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麦哲伦海山区维嘉平顶海山群富钴结壳伴生有用元素空间分布特征

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31 地质论评 GEOLOGICAL REVIEW VJou1.ly6 23 N 0o .l 47 麦哲伦海山区维嘉平顶海山群富钴结壳 伴生有用元素空间分布特征 王彦美 , ,张伙带 , ,刘季花 ,高晶晶 ,黄文星 , ,朱本铎 ,2 1)国土资源部海底矿产资源重点实验室,广州,510075; 2)中国地质调查局广州海洋地质调查局,广州,510075; 3)国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛,266061 内容提要:本文对麦哲伦海山区维嘉平顶海山群富钴结壳样品中的伴生有用元素(REE、PGE、W、Mo、Au、Te)的 空间分布特征进行了研究。研究表明:富钴结壳伴生有用元素在平面上的分布极不均匀,但多以条带状平行水深等 深线分布,也有少数区域表现为斑块状分布,且不同的伴生有用元素的富集区域有所差别;REE和PGE主要在南部 和西南部斜坡发育,而W、Mo则主要富集于西北部和东部斜坡,Au集中发育在东南部的海斜坡上,Te的分布呈斑块 状富集于各向斜坡。随着水深增加,REE和PGE呈现出由最高含量降低后逐渐升高的变化趋势,W、Mo、Au、Te则随 着水深增加含量由低升高,后略有降低,再小幅升高的变化趋势。 关键词:富钴结壳;维嘉平顶海山群;伴生有用元素;数值变化特征;空问分布特征 富钴结壳是一种主要赋存于水深1000~4000m 之间的大洋海山、洋脊和大洋台地上的黑色层状铁 锰矿床(Aplin et a1.,1985;Hein et a1.,1985;De Carlo et a1.,1987;Hein et a1.,2004),富含Co,Ni, 钴结壳伴生有用元素的空间分布特征,对勘探合同 区内资源勘探、圈定矿址均有非常重要的指导意义。 麦哲伦海山区位于西太平洋东马里亚纳海盆, 西邻马里亚纳海沟,往东逐渐向中太平洋海盆过渡, 向北与马尔库斯一威克海岭相邻,南为所罗门隆起 (王春生9;初凤友o)。维嘉平顶海山群位于麦哲 伦海山区的南部,为我国富钴结壳勘探合同区内的 两座海山群(采薇、维嘉)之一,形状不规则,长轴 NE向,长约150km,由维嘉和维偕两个的平顶 cu,Fe,Mn等主要成矿元素,其所含的co在军事工 业中应用广泛(Manheim,1986),伴生元素REE, PGE,W,Mo,Au,Te均具有较高的经济价值。结壳 中稀土元素的含量一般在1500txg/g一2500Ixg/g之 间,远高于一般的深海沉积物中的相应含量(De Carlo et a1.,1991,1992;Bau et a1.,1996;赵宏樵, 型海山组成。维嘉海山位于东北部,平台边缘水深 1600~2200m,维偕海山位于西南部,平台边缘水深 2000~2300m,山麓水深为5500m,两个海山之间以 一2003;陈守余等,2006;Baturin et a1.,2006; Astakhova,2008;崔迎春等,2008);孙晓明等(2006) 和刘季花。对中、西太平洋结壳资源评价的结果显 狭长东西向山间盆地所分隔。其中维嘉海山的山 示,伴生有用金属铂族元素PGE总量分别为70.09 ×10一 ~629.26×10一。和150.00×10一。~1271.00 顶平台东北部宽阔、西南部狭窄,地形自东北向西南 缓慢倾斜下降,海山平均坡度12.6。,维偕海山平台 ×10一,其中Ru、Rh和Pt含量接近或超过伴生铂矿 床的工业品位。王嘹亮对麦哲伦海山区维嘉(MC) 形状不规则,总体地形自中心向周边缓慢下降,平均 坡度为4.2。,维嘉平顶海山群富钴结壳主要分布在 海山平台边缘和海山斜坡上。 海山富钻结壳的主要成矿元素有过报道(王嘹亮 等,1999),维嘉平顶海山群富钴结壳中伴生有用元 素方面鲜有报道。维嘉平顶海山群是位于我国富钴 铁锰结壳勘探合同区内的重点海山,研究该海山富 1样品与方法 本文选用了”十一五”期间五个航次的维嘉平 注:本文为中国大洋协会国际海底区域资源研究开发“十二・五”课题(编号:DY125 13-R-07)和国家自然科学基金资助项目“南海海底铁 锰结核/结壳的成因和历史记录”(编号:91428207)的成果。 收稿13期:2016-01—15;改回日期:2017-03—24;责任编辑:章雨旭。Doi:10,16509/j,georeview 2017,04.015 作者简介:王彦美,女,1979年生。