西太平洋海山富钴结壳中富锰矿物的组分及结构研究
发布时间：2021-11-28 04:08
西太平洋海山区是全球富钴结壳最富集的区域之一。本次研究选取西太平洋麦哲伦海山区的具有多层结构的富钴结壳,对富钴结壳中主要锰矿物的富集带—较致密层（亮煤状）取样,运用显微镜观察、XRD衍射、红外光谱、差热—热重及电子探针分析技术对锰矿物样品的显微构造特点、晶体结构特点和化学成分特点进行研究,并通过锰矿物的这些特点对其化学式和命名进行了探讨;同时探讨了研究区富钴结壳形成的古海洋环境。取得如下认识:1.富钴结壳的主要锰矿物的成分是含水的MnO2,含有大量其它元素（Fe、Ca、Na、Mg等）,分子式可写作MnO2·XH2O（含Fe、Ca、Na、Mg等元素）。由于它与水羟锰矿Mn（OH）4完全不同,结构及热稳定性与δ-MnO2相近;同时它与铁的氢氧化物密切共生,引起锰矿物的特征衍射峰值偏大,XRD的特征衍射峰值为0.240.245nm,0.140.143nm;建议将其命名为海相δ-MnO2。2.海相δ-MnO2具有层状结构,可能还存在一定的孔道...
【文章来源】：中国地质大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
调查区区域构造简图（转引自田川2006硕士论文）
图 3-1 富钴结壳 MID06-8文所选结壳 MID06-8 为具典型多层构造的富钴结壳样品，取自西太平洋麦深 1626m，整个样品为结核状结壳，直径 7.5cm，厚 4cm。上部表面粗糙纹，颜色黑褐色；底部不规则瘤状机构，粒径 1.5~1cm，条痕为深黑色。心为一长条形岩石碎屑，围绕核心由内向外依次为 4 层：Ⅰ致密层，亮黑，硬度较大，组成纯净，沉积物杂质少；Ⅱ疏松层，呈灰黑－黄褐色，裂硬度小，含大量土黄色和褐黄色的沉积物杂质；Ⅲ较致密层，亮黑色，质地浪形环带，硬度较大，组成较纯净，杂质较少；Ⅳ疏松层，由于结壳的底状机构，最外部壳层Ⅳ不完全对称，结壳底部的第Ⅳ含有大量土黄色和褐杂质。样品的 4 个壳层中，较致密层厚度最大，致密层最薄，两层的组成物颗粒呈亮煤状。（见图 3-2）
图 3-2 锰矿物样品的取样位置（MID06-8 的纵切面）本文锰矿物样品取自富钴结壳的较致密层（亮煤状），具有同心环带沉淀丽（铁锰结核中锰矿物的相变研究）在研究结核时发现：不论是裸露型、埋藏藏型，均具有波浪形环带、同心环带和不规则环带等初始沉淀结构，其主要矿原生含铁水羟锰矿，原生含铁水羟锰矿含 Fe2O3为(11% ~24%)。3.2 富锰矿物的红外光谱及热分析特征根据镜下观察和电子探针分析结果，选结晶较好的 0.2mm 大小的样品，射仪进行分析，X 射线衍射图表明：样品仍为集合体。结合前期研究，初步分锰的含水氧化物集合体。与羟锰矿、钡镁锰矿、钠水锰矿的衍射图对比时，表者均有一定的相似性，而与水羟锰矿[Mn(OH)4]（卡号是 15－0604）衍射图存异。因为羟锰矿的化学式为 Mn(OH)2，而钡镁锰矿的化学式为（Ca,Na,K,M
【参考文献】：
期刊论文
[1]水热法合成δ-MnO2及其对重金属Pb2+的吸附作用[J]. 朱丽珺,张金池,宰德欣,柴家觉,王忺. 安全与环境学报. 2007(04)
[2]初论发现于西太平洋富钴结壳的羟锰矿[J]. 赵磊,田川,杨华,王丽娟,方念乔. 现代地质. 2007(02)
[3]二氧化锰晶型转变研究[J]. 郭学益,刘海涵,李栋,田庆华,徐刚. 矿冶工程. 2007(01)
[4]大洋多金属结核中几种常见锰矿相的特征及其相关性[J]. 钱江初,初凤友,冯旭文. 矿物学报. 2006(02)
[5]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)
[6]广西下雷锰矿床中锰钾矿的矿物学特征[J]. 赵东军,鲁安怀,王丽娟,郑喜坤,刘瑞,郭延军. 北京大学学报(自然科学版). 2005(06)
[7]δ-MnO2的制备与性能[J]. 张启卫,钟建生,黄行康,黄河宁,杨勇. 应用化学. 2005(08)
[8]碱性介质中水钠锰矿的生成途径[J]. 冯雄汉,谭文峰,刘凡,黄巧云,刘祥文. 中国科学（D辑:地球科学）. 2005(04)
