东菲律宾海铁锰结壳（核）成因与古海洋环境响应
发布时间：2021-06-06 00:38
本文以东菲律宾海沉积物表层新型深水铁锰结壳、铁锰结核及结壳下伏沉积物为研究对象,通过对其显微结构构造、矿物组成、元素组分的分析、元素赋存状态的系统研究、铀系和10Be同位素年代学测试,结合结壳（核）成矿背景和控矿要素分析,研究和恢复了研究区深水铁锰结壳（核）的成因与古海洋环境响应。这一结果填补了深海沉积物表层新型深水铁锰结壳系统研究的空白,深化了对铁锰结壳（核）分布规律、成因和形成过程及其古海洋环境记录作用的认识,充实了海底金属成矿理论,为铁锰结壳（核）的勘探与开采提供了理论基础和支持,同时也为研究区晚中新世以来一直不甚明了的构造演化提供了新的研究载体和资料。通过研究,得出如下结论:（1）研究区铁锰结壳（核）的成矿背景主要受控于南极底流强弱及物源供给的变化;（2）证实铁锰结壳（核）主要为水成成因,同时其物质组成也受一定程度的火山和陆源物质的影响;结壳（核）自形成以来没有遭受到明显的磷酸盐化等成岩后期改造和元素再迁移,具有重要的古海洋学意义;（3）通过新型铁锰结壳及下伏沉积物元素赋存状态的研究,认为生物作用对研究区结壳的形成并没有很大的直接影响,其物质成分主要来自于结壳中铁锰氧化物（氢氧...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)山东省
【文章页数】：171 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
研究区地理位置图（方框圈闭的区域；修改于DSDP59航次报告）
[N：自然曲线；EG：乙二醇饱和曲线（60℃，12h）；T：加热曲线（550℃，2h）]图 2.3 F10-08-11 站表层沉积物样品 X 射线衍射图调查区伊利石相对含量最高，其变化范围为 13~70 %，多数在 40~60 %之间，由北西向南东逐渐递减。伊利石在调查区中、北部相对含量大于 40 %，而东部靠近帕里西维拉海沟周边及南部零星区块相对含量小于 30 %。蒙脱石的相对含量较伊利石稍低，平均为 35 %，其变化范围较大，为 10~80 %，含量多集中在 20~45 %之间。两者含量分布呈较明显的负相关关系。蒙脱石高值区主要分布在东部帕里西维拉海沟附近和南部零星区域，低值区主要分布在调查区北、中部区域。高岭石和绿泥石的相对含量值都很低，其分布规律不明显，大致呈斑块状分布，二者之间含量分布的相关性也较差。调查区内高岭石相对含量变化范围在 2~14 %之间，平均相对含量 7 %。中部几个斑状区块高岭石含量值相对较高，东部含量值相对较低，大致呈由西向东递减的趋势；绿泥石相对含量变化范围在 3~19 %之间，平均相对含量
F09-01-02 孔F09-01-02 孔属粘土型。沉积物的各粒度参数分布如图 2.5 所示。由平均粒径的垂向分布来看，表层沉积物偏粗，并有铁锰结核发育，其平均粒径为 7.8 Ф。表层向下至 6 cm处，沉积物迅速变细，平均粒径值增至 8.2 Ф。6~42 cm，沉积物平均粒径值稳定地分布在 8.2 Ф 左右。42~294 cm 段沉积物平均粒径主要分布在 8.1~8.3 Ф 之间，虽有波动，但总体比较稳定；其间，于 76~78 cm 出现异常，平均粒径相应出现极小值 7.9 Ф，粉砂含量为 56.2 %。294~322 cm，该段沉积物粒径有较明显的向下变粗趋势，粒径值由 8.2 Ф降至最小的 7.8 Ф，最终稳定在 8.0 Ф 左右。322 cm 向下的沉积物粒径主要分布在 8.1 Ф左右，有少许波动。总体而言，中值粒径（8.4~7.7 Ф）的垂向分布趋势与平均粒径相似；偏态（-0.23~0.10）、峰态（0.73~0.91）和分选系数值（1.25~1.77）在垂向上波动不大，相较于粒径分布而言比较稳定。该站位沉积物组成主要以粘土为主（43.4~61.3 %），粉砂次之（38.7~56.6 %），砂的含量很少（<0.3 %），不含砾石，且垂向分布比较稳定。