高级工程师,主要从事海洋矿产资源地球化学方面的研究。Email:wangyamneil@163.corn。 第4期 王彦美等:麦哲伦海山区维嘉平顶海山群富钴结壳伴生有用元素空间分布特征 顶海山群富钴结壳样品,采自29个站位,59个样 品,样品包括拖网和浅钻两种类型,其中拖网包含3 个站位,8个样品(2个混合样,6个分层样);浅钻样 品包含26个站位,51个样品(13个混合样,38个分 层样);结壳样品主要分布在水深1500~2400m之 间的海山平台边缘和海山斜坡上;29个站位坡度分 布在2。~32。之间,有86.21%的站位坡度在25。以 内;类型以板状结壳为主,结壳厚度在2.3~23.5 cm之间,壳层厚度在1.0—14.0 cm之间,一般厚层 结壳具有典型的三层构造,三层结构结壳一般由上 部较致密层(褐煤层)、中部疏松层、下部致密层(亮 煤层)组成,颜色也相应由亮黑色一褐色一亮黑色 变化。 结壳样品用超纯水清除表面的异物,经80cc预 烘4h,然后按照样品的主构造层进行分层取样后, 经105cC烘干,粉碎至200目备用。 1.1稀土元素REE、W及Mo的测试方法 实验由广州海洋地质调查局实验测试所完成, 0.050g试样用盐酸、氢氟酸、高氯酸加热分解,并赶 尽高氯酸,用1:1盐酸溶解后,移至聚乙烯试管中, 定容,摇匀。分取部分澄清溶液,用(2+98)稀 释至10000倍(指试样总稀释系数为10000)后,用 等离子体质谱仪(ICP.MS)(美国热电公司x Series 2)进行测定,相对标准偏差(RSD%)小于3.0%,分 析精度在3.5%以内。监控标准物质:GBW07337、 GBW07338、GBW07339,标准物质测试结果误差在 5.0%以内。 1.2铂族元素(PGE)的测试方法 铂族元素的测试是由国家海洋局第一海洋研究 所使用同位素稀释法来完成,1.O00g试样经盐酸除 去碳酸盐,加入铂族元素稀释剂,用逆王水加热分 解,0s经蒸馏后,溶液进行Te共沉淀、离子交换树 脂柱,用等离子体质谱仪(ICP.MS)(美国热电公司 X Series I1)进行测定,相对标准偏差(RSD%)小于 5.0%,分析精度在5.0%以内。监控标准物质: MCPt一1、MCPt-2、UMT一1、WPR一1,标准物质测试结果 相对偏差在10%以内。 1.3 Au的测试方法 Au的i贝0试是由中国地质科学院地球物理地球 化学勘查研究所使用泡沫塑料吸附一石墨炉原子吸 收光谱法来完成的,l0.Og试样经灼烧后用王水加 热分解,在王水介质中,用聚氨酯泡沫塑料吸附,以 硫脲溶液解洗后,溶液直接进行金的石墨炉原子吸 收光谱法(AAS)(德国耶拿公司ZEEnit600)测定, 相对标准偏差(RSD%)小于5.0%,分析精度在 5.0%以内。监控标准物质:MCPt一1、GSI:{-3,GSR一 15,标准物质测试结果相对偏差在10%以内。 1.4 Te的测试方法 Te的测试是由中国地质科学院地球物理地球 化学勘查研究所来完成,0.500g试样用氢氟酸、硝 酸、高氯酸加热分解,并赶尽高氯酸,用王水溶解后, 移至聚乙烯试管中,定容,研究所摇匀。分取部分澄 清溶液,用乙醇溶液(3.5+96.5)稀释至500倍(指 试料总稀释系数为500)后,用等离子体质谱仪 (ICP.MS)(美国热电公司X Series II)进行测定,相 对标准偏差(RSD%)小于3%,分析精度在3.5%以 内。监控标准物质:GBW07337、GBW07338、 GBW07339,标准物质测试结果相对偏差在5.O%以 内。 2结果与讨论 2.1 维嘉平顶海山群富钴结壳伴生有用元素 含量变化特征 将均为分层样的3个浅钻样品取分层样的平均 值作为该站位的含量,对29个站位样品伴生有用元 素的最大值、最小值、平均值和方差和变异系数数据 进行了统计,见表1。 结壳伴生有用元素中,∑REE(包含Y在内的 15项稀土元素)的含量范围为1496.02×10~~ 2669.95×10‘。’,平均值为2006.59×10一;铂族元素 PGE(Ru、Pd、Ir、Pt、tlh、Os共6项铂族元素的总和) 总量在398.92 X 10一~1066.19×10 之间,平均值 为639.42 X 10~;其中Ru的含量范围为9.32× 10一~26.85×10一,平均值为17.09×10一,Pd的 含量范围为5.4/×10一~39.16 X 10一,平均值为 17.75 X 10一,Ir的含量范围为5.38×10一~8.74× 10~,平均值为6.62×10一,Pt的含量范围为 330.34×10一~985.20 X 10~,平均值为578.41 X 10一,Rh的含量范围为9.32×10一~31.33×10一, 平均值为18.73×10一,Os的含量范围为0.23 X l0~~1.42 X 10一,平均值为0.82 X 10一。