本文選題：富鈷結(jié)殼 + 礦物��； 參考：《中國地質(zhì)大學(北京)》2014年碩士論文

【摘要】：富鈷結(jié)殼富含錳、鈷、鉑、銅、鎳、稀土元素,對富鈷結(jié)殼進行研究,具有極高的經(jīng)濟意義。把源于西太平洋海山區(qū)麥哲倫海山的一塊富鈷結(jié)殼樣品(M38D-14)作為本文研究對象,運用了電子探針、X射線單晶衍射技術(shù)、透射電子顯微鏡、X射線熒光掃描儀、穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀等測試手段,對其進行了微觀構(gòu)造、礦物學、地球化學、物質(zhì)來源、年代學以及成因的研究。富鈷結(jié)殼M38D-14殼層至新,依次發(fā)育斑塊狀構(gòu)造、柱狀構(gòu)造和不規(guī)則波狀紋層構(gòu)造,其中新殼層有大量的陸源碎屑礦物,判斷在其生長過程中,經(jīng)歷了底流活動強度逐漸減弱,沉積碎屑由少變多,氧化環(huán)境由強變?nèi)醯沫h(huán)境。通過富鉆結(jié)殼(M38D-14)礦物成分的x射線單晶衍射分析,將其礦物組成可分為三個相：錳礦物相主要是鋇鎂錳礦和水鈉錳礦；無定型鐵的氫氧化物相有針鐵礦；碎屑組分相有方解石、石英、沸石、利蛇紋石、蒙脫石。根據(jù)透射電子顯微鏡分析,富鈷結(jié)殼(M38D-14)可見納米級的纖維狀、片狀的鋇鎂錳礦和卷曲葉片狀的水鈉錳礦。其中,鋇鎂錳礦的X射線衍射圖像為多晶環(huán),化學成分以含Mn、Fe為主,少量的K、Ca、Ti、Co、Si、Al,這是在自然條件下鋁硅酸鹽礦物經(jīng)常與錳礦物共生的結(jié)果；其一維晶格像中可見(111)、(010)晶格條紋平直且規(guī)則分布,說明其結(jié)構(gòu)單元層中的[MnO6]八面體沒有發(fā)生畸變且理想規(guī)則生長,但其(102)晶格條紋彎曲,說明陽離子類質(zhì)同像替代引起的[Mn06]八面體體積的變化而形成彎曲的單元層。另外,其水鈉錳礦可見(200)晶面出現(xiàn)刃型位錯,這可能是應力作用引起的。利用電子探針對富鈷結(jié)殼(M38D-14)的元素地球化學分析,結(jié)果表明：樣品以Mn、Fe為主,其波狀紋層構(gòu)造的殼層含Si、Al為主,但Mn、Fe含量極低；其微量元素具有K、 P、Ti虧損,Ba、Th、Ce高度富集的特征。通過對其主、微量元素的相關(guān)性和聚類分析,其所含元素分為三組,水成組有Mn、Hf、Ba、Mo、S、Ca、Co、Ti、Nb、K、Y、Sr、 Zr、V、Fe,陸源組有Si、Al,生源組有Ni、Cu、P、Zn。根據(jù)Co地層學法、Co/(Fe+Mn)和Co/(Ni+Cu)變化曲線與太平洋底棲有孔蟲δ18O曲線對比法分析,可知富鈷結(jié)殼(M38D-14)形成始于晚漸新世(29.29Ma),經(jīng)歷了3個地質(zhì)事件,即德雷克水道張開(26Ma)、南極大陸東南極冰蓋發(fā)育(14Ma)和北半球冰蓋形成(2Ma)；其成礦時海水的氧化程度顯著增大。將富鈷結(jié)殼(M38D-14)的Al/(Fe+Mn)值作為風塵記錄的指標,發(fā)現(xiàn)在22Ma±、8Ma、3Ma時,樣品生長經(jīng)歷了東北信風增強、亞洲季風增強和東亞冬夏季風加強3個氣候事件,季風加強且內(nèi)陸輸送到太平洋的粉塵增多,這與樣品中由老到新的沉積碎屑由少變多是一致的。根據(jù)Fe-Mn-[(Cu+Ni)×10]、Fe-Mn-[(Cu+Co+Ni)×10]圖解和Mn/Fe值,判斷富鈷結(jié)殼(M38D-14)為水成成因。
[Abstract]:Cobalt-rich crusts are rich in manganese, cobalt, platinum, copper, nickel and rare earth elements. A sample of cobalt-rich crusts (M38D-14) from the Magellan seamounts in the western Pacific seamounts was used in this paper. The electron probe X-ray single crystal diffraction technique and the transmission electron microscope (TEM) X-ray fluorescence scanner were used. The microstructures, mineralogy, geochemistry, material source, chronology and genesis were studied by means of stable isotope mass spectrometer. The crust of cobalt-rich crusts M38D-14 developed in turn into plaques, columnar structures and irregular wavy laminae. Among them, the new crust contains a large number of continental clastic minerals. It is judged that the activity intensity of the underflow gradually weakened during the growth process of M38D-14 crust. Detritus from less to more, oxidation environment from strong to weak environment. By means of X-ray single crystal diffraction analysis of the mineral composition of M38D-14), the mineral composition can be divided into three phases: barium magnesium manganese and sodium manganite; amorphous hydroxides with goethite; clastic components with calcite. Quartz, zeolite, serpentine, montmorillonite. According to the