西太平洋Kocebu海山铁锰结壳稀土元素地球化学特征
2021-03-02刘凯王珍岩
刘凯,王珍岩,3,4
1. 中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室,青岛 266071
2. 中国科学院大学,北京 100049
3. 中国科学院海洋大科学研究中心,青岛 266071
4. 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室,青岛 266071
铁锰结壳是一种从海水中沉淀出来的“壳状”铁锰沉积物,主要分布于最低含氧带(OMZ)以下,碳酸盐补偿深度(CCD)以上的海山斜坡上,分布水深一般为800~3 000 m[1-2]。铁锰结壳富含Co、Ni、稀土元素(REY)等关键金属(Critical metals,USGS 分类[3-4]),且资源储量大,产出部位浅,具有很高的潜在经济价值, 是海洋矿产资源研究的热点[1,5]。铁锰结壳中稀土元素的富集、分布和配分模式与海水中悬浮颗粒的沉降以及海山区生物地球化学环境等铁锰矿物形成条件等密切相关[6],可以指示铁锰结壳物质来源、成因和沉积环境信息等[7-8]。但以往对结壳中稀土元素地球化学特征研究大多针对结壳的全岩样品或分层变化的环境信息,对于新近生长的、与现今海洋环境关系密切的表层结壳样品的稀土元素特征等缺少针对性研究。
西太平洋麦哲伦海山区是全球大洋中最大的海山群之一[9],海山数量多且年龄极大,可达120 Ma[10],海山斜坡上生长了大量的厚层结壳,是重要的铁锰结壳勘探合同区[11]。前人曾对该海山区内MA(Pallada,或采薇海山)、MC(Ita Mai Tai,或维嘉海山)、MD(Govorov)、ME(Il'ichev)和 MK(Skornyakov)等海山结壳的稀土元素特征进行研究,发现ΣREY含量多为1 367~2 833 mg/kg,具有明显的Ce正异常特征,稀土元素主要赋存在δ-MnO2相中[12-16]。此外,薛婷等[17]还分析了不同结壳层之间REE组成和δCe的差别,认为其变化主要受控于形成时氧化环境不同;……
