太平洋海山富钴结壳铂族元素（PGE）和Os同位素地球化学及其成因意义

本文分析了中西太平洋海山富钴结壳及其各主要层圈(外层、疏松层、亮煤层)和玄武岩基岩的铂族元素(PGE)和Au含量以及Os同位素组成,发现富钴结壳中PGE和Au含量均较高,且变化很大,∑PGE为(70.09～629.26)×10-9,平均289.48×10-9,Au为(0.60～26900)×10-9.具三层结构的富钴结壳中,疏松层(∑PGE=(339.37～545.82)×10-9)和亮煤层(∑PGE=(280.09～629.26)×10-9)的∑PGE明显高于外层((70.09～133.27)×10-9.单层结壳的∑PGE为(83.94～479.75)×10-9,Au含量普遍高于具三层结构者.结壳的∑PGE和Au含量远高于太平洋多金属结核(分别为(101.57～155.83)×10-9和(1～4)×10.沉积深度和海水氧逸度的不同是导致结壳和结核中PGE含量明显差异的主导因素.富钴结壳∑PGE和Pt与Mn(%)之间呈明显的正相关关系,而与Fe(%)具负相关性,与多金属结核正好相反,显示结壳中的PGE主要赋存在水羟锰矿(8-MnO2)等锰矿物相中,与针铁矿(FeOOH·nH2O)等铁矿物相关系不大,而结核中的PGE主要赋存在铁矿物相中.PGE球粒陨石标准化曲线和各项参数显示富钴结壳的PGE和Au主要来自海底玄武岩的蚀变释放,部分来自铁陨石微粒等地外物质,而与海底热水活动无关.计算显示西太平洋结壳距今42.5 Ma左右开始生长,生长过程中分别在8.OMa和21.8Ma处出现间断,相应形成外层、疏松层和亮煤层,其各自沉积速率为2.64 mm/Ma,1.45 mm/Ma和1.06 mm/Ma,相应海水的187Os/188Os分别为0.948～0.953,0.599～0.673和0.425～0.536,显示外层含有较多的大陆风化尘,而疏松层和亮煤层的沉积物主要来自海底洋壳蚀变和陨石碎屑或宇宙尘等地外物质.     

东太平洋CC区多金属结核矿物学特征及物源

通过对东太平洋CC区洋底地质取样及实验测试分析,运用洋底照相、多频探测等多种地球物理方法手段,进一步阐明了CC区多金属结核的形态、主要类型、化学成分及分布特征.通过对CC区沉积作用、生物作用、洋底火山作用、海水化学成分、南极底流等因素的综合研究分析, 进一步揭示了多金属结核形成的物质来源.通过对CC区区域地质背景及地形地貌的综合研究分析, 进一步探讨了多金属结核的形成环境,并建立了成矿模式.     

东太平洋CC区多金属结核的地质学特征及形成环境

通过对东太平洋CC区洋底地质取样及实验测试分析,运用洋底照相、多频探测等多种地球物理方法手段,进一步阐明了CC区多金属结核的形态、主要类型、丰度、覆盖率、品位、化学成分及分布特征.通过对CC区区域地质背景及地形地貌的综合研究,深入探讨了多金属结核的形成环境.通过对CC区多金属结核的分布规律与形成环境的综合研究,揭示了该区多金属结核的形成与地质环境之间的内在关系,这对于分析研究该区多金属结核的形成机理,为多金属结核资源评价和开发提供科学依据,对于大力开发与利用洋底多金属矿产资源,具有重要的科学意义和经济意义.     