analysis of transmission electron microscope, the cobalt-rich crusts (M38D-14) can be seen in nanoscale fibrous, flake barium manganese and curly vane manganite. Among them, the X-ray diffraction pattern of barium magnesium manganese ore is polycrystalline ring. The chemical composition of barium magnesium manganese ore is mainly Mn-containing Fe and a small amount of K _ (+) CaTiTiCoSi-Si-Al, which is the result of aluminosilicate minerals often symbiosis with manganese ore under natural conditions. In the one-dimensional lattice image, the lattice stripes are flat and regular, indicating that the [MnO6] octahedron in the structural unit layer has no distortion and ideal regular growth, but its lattice stripe is curved. It is shown that the change of volume of [Mn06] octahedron caused by the substitution of cationic isomorphism forms a curved unit layer. In addition, the borderlike dislocation on the crystal surface of sodium manganese ore is probably caused by stress action. The elemental geochemical analysis of cobalt-rich crusts M38D-14) by electron probe shows that the samples are mainly Mn-Fe, and the corrugated crust consists mainly of Si-Al, but the content of Mn-Fe is very low, and the trace elements of M38D-14) have the characteristics of high enrichment of K, PNT-depleted Ba-Ba-ThCe. Through the correlation and cluster analysis of main and trace elements, the elements are divided into three groups. In the hydrogenic group, there are MnHfHfPZN, NbPZN, NiCuPZnZn, NiCuPZnZn, Si-Aland NiCuPZnZN in the Luyuan formation and NiCuPZn1, respectively. Based on the comparative analysis of Co / P Fe mn) and Co / Ni Cu curves with 未 18O curves of benthic foraminifera in the Pacific Ocean, it can be concluded that the formation of cobalt-rich crusts M38D-14) began in the late Oligocene and experienced three geological events. In other words, the Drake waterway is open to 26 Ma, the Antarctic East Antarctic ice sheet is 14 Maa) and the Northern Hemisphere ice sheet is formed, and the oxidation degree of sea water increases significantly during mineralization. Taking the Al / P Fe mn) value of cobalt-rich crusts M38D-14 as the index of wind and dust record, it is found that the growth of samples experienced three climatic events: northeast trade wind enhancement, Asian monsoon enhancement and East Asian winter and summer monsoon enhancement at 22 鹵8 Ma ~ 3 Ma. The monsoon intensifies and more dust is transported inland to the Pacific Ocean, which is consistent with the change from old to new detritus in the sample from less to more. Based on the diagram of Fe-Mn- [Cu Ni] 脳 10] Fe-Mn- [Cu Co Nix 脳 10] and the value of mn / Fe, it is found that M38D-14) is the cause of hydration.
【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P744;P736

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本文編號：2035410