东太平洋CC区多金属结核物质来源和分布规律

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1、万方数据第2@xe卷1年}?：地质学报ACTAGEOLOGICASINICAVNo。L。j5券翟东太平洋CC区多金属结核物质来源和分布规律张富元¨杨群慧2’殷汝广”何高文¨章伟艳”王英”1)国家海洋局海底科学重点实验室，杭州．310012；2)青岛海洋大学地球科学系．2660033)国家海洋信息中心，天津，,300171；4)国土资源部广州海洋地质调查局．510760内窖提要对东太平洋CC区(ClarionClipper'tonZone)多金届结核丰度、品位、多渡束地形测量、深拖光学覆盖率探测、地震勘探等一系列调查资料综台研究表明：①东区和西区结核在其化学成分和形态上有差异，但是聚

2、类分析结果表明不能按区域断然分开；@因子分析得出东、西两区结核4种主因子是Mt。组元素Mn、cu、Nt、Zn，}e组元素Fe、c。、n、sr，岩源组元素s-、A1、K，生物元素ca、P；@西区结核成矿物质主要来源于上覆海水中金属兀素的化学沉淀，火山成矿作用使结核富集和丰度增加，趋势面和人丁神经网络分析表明结核主要分布在海底坡度,45‘地区，该地区的结棱量占总结核量的89．62彤．坡度>5。地区结核量占1038“；固东区结棱丰度、覆盖搴、地形二者变化一致，重大相变距离为10415km，来自地幔成矿物质通过玄武质洋壳裂隙和断层．为多金属结核的形成和生长提供r丰富的物质来源，地球深部地质

3、作用过程如基底岩浆房活动可能对结核分布产生莺要影响；一8东太平洋fC区多金属结援矿带的形成应归于海底板块扩张活动的一种资源效应和经后期表生地质作用改造的结果。关键词彖太平洋多金属结核物质来源分布规律大洋多金属结核物质来源和分布规律研究，由于其科学意义和资源价值所在，自60年代全球开展大规模多金属结核资源调查以来从未中断过(萧绪琦等，1992；闻葆瑞等，1992；阎葆瑞等，1998；陈建林等．200】；李志昌等，2001)，早期利用为数不多的定点采样推测结核分布，以为洋底到处布满高丰度结核。70年代随着测量资料的积累使人们认识到早期乐观估算的结核资源量显然与实际情况不符，结核主要富集

4、在面积有限的东太平洋CC区(ClarionClippertonZone．北纬5。～20。、西经110。～158。)。随着”深海采矿先驱投资者”国家和财团对各自拥有的多金属结核矿区(金建才，1989)的详细调查研究，才正确认识到结核分布十分复杂，定性描述已难以说明其变化规律。本文采用多种数学方法对结核丰度、品位变化定量分析，并结合高精度多波束地形测量和深拖勘探资料．研究多金属结核物质来源和分布规律．1采样区基本地质特征研究区位于东太平洋CC区西部，分东区和西区两部分(图1)，CC区的北界是克拉里昂转换断层，南界是克立伯顿转换断层，东部以东太平洋洋中脊的山麓为界，西界则是莱恩山脉，面积

5、约3ב0‘km二。研究区西区平均水深5000rn，沉积物以硅质粘土为主，沉积层从几米到170m，火山碎屑发育，海山链规模宏大和孤立海山林立，东区主要是深海丘陵区，平均水深4900In，沉积物类型为硅质粘土，沉积层0h150m，基底起伏大，海山少，断裂和沟槽地形发育。大洋多金属结核形态千变万化，种类繁多。国内外学者主要根据结核形态、大小、表面结构等参数，将结核划分为光滑型和粗糙型两种。光滑型结核为沉积成困．结核由底层水中Fe、Mn胶状氧化物的直接沉淀生成，以葡萄状、多核和连生体状为主，具有表面光滑特征，主要由dMnO：组成，结核中富含Fe、Co，与非晶质的氢氧化铁紧密共生，结核丰度

6、高(5～10kg／m2)，品位较低(Cu4-Co+Ni1．5P)～2．5％)。西区以光滑型结核为主，结核粒径为l～20CITI，平均粒径4．22cm；粗糙型结核为成岩成因，整个结核被表层沉积物埋没。是早期成岩作用产物．具有粗糙球粒状表面，通常为单核、椭球状、盘状和球状等形状．结核丰度低(3～7kg／m2)，但富含Mn、Ni、Cu等金属，因此品位较高(Cu+C04-Ni2．0∥～立：本文为中国大洋矿产贷豫研究开发*会“九五”重大项目(编号DY9502ovyNN究成果c收穑日期20(100902{改凹日期：20010715；责任编辑：邦梓国c作者简秆：张"gTc，男，l952年生。理仟

7、同家海洋局海底科学重点寅验室、国家海洋局第一海洋研究所研究员。从事海洋地J五研究和海洋矿“贷孤评价通讯地址：310012．杭州西甓河F9号．国家海洋局第二海洋研究所；电话：057I一880769242556；Email：TDzhang(暮mailhzq·w·一万方数据j38地质学报3．oZ)=东区以粗糙型结核为主．结核粒径l～16cm．平均粒径6．02CITI700160ol50300100。W图l东太平洋多金属结核矿带构造略图Fig．1Polymetallicnod