【参考文献】：
期刊论文
[1]东菲律宾海表层沉积物中元素的赋存状态[J]. 徐兆凯,李安春,徐方建,孟庆勇,李传顺,刘建国. 海洋地质与第四纪地质. 2007(02)
[2]东菲律宾海深水铁锰结壳发育站位沉积物的粒度及黏土矿物学特征[J]. 徐兆凯,李安春,蒋富清,刘建国. 海洋学报(中文版). 2007(02)
[3]东菲律宾海深水区新型铁锰结壳的特征和成因[J]. 徐兆凯,李安春,蒋富清,孟庆勇,刘建国. 海洋地质与第四纪地质. 2006(04)
[4]大洋富钴结壳成因机制的探讨——水成因证据[J]. 栾锡武. 海洋学研究. 2006(02)
[5]大洋铁锰结壳成矿环境研究进展[J]. 徐兆凯,李安春,蒋富清. 海洋科学集刊. 2006(00)
[6]东菲律宾海新型富铁锰结壳的古海洋环境记录[J]. 徐兆凯,李安春,蒋富清,李铁刚. 地球科学. 2006(03)
[7]大洋锰结核(壳)中南极底流活动的矿物学与地球化学记录[J]. 韩杰,叶瑛,张维睿. 矿物岩石地球化学通报. 2006(02)
[8]西太平洋暖池近3万年来的沉积序列及其环境特征—WP92-3柱样的REE记录[J]. 颜文,陈木宏,李春娣,汤贤赞,陈忠,郑范. 矿物学报. 2006(01)
[9]南海北部上部水体4Ma以来的古海洋学演化[J]. 黄宝琦,翦知湣,汪品先. 中国科学（D辑:地球科学）. 2005(10)
[10]西太平洋麦哲伦海山铁锰结壳生物地层、生长年代及沉积环境[J]. 程振波,石学法,苏新,陈志华,吴永华,李小艳,鞠小华,杨永亮,石丰登. 海洋科学进展. 2005(04)
博士论文
[1]西太平洋富钴结壳成矿系统[D]. 任向文.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2005
[2]磷酸盐化对中太平洋海山富钴结壳物质组分的影响[D]. 王吉中.中国地质大学（北京） 2005
[3]太平洋富钴结壳的生长与元素富集机理[D]. 蔡毅华.厦门大学 2002
硕士论文
[1]帕里西维拉海盆西北部海域粘土矿物分布特征研究[D]. 靳宁.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2006
[2]东菲律宾海沉积物的磁性特征研究[D]. 孟庆勇.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2006
[3]多金属结核和结壳的相态分析研究及其应用[D]. 邓大伟.吉林大学 2004
本文编号：3213230
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)山东省
【文章页数】：171 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
研究区地理位置图（方框圈闭的区域；修改于DSDP59航次报告）
[N：自然曲线；EG：乙二醇饱和曲线（60℃，12h）；T：加热曲线（550℃，2h）]图 2.3 F10-08-11 站表层沉积物样品 X 射线衍射图调查区伊利石相对含量最高，其变化范围为 13~70 %，多数在 40~60 %之间，由北西向南东逐渐递减。伊利石在调查区中、北部相对含量大于 40 %，而东部靠近帕里西维拉海沟周边及南部零星区块相对含量小于 30 %。蒙脱石的相对含量较伊利石稍低，平均为 35 %，其变化范围较大，为 10~80 %，含量多集中在 20~45 %之间。两者含量分布呈较明显的负相关关系。蒙脱石高值区主要分布在东部帕里西维拉海沟附近和南部零星区域，低值区主要分布在调查区北、中部区域。高岭石和绿泥石的相对含量值都很低，其分布规律不明显，大致呈斑块状分布，二者之间含量分布的相关性也较差。调查区内高岭石相对含量变化范围在 2~14 %之间，平均相对含量 7 %。中部几个斑状区块高岭石含量值相对较高，东部含量值相对较低，大致呈由西向东递减的趋势；绿泥石相对含量变化范围在 3~19 %之间，平均相对含量