[9]富钴结壳中的磷酸盐岩及其古环境指示意义[J]. 武光海,周怀阳,凌洪飞,张文兰. 矿物学报. 2005(01)
[10]二氧化锰及相关锰氧化物的晶体结构、制备及放电性能（2）[J]. 夏熙. 电池. 2005(01)
博士论文
[1]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
硕士论文
[1]西太平洋海山富钴结壳特点及物质来源研究[D]. 田川.中国地质大学（北京） 2006
本文编号：3523673
【文章来源】：中国地质大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
调查区区域构造简图（转引自田川2006硕士论文）
图 3-1 富钴结壳 MID06-8文所选结壳 MID06-8 为具典型多层构造的富钴结壳样品，取自西太平洋麦深 1626m，整个样品为结核状结壳，直径 7.5cm，厚 4cm。上部表面粗糙纹，颜色黑褐色；底部不规则瘤状机构，粒径 1.5~1cm，条痕为深黑色。心为一长条形岩石碎屑，围绕核心由内向外依次为 4 层：Ⅰ致密层，亮黑，硬度较大，组成纯净，沉积物杂质少；Ⅱ疏松层，呈灰黑－黄褐色，裂硬度小，含大量土黄色和褐黄色的沉积物杂质；Ⅲ较致密层，亮黑色，质地浪形环带，硬度较大，组成较纯净，杂质较少；Ⅳ疏松层，由于结壳的底状机构，最外部壳层Ⅳ不完全对称，结壳底部的第Ⅳ含有大量土黄色和褐杂质。样品的 4 个壳层中，较致密层厚度最大，致密层最薄，两层的组成物颗粒呈亮煤状。（见图 3-2）
图 3-2 锰矿物样品的取样位置（MID06-8 的纵切面）本文锰矿物样品取自富钴结壳的较致密层（亮煤状），具有同心环带沉淀丽（铁锰结核中锰矿物的相变研究）在研究结核时发现：不论是裸露型、埋藏藏型，均具有波浪形环带、同心环带和不规则环带等初始沉淀结构，其主要矿原生含铁水羟锰矿，原生含铁水羟锰矿含 Fe2O3为(11% ~24%)。3.2 富锰矿物的红外光谱及热分析特征根据镜下观察和电子探针分析结果，选结晶较好的 0.2mm 大小的样品，射仪进行分析，X 射线衍射图表明：样品仍为集合体。结合前期研究，初步分锰的含水氧化物集合体。与羟锰矿、钡镁锰矿、钠水锰矿的衍射图对比时，表者均有一定的相似性，而与水羟锰矿[Mn(OH)4]（卡号是 15－0604）衍射图存异。因为羟锰矿的化学式为 Mn(OH)2，而钡镁锰矿的化学式为（Ca,Na,K,M
【参考文献】：
期刊论文
[1]水热法合成δ-MnO2及其对重金属Pb2+的吸附作用[J]. 朱丽珺,张金池,宰德欣,柴家觉,王忺. 安全与环境学报. 2007(04)
[2]初论发现于西太平洋富钴结壳的羟锰矿[J]. 赵磊,田川,杨华,王丽娟,方念乔. 现代地质. 2007(02)
[3]二氧化锰晶型转变研究[J]. 郭学益,刘海涵,李栋,田庆华,徐刚. 矿冶工程. 2007(01)
[4]大洋多金属结核中几种常见锰矿相的特征及其相关性[J]. 钱江初,初凤友,冯旭文. 矿物学报. 2006(02)
[5]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)
[6]广西下雷锰矿床中锰钾矿的矿物学特征[J]. 赵东军,鲁安怀,王丽娟,郑喜坤,刘瑞,郭延军. 北京大学学报(自然科学版). 2005(06)
[7]δ-MnO2的制备与性能[J]. 张启卫,钟建生,黄行康,黄河宁,杨勇. 应用化学. 2005(08)
[8]碱性介质中水钠锰矿的生成途径[J]. 冯雄汉,谭文峰,刘凡,黄巧云,刘祥文. 中国科学（D辑:地球科学）. 2005(04)
[9]富钴结壳中的磷酸盐岩及其古环境指示意义[J]. 武光海,周怀阳,凌洪飞,张文兰. 矿物学报. 2005(01)
[10]二氧化锰及相关锰氧化物的晶体结构、制备及放电性能（2）[J]. 夏熙. 电池. 2005(01)
博士论文
[1]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
硕士论文
[1]西太平洋海山富钴结壳特点及物质来源研究[D]. 田川.中国地质大学（北京） 2006
本文编号：3523673
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