w的含 量变化范围为24.24 x 10~一108.54 x 10。。。,平均值 为71.62 X 10~;M0的含量变化范围为332.16 X 1O~~662.O0×10~,平均值为523.41×10~;Au 含量变化范围为0.28×10一~1.04 X 10一,平均值 为0.50×i0一;Ye的含量变化范围为42.79 X 10 ~73.90 x 10~,平均值为55.49×10 I¨。 表1中列出的各元素的方差反映了各元素样本 地质论评 表1维嘉平顶海山群富钴结壳伴生有用元素含量变化特征 Table 1 The abundance of associated useful elements in Co—rich crusts from Weijia Guyots La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Ltl Y yREE 特征值 (×10 ) 最小值 207.16 706.88 35.39 144.86 29.2l 7.41 36.05 5.25 33.57 7.45 20.85 3.04 20.6l 3.14 156.34 l496.02 最大值 382.56 1423.20 60.36 250.8O 50.35 l2.38 61.56 8.84 60.OO 14.43 42.23 5.80 38.52 6.0l 6l5.96 2669.95 平均值 285.11 1012.36 46.17 191.04 37.52 9.38 47.10 6.63 42.35 9.47 27.03 3.83 26.18 4.O2 258.42 2oo6.59 标准偏差 44.95 2O1.64 6.59 28.26 5.8l 1.38 6.04 0.95 6.2O 1.48 4.38 0.57 3.70 0.58 1O0.84 300.46 变异系数 O.16 0.20 0.14 O.15 O.15 0.15 0.13 0.14 0.15 O.16 O.16 0.15 O.14 0.14 0.39 O.15 站位数 特征值 29 Ru 29 Pd 29 29 Ir 29 Pt 29 29 Rh 29 Os 29 29 PGE 29 29 W 29 M0 29 29 Au 29 Te (×10一 ) f×IO一 1 (×10一 ) f×10一 ) 最小值 9.32 5.4I 5.38 330.34 9.32 O.23 398.92 24.24 332.16 0 28 42.79 最大值 平均值 标准偏差 变异系数 26.85 l7.09 4 37 0.26 39.16 l7.75 l】.37 0.64 8.74 6.62 O.93 O.14 985.20 578.41 152.58 O.26 31.33 l8.73 5.51 0.29 1.42 0.82 0.35 0.43 1066.19 639.42 l58.20 O 25 】08.54 71.624 22.40 0 31 662.00 523.4l 75.76 0.14 1.04 0.50 0.19 0.38 73.9O 55.49 7.32 O.13 站位数 29 29 29 29 29 29 29 29 29 19 29 注:∑REE为含Y在内的l5项稀土元素总和;PGE为Ru、Pd、Ir、Pt、Rh、Os共6项铂族元素的总和。 间的含量的差值,而变异系数(采用方差与平均值 之比)可以判断样本问元素含量的相对差异。根据 变异系数的大小,变异系数值越大,元素含量分布越 不均匀。伴生有用元素的变异系数在0.031~0.64 之问,平均值为0.20,可以看出,稀土元素中除Y以 坡~至东北角的海山斜坡,经过11个站位:MSD07 一MSD02~MSD29.1~MSD16~MSD17~MSD42~ MSD30~MSD34~MSD20一MSD45~MSD32,从图 上可以看出: REE在该剖面上有轻微含量的起伏波动,但是 外的其他元素变异系数均小于平均值,说明其元素 含量分布较为均匀,而稀土元素Y和铂族元素中 ltu、Pd、Pt、Rh、Os以及w、Au的变异系数大于平均 与地形和水深的相关性未能很好体现。 PGE在海山纵向剖面(I—I)位于海山北部海 山斜坡的剖面上,在西北角的海山陡坡一海山平台 值,其中Au的变异系数更是达到最大值0.38,Pd 的变异系数更是达到最大值0.64,说明该部分元素 在海山结壳中的分布不均匀。 