F09-01-02 孔F09-01-02 孔属粘土型。沉积物的各粒度参数分布如图 2.5 所示。由平均粒径的垂向分布来看，表层沉积物偏粗，并有铁锰结核发育，其平均粒径为 7.8 Ф。表层向下至 6 cm处，沉积物迅速变细，平均粒径值增至 8.2 Ф。6~42 cm，沉积物平均粒径值稳定地分布在 8.2 Ф 左右。42~294 cm 段沉积物平均粒径主要分布在 8.1~8.3 Ф 之间，虽有波动，但总体比较稳定；其间，于 76~78 cm 出现异常，平均粒径相应出现极小值 7.9 Ф，粉砂含量为 56.2 %。294~322 cm，该段沉积物粒径有较明显的向下变粗趋势，粒径值由 8.2 Ф降至最小的 7.8 Ф，最终稳定在 8.0 Ф 左右。322 cm 向下的沉积物粒径主要分布在 8.1 Ф左右，有少许波动。总体而言，中值粒径（8.4~7.7 Ф）的垂向分布趋势与平均粒径相似；偏态（-0.23~0.10）、峰态（0.73~0.91）和分选系数值（1.25~1.77）在垂向上波动不大，相较于粒径分布而言比较稳定。该站位沉积物组成主要以粘土为主（43.4~61.3 %），粉砂次之（38.7~56.6 %），砂的含量很少（<0.3 %），不含砾石，且垂向分布比较稳定。
【参考文献】：
期刊论文
[1]东菲律宾海表层沉积物中元素的赋存状态[J]. 徐兆凯,李安春,徐方建,孟庆勇,李传顺,刘建国. 海洋地质与第四纪地质. 2007(02)
[2]东菲律宾海深水铁锰结壳发育站位沉积物的粒度及黏土矿物学特征[J]. 徐兆凯,李安春,蒋富清,刘建国. 海洋学报(中文版). 2007(02)
[3]东菲律宾海深水区新型铁锰结壳的特征和成因[J]. 徐兆凯,李安春,蒋富清,孟庆勇,刘建国. 海洋地质与第四纪地质. 2006(04)
[4]大洋富钴结壳成因机制的探讨——水成因证据[J]. 栾锡武. 海洋学研究. 2006(02)
[5]大洋铁锰结壳成矿环境研究进展[J]. 徐兆凯,李安春,蒋富清. 海洋科学集刊. 2006(00)
[6]东菲律宾海新型富铁锰结壳的古海洋环境记录[J]. 徐兆凯,李安春,蒋富清,李铁刚. 地球科学. 2006(03)
[7]大洋锰结核(壳)中南极底流活动的矿物学与地球化学记录[J]. 韩杰,叶瑛,张维睿. 矿物岩石地球化学通报. 2006(02)
[8]西太平洋暖池近3万年来的沉积序列及其环境特征—WP92-3柱样的REE记录[J]. 颜文,陈木宏,李春娣,汤贤赞,陈忠,郑范. 矿物学报. 2006(01)
[9]南海北部上部水体4Ma以来的古海洋学演化[J]. 黄宝琦,翦知湣,汪品先. 中国科学（D辑:地球科学）. 2005(10)
[10]西太平洋麦哲伦海山铁锰结壳生物地层、生长年代及沉积环境[J]. 程振波,石学法,苏新,陈志华,吴永华,李小艳,鞠小华,杨永亮,石丰登. 海洋科学进展. 2005(04)
博士论文
[1]西太平洋富钴结壳成矿系统[D]. 任向文.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2005
[2]磷酸盐化对中太平洋海山富钴结壳物质组分的影响[D]. 王吉中.中国地质大学（北京） 2005
[3]太平洋富钴结壳的生长与元素富集机理[D]. 蔡毅华.厦门大学 2002
硕士论文
[1]帕里西维拉海盆西北部海域粘土矿物分布特征研究[D]. 靳宁.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2006
[2]东菲律宾海沉积物的磁性特征研究[D]. 孟庆勇.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2006
[3]多金属结核和结壳的相态分析研究及其应用[D]. 邓大伟.吉林大学 2004
本文编号：3213230
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