【摘要】：本文利用DY105-11航次采集的玄武巖及富鈷結殼樣品，在對CNW海山的玄武巖以及上覆的富鈷結殼進行顯微鏡觀察基礎上，進行了主量元素、ICP-MS、電子探針、X-ray衍射的測試分析，對不同程度蝕變的玄武巖和富鈷結殼的元素地球化學特征、輝石等單礦物成分進行研究，并且探討了玄武巖與富鈷結殼兩者之間的關系。獲得認識如下： 根據(jù)玄武巖主量元素測試數(shù)據(jù)分析：玄武巖為堿玄巖，屬于堿性系列，該區(qū)SiO2變化規(guī)模為43.14～43.56wt%之間，平均值為43.38wt%。P2O5的含量在1.9wt%左右，說明磷酸鹽化作用在玄武巖中的影響比較小。微量元素與板內洋島玄武巖（OIB）的微量元素分布特征是相同的，都是大離子親石元素(LILE)和不相容高場強元素（HFSE）含量較高；稀土分布曲線是右傾型，LREE/HREE比值變化是在8.93~9.04之間；輕稀土LREE比重稀土富集。輕重稀土的分餾程度很強，說明局部地幔源區(qū)幾乎不發(fā)生熔融。根據(jù)TiO2-MnO-P2O5圖解，CNW海山的玄武巖是洋島玄武巖。 根據(jù)“隨機R T F巖漿房”理論可判定，CNW海山玄武巖多是發(fā)生了隨機RTF演化過程的原始堿性玄武巖漿的產物。 依據(jù)樣本微量元素的不相容元素比值的范疇發(fā)現(xiàn)，該區(qū)玄武巖的巖漿主要涉及富集地幔EM型和高U/Pb比值地幔(HIMU)型。海山或許是EM和HIMU在上升過程中匯合凝聚為小型的地幔柱從而沖出地表形成的�？梢酝茢郈NW海山在形成過程中受到熱點作用的影響。 通過電子探針數(shù)據(jù)分析表明，玄武巖的造巖礦物中斜長石主要是拉長石，而輝石主要是普通輝石和透輝石；輝石多蝕變?yōu)槊擅撌g變過程中Ca、Mn、Cu帶出降低，F(xiàn)e含量帶入增高。 CNW海山玄武巖樣品中有兩種類型的氣孔，一種是邊緣被Si、Fe、K、Mg、Al等元素充填,內部被碳酸鹽充填，稱為S+C型，另一種C型是指含大量碳酸鹽的氣，C型氣孔主要是方解石結晶，可能沉積的是海水中的物質。而S+C型氣孔充填物成分與玄武巖的重要元素種類相近，且CNW海山玄武巖中的的K、Fe、Mg等部分元素遷出，可以說明玄武巖溶蝕后遷出的元素可能充填進入到了S+C型氣孔中。S+C型氣孔中的Si、Al、Fe、Mg、K的含量都高于結殼，以及從SiO2與MgO、K2O之間的關系曲線可以得出： S+C型氣孔充填物可能給富鈷結殼提供了物質來源，即富鈷結殼中的元素有一部分是玄武巖供給的。 通過對富鈷結殼進行X衍射特征的研究，結殼礦物組分包括羥錳礦，石英，鈣長石，磷灰石和方解石。羥錳礦的存在指示了富鈷結殼形成過程中主要為還原環(huán)境。 富鈷結殼主量元素中： FeO的含量為14.95~18.05%，磷含量較低，說明該區(qū)富鈷結殼主要為非磷酸鹽化殼型。玄武巖的微量元素原始地幔標準化蛛網圖分布規(guī)律十分相似；稀土元素含量高，∑REE為1299.65×10-6~1677.00×10-6， Eu具較明顯的負異常。具有輕稀土元素富集的特點，∑LREE/∑HREE值在6.71-7.45之間變化。REE與Fe和Mn的正相關關系比較明顯，這反映出本區(qū)是因為羥錳礦和鐵的氫氧化物兩者之間相互共同作用，從而富集了較高的稀土元素。 富鈷結殼中錳、鐵、鈷和鎳等重要金屬元素的比值Co/Mn=0.033-0.069，Ni/Mn=0.0180-0.036，Mn/Fe=0.596-1.243，都小于海水中相同元素之間的比值，說明了該區(qū)結殼中的成礦元素來源有一部分是海水的供給。 上述研究表明，玄武巖為洋島玄武巖，熱點的烘烤及海水的海解作用使玄武巖中錳、鐵、鈷和鎳等成礦元素從輝石等礦物中遷出，通過玄武巖中的氣孔等通道進入海水，部分鐵等成殼物質在氣孔壁沉淀，形成高鐵質環(huán)，造成蝕變玄武巖中鐵的局部富集，而其它元素主要進入海水，其中錳形成錳的氫氧化物，為負膠體；鐵、鈷、鎳等氫氧化物為正膠體。輝石、斜長石等蝕變?yōu)槊擅撌⒏邘X土等粘土礦物，帶有負電荷。蒙脫石等粘土礦物首先吸附帶有正電荷鐵、鈷、鎳等氫氧化物的正膠體，鐵、鈷、鎳等氫氧化物正膠體再吸附帶有錳的氫氧化物的負膠體，并不斷地生長，形成鐵錳含量韻律性變化的結殼。
【圖文】：