2.2 维嘉平顶海山群富钴结壳伴生有用元素 空间分布特征 2.2.1 维嘉平顶海山群富钴结壳伴生 段,随着水深变浅,PCE含量快速降低;该剖面的东 端,海山平台一海山斜坡段,随着水深增加,PGE含 量又出现急剧下降;但整体上呈现东部海山斜坡含 量明显高于西部海山斜坡,水深和地形对PGE含量 的影响未呈现明显规律。 w和Mo元素在该剖面呈现大体一致的变化, 在西北角的海山斜坡元素含量最高,随着水深变浅 呈现缓慢降低的趋势,在中间段的海山平台段,元素 含量并未发生明显的变化,剖面右端从海山平台到 海山斜坡的地形多变段,两元素含量均受到地形起 有用元素一维分布 在维嘉平顶海山群富钴结壳伴生有用元素的一 维分布时采用了纬度剖面法。海山富钴结壳主要分 布在海山平台边缘和海山斜坡,维嘉选在海山东北 部切过山顶平台和东、北部斜坡的纵向剖面I—I (图1)。 伏的影响,呈现急剧升高后又骤降的变化特征。 Au元素在该剖面上的中段海山平台部分出现 了高含量区域,在剖面的右端海山平台到海山斜坡 图2展示了维嘉平顶海山群纵向剖面(I—I) 上富钴结壳伴生有用元素的变化,同时,为了直观地 的地形多变段,Au元素含量呈现逐渐升高的趋势, Au元素含量与水深和地形的变化未呈现明显的相 关性。 显示水深地形在剖面上的变化,根据站位水深数值 绘制了剖面地形地貌。维嘉平顶海山群北部的纵向 剖面(I—I),西起海山西北角海山斜坡一北部斜 .re元素在该剖面上的含量变化与w和Mo元 地质论评 一。。一×)蚓姐 加 :2 ∞ 如  一,0l×一嘲如 一 。 一删如 :O O O O O O 0 2∞ —..。.。.—......—.....如 .—......—......加" [ 一 。一×1蚓如 一,。一l×)-軎如 一 I×一 姐 ^III O O O O0 O 0 OO O O 0—.......0 0 4——.......—....卜—.......—.......—........—.....。.—[… ∞ ∞如∞如 一一一一一一一一一  一一 一 一 一 MO 图2维嘉平顶海山群纵向剖面(I—I)富钻结壳伴生有用元素分布 Fig.2 The microtopographie distribution proifle(I—I)of associated useful elements in WeOia Guyots 现含量的波动,与地形和水深之间未发现明显的相 关性。 上,PGE含量呈现降低的趋势。 W、Mo在剖面的东西两端上呈现高值,中部山 峰、山谷交替出现的剖面部分,较该剖面(II—II)两 端的含量略有降低,与水深及地形均未发现明显的 相关性。 PGE含量在海山西部斜坡呈现了随着水深变 浅含量变化略有浮动,自剖面中部的山峰、山谷交替 出现位置至剖面东端,自西向东含量缓慢升高,在东 段的山峰、山谷交替呈现,且水深逐渐加深的剖面 Au含量在该剖面上的变化整体上与PGE含量 第4期 彦美等:麦哲伦海山区维赢平顶海…群富钴结壳伴生有用元素空问分布特征 一,。l×一r軎如 一 。【×一删如 一 。l×一删如 一 。l×一_宣如 厂●广●广●[一 。一×】 姐  一一 一 一 一罾一 * O 5 一一一一一一一一O 5 0 5 0 " 5  65厂 o厂●卜●L● 广●_L●L广 一L●●广●_L●L 一 ~ 一 一 一 一 55卜 s卜 锄 45 r. 40 L 斗 625 5O0 375 250 l25 l 25 l O0 75 50 25 800 700 600 5O0 400 ————————————、\ ・一・/|卜_——  — 图3维嘉平顶海山群纵向削 (II—I【)富钴结壳伴生有用元素分布 Fig.3 The microtopographie distribution profile(1l—II)of asso(’iated useful elements in Weijia Guyots 的变化相近,均呈现出剖面东段含量高于剖面两段 的特征。 元素呈现相近的变化趋势,二者之问具有一定的相 关性;PGE和Au的含量变化有着相近的特征,旱现 剖面东半段含量明显高于剖面西半段含量;REE和 rre未发现明 的规律性。 Te含最在西部海山斜坡上呈现低值,随着水深 变浅,含量呈现升高的趋势,自剖面中部的山峰、山 交替出现位置起至剖面右端,Te含量呈现锯齿状 的变化特征,与水深和地形均未能发现潜在的卡目关 性。 