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《稀土元素在水成型海洋铁锰结壳中的富集特征及机制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、中国科学:地球科学2011年第41卷第2期:197~204《中国科学》杂志社www.scichina.comearth.scichina.comSCIENCECHINAPRESS论文稀土元素在水成型海洋铁锰结壳中的富集特征及机制①②*①②③④⑤姜学钧,林学辉,姚德,郭卫东①国土资源部海洋油气资源与海洋环境重点实验室,青岛266071;②青岛海洋地质研究所,青岛266071;③山东理工大学资源与环境学院,淄博255049;④中国科学院海洋研究所,青岛266071;⑤厦门大学海洋系,厦门361005
2、*E-mail:jiangxj_qimg@yahoo.com.cn收稿日期:2009-07-22;接受日期:2010-06-05国家自然科学基金(批准号:40076015)和中国大洋协会项目资助摘要借助相分析中的偏提取方法对取自东太平洋莱恩群岛水下海山上的水成型铁锰结关键词壳进行了选择性提取实验.结果显示,稀土元素在结壳中的富集归因于其中的矿物或氧化稀土元素水成型铁锰结壳物而受环境影响较小,主要富集于无定形铁的氧化物/氢氧化物相中而只有少量存在于选择性提取实验δ-MnO2中,显示出无定形铁的氧化
3、物/氢氧化物比δ-MnO2对稀土元素具有更强的络合能力.地球化学虽然稀土元素在海水中主要是以碳酸盐络合物的形式存在,但是无定形铁的氧化物/氢氧化吸附机制物则主要与海水中的自由稀土元素离子络合,而δ-MnO2则直接吸附稀土元素的碳酸盐络合3+物.铁锰结壳中的Ce正异常是由于结壳生长处底层流中活跃的可溶性氧把可溶性的Ce氧4+化成不溶性的Ce并且主要被无定形铁的氧化物/氢氧化物络合,而不是由δ-MnO2将可溶3+4+性的Ce氧化成不溶性的Ce而发生沉淀从而导致的Ce正异常.[9,10]水成型铁锰结壳
4、生长在海底岩石或沉积物的表吸附到铁锰氧化物上并且铁氧化物和锰氧化物对[9~11]面并且直接暴露在海水中,是海水中的Fe,Mn等元于稀土元素具有相似的吸附能力,此外,铁的氧[12]素沉淀而成,主要是由δ-MnO2和无定形铁的氧化物/化物/氢氧化物可以导致Ce正异常.然而上述关于轻氧化物构成,含有丰富的Fe,Co以及稀土元素稀土元素在铁锰结壳中的富集机制很多都是通过观[1~4](REE)并具低的Mn/Fe值(一般小于2.5)且贫Cu,察稀土元素和结壳中的铁、锰元素的相关性得出[2][5~8]Ni和Z
5、n.稀土元素在海洋沉积物和铁锰氧化物中的,而相关性有时并不能真实的反映元素的地球的富集在很大程度上受控于铁锰氧化物的清除作化学行为.此外,实验要么是利用自由稀土元素离子[5~8][9]用.铁锰氧化物对稀土元素的吸附实验则显示轻,要么就是把溶液的pH值取在一个固定的、较窄[11,12]稀土元素(LREE)相对于重稀土元素(HREE)更倾向于的范围内,并且往往都是酸性介质,这与自然的英文引用格式:JiangXJ,LinXH,YaoD,etal.Enrichmentmechanismsofrareea
6、rthelementsinmarinehydrogenicferromanganesecrusts.SciChinaEarthSci,2010,doi:10.1007/s11430-010-4070-4姜学钧等:稀土元素在水成型海洋铁锰结壳中的富集特征及机制海水之间都有着显著的不同,因此实验结果能否真(HAc)溶液40mL,盖紧,置于机械震荡器上振摇20实反映稀土元素在天然海水中的地球化学行为仍然min,放入离心机中离心10min,倾滗出上层清液到难以确定.本文将利用化学上的相分析手段—选一只1
7、00mL的烧杯中.残渣用10mL蒸馏水洗涤,择性提取实验来研究稀土元素在水成型铁锰结壳中倾出清液合并到100mL的烧杯中,残渣留作下一步的富集特征和成因机制以及Ce异常的环境指示意义.提取用.(2)氧化锰及其结合的金属的提取(L2).向步骤1材料和方法l的残渣中加入40mL0.1mol/LNH2OH·HCl(盐酸羟胺)-0.01mol/LHNO3(硝酸)(溶解6.950g盐酸羟胺于1.1材料水中,加入10mL1mol/LHNO3,加水至900mL,用在本文中利用的样品为广州海洋地质调查局“海1m
8、ol/LHNO3调节pH=2后,用水稀释定容至1000洋四号”科学考察船在2002年执行“DY-10”航次时在mL),室温下于振荡器上振摇30min,离心10min,莱恩群岛附近两座海山上通过拖网取得的四个站位倾滗出上层清液至一只100mL烧杯内.残渣用10的水成型结壳,分别为MP3D16,MP2D20,MP2D02mL0.01mol/LHNO3洗涤,置振荡器上振摇3min,和MP3D03(表1).用水下摄像可以清晰看到海山上离心10min,将上层清液合并到100mL烧杯中;残沉积物表面明显的由