太平洋多金属结核和富钴结壳稀土元素地球化学对比及其地质意义

多金属结核和富钴结壳是大洋两类典型的铁锰产物。为探讨不同海区多金属结核和富钴结壳之间稀土元素特点及其揭示的地质意义,利用近年中国在太平洋获取的样品进行对比,采用ICP-AES对稀土元素测试。结果表明,结壳具有正Ce异常明显、LREE富集、∑REE高的特点,而结核表现为HREE相对富集、∑REE相对较低,因成因类型不同,Ce异常或表现为正异常、负异常或异常不明显。结核形成后受到成岩作用的影响,而结壳则为水成作用形成;结核和结壳中REE的存在形式比较复杂,不同海区各不相同,中太平洋东部产出的结壳和位于东太平洋的结核中REE可能主要赋存于铁矿物相,而西太平洋结壳REE可能主要赋存于锰矿物相;结核和结壳REE可能分别来自海水和海山蚀变玄武岩,热液作用影响有限。     

东太平洋CC区多金属结核物质来源和分布规律

对东太平洋CC区(Clarion-Clipperton Zone)多金属结核丰度、品位、多波束地形测量、深拖光学覆盖率探测、地震勘探等一系列调查资料综合研究表明:①东区和西区结核在其化学成分和形态上有差异,但是聚类分析结果表明不能按区域断然分开;②因子分析得出东、西两区结核4种主因子是Mn组元素Mn、Cu、Ni、Zn,Fe组元素Fe、Co、Ti、Sr,岩源组元素Si、Al、K,生物元素Ca、P;③西区结核成矿物质主要来源于上覆海水中金属元素的化学沉淀,火山成矿作用使结核富集和丰度增加,趋势面和人工神经网络分析表明结核主要分布在海底坡度≤5°地区,该地区的结核量占总结核量的89.62％,坡度>5°地区结核量占10.38％;④东区结核丰度、覆盖率、地形三者变化一致,重大相变距离为10～15km,来自地幔成矿物质通过玄武质洋壳裂隙和断层,为多金属结核的形成和生长提供了丰富的物质来源,地球深部地质作用过程如基底岩浆房活动可能对结核分布产生重要影响;⑤东太平洋CC区多金属结核矿带的形成应归于海底板块扩张活动的一种资源效应和经后期表生地质作用改造的结果。     

东太平洋CC区多金属结核的物质组构及形成环境意义

运用反光显微镜、电子探针对东太平洋CC区多金属结核中壳层构造及鲕粒的韵律环带进行的初步的研究结果表明,多金属结核构造有原生沉积成因和成岩成因的,也有后期次生成因的,不同构造反映不同的深海环境。平行纹层构造代表深海底流周期性强弱变化特征,叠层构造和斑杂构造则反映了成岩早期外力作用使结核变形的特征。结核中鲕粒的环带是结核形成时在一个较短时间段内底层海水氧化-还原条件和ph、Eh值发生周期变化的结果。鲕粒环带截面反射率的强弱(明暗带)与环带中的铁锰相对含量有关,而这又取决于环带形成时环境的Eh、pH值和海水的含氧性。     

东菲律宾海多金属结核微区元素赋存特征及成因意义

多金属结核富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu和REY(稀土元素和钇)等元素,具有巨大的潜在经济价值。东菲律宾海结核由包壳和核部岩屑(或泥团)构成,其Mn、Fe、Co、Ni和Cu含量介于南海结核和大洋结核之间,但该区域结核的微区特征尚不清楚。本文基于微区元素分析,探究了东菲律宾海结核的元素赋存特征及其成因意义。结果表明,东菲律宾海结核总体为水成成因,主要形成于氧化环境。结核包壳主要由含δ-MnO₂的水成型富铁层(FeO平均为28.7%, MnO平均为21.9%,Mn/Fe值平均为0.93)构成,但边部存在薄层(<100μm)的成岩型富锰层(FeO平均3.41%,MnO平均52.6%,Mn/Fe值平均为17.5),富锰层具有高NiO(2.71%)和CuO(1.45%)含量。根据Co经验公式估算,富锰层可能形成于末次盛冰期(LGM)以来。本研究还发现,结核核部气孔状岩屑中存在成岩成因的富锰矿物,其MnO含量为22.5%～64.7%, FeO含量为0.46%～7.05%,Mn/Fe值为3.96～126。相比包壳中富锰层,核部富锰矿物NiO(1.25%)和CuO(0.5...     