综上,从维嘉平顶海山群选取的两个剖而的伴 生有用元素含量变化特征,发现W、Mo元素呈现相 近的变化趋势,二者之间具有一定的相关性;REE、 在维嘉平顶海山群纵向剖面(II—II)上,W、Mo PGE、Au、Te元素含量变化之间并未发现规律,且与 地质论 l 水深和地形没有明显的相荚性;若选取到沿斜坡垂 :r水深等深线 横切过海II J平台的剖面,则能更 量最高值人于2570.00×l0 、的值仪fII r维 半 顶海1l J群西部和海1l】南部的山顶平 , 点状的 星分布;REE的含量住2l20.00×l0 ’~2570.00× l0 的站位分布于维嘉平顶海¨J群的 部、『幸J部、身 部的IlIJ页平台和海IIJ斜坡上,以斑块状ff{脱;REE 的 { :1760.00×10 ~2120.00×10 ’的 f 分 的反映伴生有用元素 水深、海山斜坡方位之间 的火系,迫于结壳分布、取样站侮分布及样品量等因 素的,术能实现。 2.2.2维嘉平顶海山群富钴结壳伴生 有用元素二维分布 布最厂‘,在 个维嘉平顶海山群的北部、 邪、 部、南部的山顶平台和海山斜坡 ,以人 的条, I状ttj现,住海山东部山顶平台山也有小 千J㈨,J带状 分布;REE含址住l760.00×l0 ~I580.00×l0 ’ 维嘉平顶海山群富钻结壳稀十元素REE含量 {i 苎 集中于1496.00×10 ~2670.00×l0一。之问, 以90.00 X l0 为间隔进i 等值线绘制.REE的含 l R2E57E(0 x10 ) / 2480 2390 230‘J 2210 ‘、 N \ 2120 2O30 l9口4‘On l760 /一\ 1670 | /一 \ 、 \ \==:: ●M]T24A 拖网测站 ed Site MS∞32 0 I l 20km I 浅钻站位 Shallow Drillng Siite 4维嘉平顶海山群富钴结0 REE 分布 Fig.4.rhP(。()IltOllr lnap f)I‘REE in Co一 ( I1 t。nI Is frIl『11 Weijia Guvot: ̄ 第4期 l 彦美等:麦哲伦海山 维嘉平顶海山群寓钻结壳伴, 订用元素李 分布特征 的站位以斑块状和条带状分布在维嘉的南部的西部 的山顶平台和海山斜坡上(图4)。 维嘉平顶海山群富钴结壳铂族元素PGE含戢 主要集中于399.O0×10一~1066.O0×l0 之间,以 50.O0×10 为间隔进行等值线绘制 PGE的高含 量大于1000.O0×10 的值仅出现在维嘉平顶海山 群西部的海山斜坡上,为点状零星分布;PGE含j『} 在800.O0×10一~1000.00×l0 之问的站位主要 分布在维嘉平顶海LIl群西:部、南部的I J 1顶平台和海 PGE(×10 ) 山斜坡上,呈斑块状出现,另在海山西北角的海山斜 坡和东北部的山顶平台上有斑点状的零星分布; PGE含量在650.O0×10一~800.00×10 之间的 站位主要呈现条带状分布在上述的高值区域的外 围;PGE含 在500.O0×10一~650.O0×10 之间 的站位主要呈现条带状大范围分布在维嘉平顶海山 群的北部、两南部、东部的海山斜坡上;PGE含量低 于500.O0×l0 的站位主要条带状分布在海山西 部、东北部的山顶平台和西北部的海山斜坡上(图 10o0 95O 900 850 800 75O ‘、 N / \ 710l0 ,// === \ 嚣 ;I)30 /,一一丘50 , ,/^ 、  一/———、M :\ 、\ /\ , , ,-一 ”卢 / 、 ^、 甍 豳 4oD 一一二+ 霸暴露 /, \ /I\ 。 0 、 / ●MD24A 拖网测站 Dredge Site 搿NISD32 0 I I 20km l 浅钻站位 81.alltow Drilling Site 5维嘉 顶海山群甜钻结壳PGE h 分布冈 地5) 质论评 东北角的海山平台和斜坡上有斑块状的小片分 ; 维嘉平顶海山群富钴结壳伴生有用元素w含 量变化范围为24.2×lO~~l09.O0×l0‘。’,以10× w含量值在50.O0×l0~~70.O0×10 的站化 要成斑点状、条带状分布于海山 部、南部、东部的 山顶平台和海山斜坡,以及条带状分布于维嘉甲顶 海山群的北部的山顶平台、东北部的IJJ顶平俞f¨海 山斜坡 (图6)。 10 为间隔进行等值线图绘制。结果显示,w含量 大于90.O0×lO 的站位以带状分布于维嘉平顶海 山群西北角的山顶平台和海山斜坡卜;W含量值在 70.O0×lO一~90.O0 X l0 的分布最』 ,主要有4 维嘉平顶海山群富钴结壳伴生仃用元素Mo 量变化范围为332.O0×10一~662.O0×10 ,以 30.O0×l0 为间隔进行等值线 绘制。结果 爪。 