平洋海盆国家海洋局调查区内多金属结核的物性特点、形态分区、粒级分布、矿物成分以及结核丰度、品位与生成环境因素的关系，并指出了勘探与选冶的较佳区块。     

太平洋多金属结核中铁锰矿物分析及成因研究

铁锰矿物是大详多金属结核的重要组成,了解不同类型结核中主要铁锰矿物种类、形态、分布特点和结晶程度等,不仅有助于对锰矿物乃至多金属结核成因的研究,而且对选矿冶炼和资源的综合利用也具有现实意义.本文通过透射电子显微镜等多种手段综合分析与鉴定,指出多金属结核中主要铁锰矿物有钙锰矿、水羟锰矿、水钠锰矿、方锰矿、锰铁矿和针铁矿等.结晶程度普遍较差,钙锰矿结晶相对好于其他矿物,并在粗糙型结核中含量高,外层至核心含量稳定,变化小.水羟锰矿广为分布,但结晶差.铁矿物含量东区低于西区,结核外壳铁含量高于内核.锰矿物分布在叠层石柱体和纹层内,呈束状、纤维状和树枝状,与建造多金属结核的超微生物菌丝体形态一致.粗糙型结核是选冶的主要对象.     

东太平洋多金属结核中铁、锰元素的分形演化及其意义

运用分形理论,通过建立不同的相空间,计算了东太平洋多金属结核中的铁、锰元素的时间序列在各相空间中的关联分维,并与其在沉积物岩心中的关联分维进行了对比.通过研究发现,多金属结核中铁、锰元素和沉积物中Fe₂O₃及MnO在分形演化过程中均存在分维吸引子,认为沉积物中的Fe₂O₃和MnO可以用3个变量来描述,它们可能代表了火山、生物和陆地的三种来源,而描述结核中的铁、锰元素却需要14个变量,反映多金属结核中铁、锰元素的来源和/或赋存非常复杂,至少有14个因素在起作用,可能暗示了结核在形成过程中存在复杂的生物化学作用,为多金属结核的生物成因提供了间接的数学证据,同时也合理解释了结核生长结构所具有的自相似韵律现象.     

Geochemical types of pacific polymetallic nodules: An application of multivariate analysis

A total of 843 samples of Pacific Ocean polymetallic nodules (PNs) from five survey areas have been studied (metals analyzed: Mn, Fe, Ni, Cu, Co, Zn, Pb). The statistical analysis included the following techniques: factor R analysis, quick cluster Q analysis into 50 preclasses, various hierarchical cluster Q analyses (HCAs) using the preclasses (application of different HCAs to an identical set of data and of an identical HCA to two different subsets of the data), comparison of the HCA. The PNs of the survey areas can be grouped into five geochemical types (I‐V). The genesis of the PNs was interpreted as early diagenetic, hydrogenetic, and mixed (early diagenetic/hydrogenetic and hydrogenetic/hydrothermal. In addition, some further conclusions regarding the applicability of various HCA techniques depending on the structure of the data set have been drawn.     

西太平洋多金属结核区表层沉积物细菌群落结构及其对沉积扰动的响应

本文基于大洋第48航次在西太平洋马尔库斯 威克海山多金属结核区采集的6个表层沉积物样品的高通量测序结果,开展底栖细菌群落结构调查,共获得253012条序列,分属于41个门、85个纲、189个目、261个科和322个属。其中,变形菌纲(Proteobacteria)为优势类群,分为γ 、α 和δ 三个亚群,分别占总序列条数的24.76%、20.21%和6.48%。绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、浮霉菌门(Planctomycetes)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)及硝化螺旋菌门(Nitrospirae)等类群的序列数和属种较丰富。对序列条数大于1%的OTU(operational taxonomic units)分析,共获得优势菌群23个目,包含6个优势科,10个优势属,其中,铁锰功能细菌占10.20%,主要来自交替单胞菌属(Alteromonas)(6.90%)、假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)(1.80%)和希瓦氏菌属(Shewanella)(1.00%)等,另外还存在参与氮和硫元素循环的种属。PICRUSt功能预测分析显示结核区细菌主要涉及信号转导、蛋白转运、原核生物固碳、群体感应、能量转换、氨基酸和嘧啶代谢等功能。BC1826站位与其他站位相比,细菌多样性较低。结合沉积柱粒度分析结果,推测BC1826站位微生物群落结构的差异与沉积扰动有关,两者具有一定的响应关系。与已有研究成果汇总对比发现,西太平洋结核区与东太平洋结核区的细菌群落组成结构有较大差异。     

深海浅地层剖面特征及其与多金属结核富集度的关系

对东太平洋 Ｃ Ｃ 区内 １ 万多公里的浅地层剖面探测资料进行了统计分析, 并对深海浅地层剖面特征及其与多金属结核丰度的关系作了研究, 结果表明： 多金属结核的富集度与海底声反射率呈正比关系, 影响和控制结核丰度的主要因素是海底地形。一般透明层愈厚, 结核愈富集, 但不是对应关系; 层状层或散射层发育, 则多金属结核富集, 反之则不富集