东太平洋海盆CC区晚新生代沉积史与多金属结核生长史的对比

对东太平洋海盆ＣＣ区多金属结核的研究发现，多金属结核的生长史经历了三个生长期，即早中新世早期生长期（核心形成期）、早中新世晚期至中中新世初期生长期（中间层组形成期）、上新世至第四纪生长期（外层组形成期）。每个生长期之间曾出现过结生长的间断期。早中新世以来的沉积史表明本区曾存在三个沉积环境不尽相同，但沉积速率均小于３ｍ／Ｍａ的沉积期，即早中新世早期钙质软泥沉积期、早中新世晚期至中中新世初期硅质软泥沉     

太平洋调查区多金属结核的地球化学特征和成因

东太结核主要为半埋藏和埋藏型,发育于以黏土和硅质组分为主的沉积环境.东太结核的锰相矿物主要有水羟锰矿和钡镁锰矿,具有较高的REY、Cu、Ni含量和Mn/Fe比值,显示遭受间隙水的影响,落入水成成因和成岩成因两个区间范围.西太结核主体暴露在海水中,周围沉积物主要由深海黏土组成.西太结核的锰相矿物几乎只有水羟锰矿,具有较高...     

东太平洋海盆多金属结核玄武岩核心研究

研究多金属结核的核心物质对认识多金属结核的生成和分布具有重要意义,本文对多金属结构中玄武岩及其蚀变产物核心的岩性特征、岩石化学、矿物组成、稀土元素地球化学以及同位素测年进行了初步研究,讨论了玄武岩核心物质的来源及其对结核生成和分布的影响。     

中太平洋YJC海山富钴结壳矿物组成与元素地球化学

运用等离子光谱、等离子质谱、X射线衍射、红外光谱和场发射电镜等分析测试方法,对太平洋威克(Wake)海岭YJC海山中的富钴结壳中不同构造层的矿物组成和元素地球化学研究表明:矿石矿物是水羟锰矿和少量的钙锰矿,脉石矿物是磷灰石、石英和方解石等,微量矿物有蒙脱石、高岭石、钠沸石、斜发沸石、伊利石、水黑云母、磁铁矿和角闪石等。老结壳磷灰石的质量分数>10%,P>1%;新结壳磷灰石<10%,P<1%。老结壳相对富集Cu、Ca、P等元素,新结壳相对富集TMn、TFe、Co、Ni、Ba、Zn、Pb、Mo等元素。结壳内部纹层构造的不同位置及包体内的微区成分变化较大,TMn和TFe呈同消长关系,但TMn/TFe值相对稳定。结壳的稀土元素总量为1761.88×10-6,Ce具明显的正异常。老结壳相对富集稀土元素,新结壳略富Eu。     

铂族元素的地球化学行为及全球主要铂族金属矿床类型

全球铂族金属矿床主要有6种类型,分别为：（1）镁铁质-超镁铁质层状岩体铂族金属矿床;（2）镁铁质-超镁铁质Cu-Ni硫化物矿床伴生的铂族金属矿床;（3）Urals杂岩体型铂族金属矿床;（4）蛇绿岩型铂族金属矿床;（5）与热液相关的铂族金属矿床;(6）外生型铂族金属矿床。除第4类型外其他类型的铂族矿床都具有经济意义。铂族金属矿床的形成主要与幔源岩浆性质及岩浆演化过程密切相关。大规模的幔源岩浆活动及在岩浆演化过程中具有产生硫饱和的条件是形成铂族金属矿床的有利条件,同时岩浆期后的热液作用能使铂族元素迁移并在特定条件下富集,对铂族金属矿床的形成有利。镁铁质-超镁铁质层状侵入体形成铂族金属矿床的有利条件是岩浆分异作用强,并且具有能产生高R因子的环境;镁铁质-超镁铁质Cu-Ni硫化物矿床中形成铂族金属矿床的有利条件是硫化物熔体的结晶分异作用;Urals型杂岩体中,由于岩浆在早期演化过程中硫的不饱和,形成的主要铂族矿物为Pt-Fe、Pt-Ir合金,且主要与铬铁矿共生,在岩浆演化硫饱和阶段可形成富Pd的铂族矿物,且与Cu-Fe-V-Ti-P金属共生;蛇绿岩型杂岩体中,主要形成的铂族矿物为含Ir- 、Os- 、Pt- 的合金或少量硫化物矿物,且主要赋存于铬铁矿中。     