个[x二域,以条带状分布维嘉平顶海山群的西部、西南 部和东南部和北部的山顶平台和海山斜坡上,另在 6维嘉平顶海【II群富钴结壳w 分布图 Fig.6 the COlatour map ot’W in Co—ri(‘h(、rLISts from Weijia(;L ls 第4期 王彦美等:麦哲伦海山 维嘉平顶海L』j群寓钻结先伴,卜有用J 素空 分布特征 Mo含 大于610.O0×10 的站位以零星的斑点状 分布于维嘉平顶海IJ1群东南角、东部、四北角的海III 要旱斑点状分布于维嘉平顶海LLI群的南部山顶平台 和海山斜坡、以及东北角的海山斜坡卜(图7)。 斜坡上;Mo含量在520.00 X 10 ’~6l0.00 X 10 的 分布范围较广,有两个大的区域分别分布于海山的 西部及北部、东南部的山顶平台和海山斜坡上,呈现 大面积的条带状,水深分布在1800~2300m之间; Mo含量为430.O0×l0 ~520.00×】0 的值分布 也比较广泛,主要以带状、环状分 于维嘉平顶海山 维嘉平顶海山群富钻结壳伴生有用元素Au含 量分布范旧为0.28 X 10 ~1.04 X 10~,以0.10× l0 为问隔进行等值线图绘制。结果显示,Au最高 含挝人于0.90 X 10 的站位以零星的斑点状分布 f维嘉平顶海山群东南角海山平台边缘;Au较高含 _量在0.60×10~~0.90 X 10 的分布主要有三个大 群北部、南部、西南角的山顶平台及海nI斜坡I ,水 深分布较厂‘;Mo含量低于430.00×l0 的站位主 的区域,分别分布于海山东南部、北部、西部的山顶 平台和海山斜坡上,呈块状的较大 ;Au含量小 №(×10 ) 融 6l0 ‘|、’ \ 580 N 52O 490 n 460 43O 一/ 、、 。 / 瞄、 瑚N D●4 \?  曩 34O 370 / 一 一 、、<  一● DD24A 拖网测站 DIed窖e,Site 曩h D32 0 20km 浅钻站位 Shallow Brining Site 7维 平顶海【_I J群富钻结先M c, 砒分布图 第4期 F彦荚等:麦哲伦海山区维 平顶海111群富钴结壳伴 有用尢素空I1j分布特征 T1-/-v1n-q、 le 1u 72 / 、 69 66 63 60 57 \ N 54 51 //< / 搿/ 嘲 \  .,’\ \ / 黑 斗凸 45 42 / 了 I \ / ●MD24A 拖网测站 Dredge Site : 0 MSD32 0 l l 20kin I 浅钻站位 Shallow Drilling Site 图9维嘉平顶海山群寓钻结壳Te含量分布 Fig.9 l'he contour lnap L)f l'e in Co—rich CI’usts fi'om Weijia Guw  ̄ts 伴牛有用元素的分布极不均匀,但多以条带状平行 水深等深线分布,同时,也少数区域表现为斑块状分 布;其次,在平面上小同的伴牛有用元素的富集区域 有所差别,例如REE主要在海山东部、南部、西南部 的斜坡寓集,PGE主要在南部和西南部斜坡发育, 而w、Mo则主要富集于两北部和东部斜坡,Au主要 集中在东南部的海I 平台和斜坡发育,Te的分布早 斑块状富集于各向斜坡 2.2.3维嘉平顶海山群富钴结壳伴生 有用元素三维分布 维嘉平顶海山群富钴结壳样品主要分布在 1550~2400m水深,以200m水深间隔,分为5个水 深段,计算不同水深段的伴生有用元素含量平均值, 使用不同的色彩填图完成了维嘉平顶海山群寓钻结 壳伴生有用元素含量三维分布图(图10)。 维嘉平顶海山群富钴结壳中伴生有用元素 REE含量随着水深增加,呈现由最高值降至最低 Te (xl0 ) 47.6 66 2 69.6 10维 顶海ill舯甫钻} ,I 仃用 素禽 维分 J rig.1 0 3- …t I1sillj1£iI IIKIIlIlf a ㈨(・iah・‘I tlS( t lrIII(-Ills in Cu一1il・h‘ rIIsis“I1…、、I iii zl(Jll ̄otH ,』 逐渐, 高的变化趋势, 1500~l600m n,J浅 :l-I随着水深增_』JIJ. 现III低升离. 缓慢降fl、(,II J{ 义小幅升高的变化趟坍. j 素 的变化州fLT,: 水段厄粜REE出现最高平均 2302.O0 X 10. I600~l 800m的水深段 索l EE的最低平均值为 l500~1600in的浅水段儿粜Mt f}I脱最低、 勺 t 386.00×J0 ’, J600~l800in的水深段几 M c, J69 J.00×J0 ,整体来孑亍,}{I.:I : r| 九 小川水深段甲均 素 、Mf)' 、 f 伴牛有J}J JC素 脱 个=相反变化趋势 的最岛平均值为547.00 X 1 0 ,祭体米胥, 水深 人J l600m的水深段M(, ×10~ 维 、r顶海l JI群寓钻 半均仇均 5I5.