高分辨率光谱学揭示东太平洋CC区结核金属赋存状态及富集机制

赤道东太平洋克拉里昂-克利珀顿带（CCZ）是全球最有经济潜力的结核成矿带,存在巨量的Mn,Co,Ni,Cu,Zn和Li金属资源。前人对CCZ结核的研究偏重化学、矿物学分析,对结核显微纹层、金属赋存状态缺少高分辨率光谱学分析,制约了对金属富集机制的理解。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪(XRD)、微区X射线荧光面扫(XRF)、激光剥蚀电感耦合多接受质谱仪(LA-ICP-MS)对克拉里昂-克利珀顿带结核的显微纹层展开高分辨率分析,结果表明结核是由水成层韵律和成岩层韵律交替形成的。水成层由水羟锰矿组成,具有低的Mn/Fe,Li,Ni,Cu,Zn和高的Co,Fe,Ti,V含量,推测受铁的羟基氧化物库仑力吸附作用和高价锰氧化物八面体的表面氧化作用,水成层吸纳高含量Co,Ti和V元素。成岩层矿物组分主要是水钠锰矿,吸纳高含量的Li,Ni,Cu和Zn,其吸纳能力随Mn/Fe升高而提高,当Mn/Fe>8达到峰值。笔者认为结核生长环境中的Mn和Fe相对通量控制了结核的矿物类型和化学组分,而金属通量也可能影响了结核的金属成分。     

西南印度洋超慢速扩张脊海底热液硫化物中金银矿物的富集特征及富集机制研究

通过电感耦合等离子体光谱仪(ICP-AES)以及扫描电镜等手段对超慢速扩张的西南印度洋中脊热液区的3个硫化物样品的金银含量及其赋存状态进行了研究。通过ICP-AES测定金银含量,结果发现3个样品均有Au和Ag富集的现象。通过能谱-扫描电镜联用(SEM/EDS),在三个样品中发现了大量的金银矿物。其中S27-4中,主要以不规则粒状的银金矿和自然金的形式赋存于硫化物中或者晶粒之间,而S35-22中,则发现了大量的银矿物和部分银金矿。能谱分析表明银矿物中常伴随有一定量的卤族元素,推测以卤化银的形式存在,银金矿除了以粒间金赋存还可以呈乳滴状被吸附在黄铁矿表面或者晶棱上,推测与黄铁矿表面缺陷有关。S35-17样品中银金矿是唯一被发现的矿物相,以包体金、吸附金和间隙金形式赋存。由于不同样品中,银金矿的摩尔比有所不同,指示形成环境有所不同。研究结果表明,S27-4的成矿流体中,Ag主要以AgCl-₂络合物迁移,Au经历了以AuCl-₂络合物到AuHS0络合物为主的转变,指示了其温度从中高温到中低温的变化过程,说明了传导冷却在这个变化过程中有重要作用。S35-22中金银矿物的形成也具有类似的富集机制,但S35-22中卤化银的形成显示了早期高温高氯度的流体环境。而黑烟囱样品S35-17中银金矿的形成则与热液流体与海水的混合作用有密切关系。