Platinum group elements and gold in ferromanganese crusts from Afanasiy-Nikitin seamount,equatorial Indian Ocean: Sources and fractionation

The major element relationships in ferromanganese (Fe-Mn) crusts from Afanasiy-Nikitin seamount (ANS), eastern equatorial Indian Ocean, appear to be atypical. High positive correlations (r = 0.99) between Mn/Co and Fe/Co ratios, and lack of correlation of those ratios with Co, Ce, and Ce/Co, indicate that the ANS Fe-Mn crusts are distinct from Pacific seamount Fe-Mn crusts, and reflect region-specific chemical characteristics. The platinum group elements (PGE: Ir, Ru, Rh, Pt, and Pd) and Au in ANS Fe-Mn crusts are derived from seawater and are mainly of terrestrial origin, with a minor cosmogenic component. The Ru/Rh (0.5–2) and Pt/Ru ratios (7–28) are closely comparable to ratios in continental basalts, whereas Pd/Ir ratios exhibit values (<2) similar to CI-chondrite (∼1). The chondrite-normalized PGE patterns are similar to those of igneous rocks, except that Pd is relatively depleted. The water depth of Fe-Mn crust formation appears to have a first-order control on both major element and PGE enrichments. These relationships are defined statistically by significant (r > 0.75) correlations between water depth and Mn/Co, Fe/Co, Ce/Co, Co, and the PGEs. Fractionation of the PGE-Au from seawater during colloidal precipitation of the major-oxide phases is indicated by well-defined linear positive correlations (r > 0.8) of Co and Ce with Ir, Ru, Rh, and Pt; Au/Co with Mn/Co; and by weak or no correlations of Pd with water depth, Co-normalized major-element ratios, and with the other PGE (r < 0.5). The strong enrichment of Pt (up to 1 ppm) relative to the other PGE and its positive correlations with Ce and Co demonstrate a common link for the high concentrations of all three elements, which likely involves an oxidation reaction on the Mn-oxide and Fe-oxyhydroxide surfaces. The documented fractionation of PGE-Au and their positive association with redox sensitive Co and Ce may have applications in reconstructing past-ocean redox conditions and water masses.     

Temporal-spatial distribution and ore-forming material source of gold,copper and silver polymetallic ore deposits in the Fuping mantle structure zone

This study was conducted following research on metallogenesis in the Zhangjiajie-Xuanhua and East Hebei mantle branch structure zones. The Fuping mantle branch structure zone is one where Au, Cu and Ag polymetallic ore resources are concentrated in North Hebei. However, there has existed a long-standing controversy on the temporal-spatial distribution of ore resources and their ore-forming material sources. In terms of age dating and the comprehensive analysis of S, Pb, O, C and Si isotopes, it is considered that the temporal-spatial distribution of ore resources in this mantle branch structure zone is obviously controlled by the Fuping mantle branch structure. In space there is developed such a metallogenic pattern as to be Ag, Pb and Zn polymetallic ore deposits with gold appearing inside and copper appearing outside. Metallogenesis is dated mainly at Yanshanian, the ore-forming mate-rials were derived predominantly from the deep interior of the Earth, and ore-forming fluids were derived largely from Yanshanian magmatism.     