()() I : li 随着水深增加, t 现… 高值降争最低 【lIl_, 义小幅升高再降低的变化趋势,在l 500~ l 600m的I浅水段PGE H{ l0”, 维嘉平顶海Il1酣谢销 "s C‘中1"t!生 J_jj 求、  、l卜均值870.00 X :j 随着水深增加.。 脱…瓜一商. 降低, Jl‘f■ n,J 化趋毒挚, 1 800~2000in卡II 2200~2400I1 ,K l 800~2000m的水深段 I一:的最低半均仉 595.O0 X l0 段…现高含量值分刖为0.57 X 10“,0.53×l0“ 维嘉半顶海Ili舯衙 结 中伴生 f}J 求T 禽 着水深增加, , 现III低一高,后降低.Iif/I・I 1500~ 变化趋势,与元素Mt,、w的, 化 似; I}1低 尚,后义降低, 升 维 、 顶海山群寓钻结 ic.-tIIf、 牛有』H兀豢w 随衍水深增加, f曲J -小『fJf}i降低的锯 状变化趋协,1j元素Mo的变 化川似; l500~l600m的浅水段 己素w出现最低 勺ff【57.40 X 10。。’,6-1600~l 800n1的水深段 16()01I1的浅水段兀索Mo…脱最低平均 47.60 X l0 ’.在1600~J 800111的水深段死索 ,的山 的水深段Mo tH:L半均fi'1L',jI 、 于53.O0 X 10 ’ 、 索、、的山 平均值为88.40 X 10 、,整体米看, 水 深人J 1600,n的水 段 65.()()×1 0“ 均ff[ 66.20 X l0 、: 怵求胥.住水深夫J I.O0()lil 、 均值均痛于 综上,维嘉半顺海II J{ 的伴牛 川儿粜的 f 分 訇表现为,稀十儿裘IiEI一:和 族 粜 ll 维赢、 顶海IlI群富铺结先・{_l伴,L有用元素M c 第4期 王彦美等:麦哲伦海山区维嘉平顶海山群富钻结壳伴生有用元素空间分布特征 Researeh and Development Assoeiation(C0MRA). 1077 有相近的变化规律,其他几个伴生有用元素则呈现 出有别于REE和PGE的大致相近的锯齿状变化趋 势。稀土元素REE和铂族元素PGE分别在1500~ 1600m、1500—1800m相对较浅水深段的区域出现 高含量值,在2000~2400m的深水层出现次高值, REE随着水深加深呈现出由高降低后逐渐升高的 变化趋势,PGE随着水深加深呈现出由高逐渐降低 后升高再降低的变化趋势;W、Mo、Au、Te则在1500 ~1600m浅水层出现各自的最低含量值,其中w、 Mo、Te三元素均在1600—1800m出现最高含量值, 元素Au含量最高值则出现在1800~2000m的水深 段,其中元素w呈现出随着水深增加含量由低升 高,后降低,小幅升高后略微降低的变化趋势。伴生 元素Mo、Au、Te则大致呈现出随着水深增加含量由 低升高,后略有降低,再小幅升高的变化趋势。 3结论 (1)从维嘉平顶海山群的两个剖面的伴生有用 元素含量变化特征,发现W、Mo元素呈现相近的变 化趋势,但伴生元素含量变化与水深和地形没有明 显的相关性。 (2)在维嘉平顶海山群富钴结壳分布范围内, 伴生有用元素的分布极不均匀,但多以条带状平行 水深等深线分布,同时,也少数区域表现为斑块状分 布;其次,在平面上不同的伴生有用元素的富集区域 有所差别,例如REE和PGE主要在南部和西南部 斜坡发育,而W、Mo则主要富集于西北部和东部斜 坡,Au主要集中在东南部的海上平台和斜坡发育, Te的分布呈斑块状富集于各向斜坡。 (3)从维嘉平顶海山群富钻结壳三维分布看 出,稀土元素REE和铂族元素PGE具有相近的变 化规律,二者随着水深增加呈现出由最高含量降低 后逐渐升高的变化趋势;W、Mo、Au、Te则随着水深 增加含量由低升高,后略有降低,再小幅升高的变化 趋势。 注释/Notes o刘季花.2011.中国调查区富钴结壳小尺度分布规律研究 (DY115-01—1-03).中国大洋协会. o LIU Jihua..Research for small scale distirbutions of Co.rich Crusts in China survey area.China Ocean Mineral Resources Research and Development Association(COMRA). 9王春生.2008.我国首次环球大洋科学考察DY1 15—17B航次报 告.中国大洋协会. 9 WANG Chunsheug.2008.Voyage Repots of DY115—17B for the first global ocean expedition in China.China Ocean Mineral Resources o初凤友.2008.