【摘要】：富鉆結(jié)殼富集多種戰(zhàn)略金屬元素,且.生長速率緩慢、受外界干擾少,從而成為一種新興的海底礦產(chǎn)資源而備受矚且。本文利用XRD礦物衍射、ICP-MS(AES)、電子探針等現(xiàn)代分析測試手段對采自西太平洋麥哲倫及馬爾庫斯-威克海山區(qū)的兩塊富鉆結(jié)殼進(jìn)行了系統(tǒng)的礦物學(xué)、地球化學(xué)組成分析,測試了結(jié)殼的礦物物相組成、主微量元素和REE的組成、元素在各相態(tài)的分布及結(jié)殼元素微區(qū)演變特征,在此基礎(chǔ)上分析了結(jié)殼的成因類型、物質(zhì)來源及形成機(jī)制,建立了結(jié)殼的生長年代框架,并側(cè)重探討了其所記錄的古海洋古環(huán)境信息。麥哲倫海山區(qū)結(jié)殼呈板狀結(jié)構(gòu),大致分為.三層,其顯微構(gòu)造由表及里依次為柱狀構(gòu)造、不規(guī)則樹枝狀及斑雜構(gòu)造,說明在結(jié)殼的不同生長時(shí)期其周圍水動力作用變化較大。而馬爾庫斯-威克海山區(qū)結(jié)殼呈結(jié)核狀,鏡下顯微構(gòu)造觀察主要為不規(guī)則樹枝狀。礦物學(xué)分析結(jié)果顯示,本區(qū)結(jié)殼中錳相礦物主要為水羥錳礦,此外含有部分鋇鎂錳礦及鈉水錳礦,但后兩者主要存在于結(jié)殼老殼層中,說明結(jié)殼在生長過程中經(jīng)歷了氧化環(huán)境的變化。鐵相礦物主要為隱品質(zhì),部分為微弱的結(jié)晶質(zhì)礦物針鐵礦。此外,本區(qū)結(jié)殼還包含有石英、方解石等碎屑礦物或生源礦物。元素地球化學(xué)測試結(jié)果表明,本區(qū)兩塊結(jié)殼的Mn、Fe、Co、Cu、Ni的元素平均值與中、西北太平洋結(jié)殼元素平均值相當(dāng),分別是20.08%和19.01%、16.28%和16.52、0.68%和0.64%、0.15%和0.09%、0.34%和0.39%,Mn/Fe比值均偏低,變化在0.87-1.68之間,平均值分別為1.27和1.15,為典型的水成成因。在對微量元素的富集方面,本區(qū)兩塊富鉆結(jié)殼由十受錳相礦物的控制表現(xiàn)出高Pb、Mo的特征。結(jié)殼樣品中稀土元素明顯富集,ΣREE平均值分別為2182.89×10-6和1367.29×10-6;LREE/HREE平均值分別為10.14和7.67,配分模式為右傾型,穩(wěn)定富集輕稀土,同時(shí)具有不同程度的Ce, Gd, Ho正異常和Y的負(fù)異常,顯示氧化環(huán)境,未受明顯磷酸鹽化作用的影響。元素分相態(tài)提取結(jié)果表明,錳相礦物對微量元素的吸附作用整體較鐵相礦物強(qiáng)；富鈷結(jié)殼中稀土元素具有多相組成的特點(diǎn),但約有90%賦存在鐵錳相中,是導(dǎo)致結(jié)殼樣品中δCe、δGd口δHo正異常以及δY負(fù)異常的主因。根據(jù)分相態(tài)提取結(jié)果,可劃分出如下5個(gè)元素組合：(1)陽離子交換和碳酸鹽態(tài)：Ca、Mg、Sr、Rb、；(2)錳相態(tài)：Mn、Ni、Ba、Co、Cu、Zn、Sr、Ti、REE、Be、Ga、Cd、 U;(3)非品質(zhì)鐵相態(tài)：Fe、Mo、Al、Pb、Bi、Th、Rb、Be、U；(4)結(jié)晶質(zhì)鐵相態(tài)：Fe、Al、Hf、W、(5)硅酸鹽殘?jiān)鼞B(tài)：Al、Mg、Rb、Cs;本區(qū)富鈷結(jié)殼為典型水成成因,結(jié)殼中的元素組成依次受控于錳相礦物、鐵相礦物的成礦吸附作用以及生源碎屑、陸源碎屑等物質(zhì)的混入等作用。結(jié)殼MKD30和CM2D08的平均生長速率分別為2.55 mm/Ma和1.87 mm/Ma，初始生長年齡分別為19.26Ma和7.29Ma。其中,前者在8.05-11.3Ma期間可能存在約3Ma的生長間斷。結(jié)殼MKD30的Al/(Fe+Mn)、Co/(Ni+Cu)和Fe/Mn微區(qū)記錄能分別較好地反映亞洲季風(fēng)氣候演變、海水氧化性演變和冰室期-變暖期的古氣候演變及其相互之間的聯(lián)系。
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P736

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本文編號：2741103