哀牢山—金沙江构造带白马寨铜镍硫化物矿床Ⅰ号含矿岩体铂族元素地球化学特征及其构造意义

白马寨I号岩体是哀牢山—金沙江构造带白马寨Cu-Ni矿区内最大的一个含矿基性—超基性岩体,从中心向边缘依次由含矿橄榄岩、矿化辉石岩和辉长岩3个相带组成环状体。从中心相到边缘相,岩石中SiO2、TiO2、Al2O3、CaO、Na2O和K2O含量逐渐增加,TFe、MgO含量降低;稀土元素中w(∑REE)、w(LREE)/w(HREE)逐渐增加,δEu由负异常到正异常演变;微量元素具有大离子亲石元素和高场强元素逐渐增加、强亲岩浆元素逐渐降低的演变特征。铂族元素配分模式为Pt-Pd型,w(Pt)/w(Pd)比值为0.32~0.68,介于富硫化物拉斑玄武岩(0.38)和原始上地幔(1.36)之间,以及稀土元素配分模式、微量元素蛛网图和铂族元素配分模式中不同岩石配分曲线的相似性揭示3个相带不同岩石之间的高度一致性,展示基性—超基性岩形成于玄武质岩浆演化、熔离及岩浆一次性侵入、分异成岩成矿的特征。矿区内地层层序稳定,岩体与沉积岩之间的侵入接触关系及w(Zr)-w(Y)-w(Nb)图解说明白马寨岩体形成于陆内环境。岩体的低Ti含量、Th强烈正异常和含矿橄榄岩负Eu异常,以及w(Th)/w(Ta)比值、w(Th)/w(Nb)比值和w(Pd)/w(Pt)比值及Ir族元素配分曲线明显不同于峨眉山玄武岩和典型的地幔柱玄武岩,而与大陆裂谷玄武岩非常相近,说明白马寨I号岩体形成于大陆裂谷环境。     

内蒙古金厂沟梁金(铜)矿床的PGE、铁族和亲硫元素的地球化学特征与物质来源、形成环境

首次采用盐酸-过氧化氢封闭熔矿与ICP-MS相结合的方法,对金厂沟梁金(铜)矿床东、西两矿区典型矿石的铂族元素(PGE)、亲铁以及亲硫元素的含量进行了系统测定,结果显示矿石中上述元素的含量均高于实验的检测限;地球化学演化特征显示含矿流体具有岩浆性质,PGE对原始地幔/球粒陨石标准化后的配分曲线均呈强烈左倾斜的分馏模式,其配分曲线和与幔源岩浆有关的富铜硫化物和富铜镍硫化物熔体的形式相似,并与幔源玄武岩、碳酸盐熔体的配分模式基本一致,反映含矿流体具有幔源岩浆属性;从区域构造、岩浆热事件角度出发,结合典型斑岩铜(钼)矿床的PGE特征,初步确定其含矿流体形成于中生代大陆边缘环境,其直接的热动源是中生代底侵的玄武岩浆。成矿阶段富含金、铜矿石的Pd/Pt、Pd/Ir比值接近低钛玄武岩浆以及玄武安山岩,而成矿早阶段贫金、铜样品的Pd/Pt、Pd/Ir比值接近地幔;反映早期含矿流体可能是直接来自中生代幔源玄武质岩浆结晶分异,而富金(铜)流体的形成可能是玄武质岩浆演化晚期被地壳物质强烈混染后的富超临界流体岩浆(低钛熔体)发生岩浆与流体分离而产生;含矿流体演化过程的PGE地球化学行为与Cu或S(As)的饱和度有关,即主要受亲硫(铜)元素或结晶分异的硫化物矿物相所制约。     

云南澜沧老厂大型银多金属矿床碳、氧同位素组成及其意义

文章系统研究了老厂矿床的碳酸盐围岩和成矿方解石的碳、氧同位素组成.研究表明,相对于区域地层,矿区碳酸盐岩围岩普遍亏损18O;成矿方解石的碳氧同位素总体上具有明显的正相关性,这些特征表明成矿流体与围岩发生了大规模的水岩反应.文章初步建立了水岩反应的理想模式,根据该模式进一步将成矿方解石划分为矿体中心相和边缘相2组.水岩反应理论模拟表明:总体上成矿流体中的可溶性碳以H2CO3为主,中心相成矿流体的δ13C、δ18O值分别为-5.5‰和+4‰,具有典型深部岩浆流体的特征;边缘相成矿流体的δ13C、δ18O值分别为-1.5‰和+4‰,代表了深部岩浆流体与下渗天水共同交代碳酸盐岩围岩后的碳、氧同位素特征.