造層數(shù)不相同，在物質組成和構造上就有差異性。富鈷結殼的生長構造有柱狀、疊層構造、指紋狀構以及樹枝狀構造等多種構造類型（夏寧，2001），通過生造可以推測結殼的生長方式與生長環(huán)境，對研究結殼富集沉積的生長模式起到鍵作用。礫狀結殼被稱為沒有“根”的結殼，特點是并不依托于下伏玄武巖之上是以巖石碎塊或碎塊狀物體的表面為核心進一步生長成殼體，粒徑大于 10 cm。層狀構造，多為單層或雙層構造。鈷結核的形成與礫狀結殼一致，結殼大小小 cm，可以稱為鈷結核。根據(jù)粒徑大小，進一步劃分，把粒徑大于等于 6cm 的稱型鈷結核；粒徑在 3~6cm 是中鈷結核；小于 3cm 粒徑的稱為小鈷結核。從地理上，結殼主要分布在低緯度地域, 南北緯 5°到 15°之間。在地形分布知海山、海脊與海臺頂部或斜坡之上為結殼的密集部位（圖 1.1），水深 400～40最低含氧層和碳酸鹽補償深度間）均有不同程度發(fā)現(xiàn)，在水深 800～2500m 為主間(Hein,2002；杜靈通，2003)。

圖 2.1 CNW 海山地形三維立體圖 地質構造特征 區(qū)域地質構造背景CN 海山處于夏威夷—天皇海山鏈之西，，和中太平洋海山南斷裂帶北部地區(qū)，地置座落在中太平洋海�。椎�-帕西菲克）的西北部邊緣（其大體走向為近 EW 2.2）。調查海山處于庫拉板塊、法拉榮板塊和太平洋板塊連接部位的庫拉板塊該海域的大洋基底形成 1.3 億年前（M、L、KRASNly，1974；朱成文，1994）約 1.1 億年前，菲尼克斯太平洋海嶺位于現(xiàn)今的新坎頓海溝處，法拉榮太平洋海于現(xiàn)在的萊恩群島的位置（R.Livermore 等，2001）。此后，菲尼克斯太平洋海概遷移到了馬尼�；Ｅ_的位置上（圖 2.3(a)），其后三聯(lián)點進一步向南遷移。，與海嶺遷移的同時，在菲尼克斯磁條帶與夏威夷磁條帶相夾部位發(fā)生了大規(guī)
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P588.145;P744

【參考文獻】

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1 趙建如;初鳳友;楊克紅;雷吉江;金路;;中太平洋C海山富鈷結殼鐵錳礦物的組成、成分特征及其成因意義[J];海洋學研究;2009年01期

2 何高文,梁東紅,宋成兵,吳水根,周建平,張學華;淺地層剖面測量和海底攝像聯(lián)合應用確定平頂海山富鈷結殼分布界線[J];地球科學;2005年04期

3 潘家華,劉淑琴,Eric DeCarlo;大洋磷酸鹽化作用對富鈷結殼元素富集的影響[J];地球學報;2002年05期

4 白志民,王英濱,姜波,劉旭,常有軍,文智慧,龐寧;太平洋富鈷結殼中稀土元素的賦存狀態(tài)[J];地學前緣;2004年02期

5 崔迎春;石學法;劉季花;任向文;;磷酸鹽化作用對富鈷結殼元素相關性的影響[J];地質科技情報;2008年03期

6 楊克紅,章偉艷,胡光道,初鳳友,張富元;分形理論在富鈷結殼資源量評價方面的應用研究[J];地質與勘探;2004年06期

7 王少懷;地幔柱假說及地質意義[J];地質找礦論叢;2005年S1期

8 漆亮,胡靜,許東禹;激光熔蝕-等離子體質譜法測定錳結殼中的稀土及微量元素[J];分析試驗室;2000年04期

9 杜靈通,呂新彪;大洋多金屬結核研究概況[J];地質與資源;2003年03期

10 武光海,周懷陽,陳漢林;大洋富鈷結殼研究現(xiàn)狀與進展[J];高校地質學報;2001年04期

本文編號：2525054