“十一・五”大洋富钴结壳资源与环境调查 DY1 15—18航次报告.中国大洋协会. 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The Spatial Distributions of the Associated Useful Elements in Co-rich Crusts from Weijia Guyots in Magellan Seamounts WANG Yanmei , ,ZHANG Huodai ’ ,LIU Jihua ,GAO Jingjing ,HUANG Wenxing ’ ,ZHU Benduo ' ’ 1)Key Laboratory ofMarine Mineral Resources,Ministry ofLand and Resources,Guangzhou,510075; 2)Guangzhou Marine Geological Survey,China Geological Survey,Guangzhou,5 10075; 3)First Institute of Oceanography ey KLaboratory of Marine Sedimentology and Environmental Geology, State Oceanic Administration,Qingdao,266061 Abstract:Spatial distribution of associated useful elements(REE,PGE,W,Mo,Au,Te)in Co—rich Crusts from Weijia guyots in Magellan Seamounts is studied in this paper.The study shows that the distribution of associated useful elements is highly uneven in Weijia Guyots.But generally,distribution is paralleled to the water depth.except that a few areas show patch distibution.Enrichment areas of dirfferent associated useful elements are different.REE and PGE are enriched on the southern and southwestern slope,while W and Mo are enriched on the northwestern and eastern slope.Au is enriched on the southeastern slope.But the content of Te element is the same on each side of slopes.As the water depth increases,the content of REE and PGE ascend to maximum and then descend gradually.The content of W,Mo,Au and Te ascend first,then descend a little,and ascend again as the water depth increases. Key words:Co—rich Crusts;Weijia Guyots;associated useful element;numerical characteristic;spatial distributions. First author:WANG Yanmei,female,born in 1 979,senior engineer,mainly engaged in geochemical analysis of marine mineral resources.Email:wangyanmeil@163.corn Manuscript received on:2016-01-15;Accepted on:2017—03—24;Edited by:ZHANG Yuxu. Doi:10。16509/ .georeview.2017。04.015 

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