富钴锰结壳分析技术评介

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1、富钴锰结壳分析技术评介王毅民　王晓红中国地质科学院测试所　北京　100037张学华广州海洋地质调查局实验室　广州　510760　　摘要　简要评介了用于富钴锰结壳成分分析的现代分析技术，包括船上现场分析、陆上实验室的多元素分析、矿物微区分析和元素微区分布特征研究的微探针方法及相关标准物质的研制。讨论了结壳品位分析时的取样问题及干基温度的确定和对“绿色”分析技术的需求。　　关键词　富钴锰结壳　化学组成　分析技术　评述ReviewonAnalyticalTechniquesinChemicalComponentAnalysisofRich-cobaltMang

2、aneseCrustWangYimin,WangXiaohong(InstituteofRockandMineralAnalysis,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing,100037)ZhangXuehua(GuangzhouMarineGeologicalSurvey,Guangzhou,510760)Areviewonmodernanalyticaltechniquesinchemicalcomponentanalysisofrich-cobaltmanganesecrust,includingmul

3、ti-elementanalysisincommonlaboratories,on-boardanalysis,micro-probeanalysisformicro-areaofmineralsandelementaldistributioncharacteristicstudiesispresentedinthispaper.Preparationofrelativestandardreferencematerials,samplingmethodsanddry-basistemperatureindeterminingmetalgradeincru

4、stsarealsoinvolved.And“green”analyticaltechniqueisrecommended.　　Keywords:　rich-cobaltmanganesecrust,chemicalcomponent,analyticaltechnique,review　　富钴锰结壳是除多金属结核之外的又一重要深海矿产资源［1］，由于其经济价值更高，又生长在水深较浅的海山上，人们普遍认为它将比结核资源更早地投入商业性开采，因此更加引起各国的关注［2］。我国科学家曾参加联邦德国“太阳号”调查船1984年的中太平洋海山区锰结壳调查［3］，我

5、国“海洋四号”船1987年亦曾在约翰斯顿岛附近进行海山富钴锰结壳取样，为我国在这方面的调查与研究工作开了先河。但是由于结壳资源的专门调查与研究工作仅有十几年的历史，其分析技术研究与结核分析技术的研究相比也还较薄弱。为此本文将简介这些技术的早期应用和近期发展，为我国即将开展的结壳资源调查与研究提供参考。1　富钴锰结壳的化学组成特点　　富钴锰结壳(Rich-cobaltManganeseCrust)亦称铁锰结壳(Ferro-manganeseCrust)或简称锰结壳(ManganeseCrust)，与在大洋底沉积物之上生成的富含Ni、Cu的锰结核相比，由于它

6、生长在800～2?500m的海山上，又以富含经济价值更高的Co为特征，因此人们更多地称它为海山富钴锰结壳。自80年代德、美科学家最早对它进行专项调查与研究以来，虽已有10多年的历史，但对它的研究程度还远不如锰结核。本文仅根据德、美、俄、中所取较典型的中、西太平洋海山富钴结壳的分析资料及一些总结性文献［4］，列出其主要化学组成(表1)，并指出其化学组成上的主要特点。表1　富钴锰结壳的化学组成［4］Table1　Chemicalcompositionsofrich-cobaltmanganesecrust元素El.wB/10-2元素El.wB/10-2元素E

7、l.wB/10-2Mn22Ti0.98Mg1.12Fe15V0.061Ca3.6Co0.63Mo0.043P0.70Ni0.44Si3.67S0.06Cu0.08Al0.98Sr0.134Zn0.066Na1.73Ba0.15Pb0.16K0.49　　①与结核相比，富钴锰结壳具有较高的Co含量［锰结核中w(Co)为0.1%～0.3%，锰结壳中为0.5%～2.5%］，而Cu的含量只有0.1%左右［锰结核中w(Cu,Ni)均在1%以上］，形成了与结核中［w(Co)远小于w(Ni)和w(Cu)］含量顺序相反的情况［w(Co)大于w(Ni)，且远大于w(Cu)］

8、。　　②由于它常生长在富含磷块岩的基岩上，CaO和P2O5的含量较高，而SiO2