麦哲伦海山群富钴结壳铈富集的控制因素

利用ICP-OES和ICP-MS,分析了麦哲伦海山群西北端MK海山2170 m水深的MKD23B-3号富钴结壳样品,获得了其剖面上Ce,Co和P2O5含量数据.结果显示,该样品未磷酸盐化壳层的过剩Ce(Cexs)与Co含量之间呈明显的正相关关系,相关系数R2高达0.7893;与生长速率呈负相关关系,相关系数R2高达0.7211,表明壳层生长速率是制约结壳Ce含量的主因,高的Ce含量是低的生长速率造成的.在假设海水pH,Mn2+等条件不变的前提下,结壳生长速率正相关于Fe,Mn的沉积通量,而Fe,Mn的沉积通量正相关于海水中溶解氧含量.因此,在海水pH,Mn2+等条件不变的前提下,Cexs负相关于海水中溶解氧含量,海水溶解氧含量只是制约结壳Ce含量的间接因素,纠正了"结壳高Ce异常指示其形成时海水中高溶解氧含量"的认识.     

古海洋环境演化对富钴结壳稀土元素富集的制约

为了探讨古海洋环境演化对海山富钴结壳稀土元素富集的制约,本次选取西太平洋Lamont海山具有多层结构富钻结壳L1作为研究对象,逐层取样分析研究,认为古海洋环境演化以及磷酸盐化作用对不同稀土元素的影响不同:Ce含量受海洋生产力水平的制约,与形成时古海洋生产力水平呈正相关关系,但受磷酸盐化影响并不显著;而磷酸盐化对富钻结壳中其他稀土元素影响存在明显差异:导致老壳层中稀土元素相对较少,而重稀土元素则相对增加.另外富钴结壳壳层在生成后可能仍然继续与周边海水发生稀土元素交换,导致壳层生成得越早,其重稀土元素相对于其他稀土元素越富集,而Eu则越亏损.     

中太平洋M海山富钴结壳稀土元素地球化学

用ICP-AES和重量法测试了中太平洋M海山不同水深范围内(1300~3000 m)25个富钴结壳样品的稀土元素和常量元素。结果显示M海山富钴结壳为水成结壳,稀土元素总量平均为2084.69μg.g-1,LREE/HREE平均为4.84,具有正的Ce异常。ΣREE(不含Ce)随水深增加而增加,而Ce和LREE/HREE比值则以文石溶跃面为界(水深2000 m)呈现不同的变化,稀土元素这些变化除了与海洋背景颗粒的吸附清扫有关外,还与稀土元素在海水中的行为有关。富钴结壳Ce虽随水深变化,但与水深关系不明显,可能反映其通量恒定。富钴结壳中Ce基本全为Ce(Ⅳ),表明氧化富集过程,这一过程受动力学因素控制。     

电感耦合等离子体质谱测定富钴结壳中的稀土元素

采用封闭压力酸溶(HF+HNO3)消解样品,以Rh为内标,用电感耦合等离子体质谱测定富钴结壳中的稀土元素。用此方法对3个国家一级标准物质富钴结壳标样(GSMC-1,GSMC-2,GSMC-3)进行了多次测定,结果稀土元素的测定值与标准值相符,多次测定结果的相对标准偏差(RSD,n=5)在0.36%～4.0%之间,加标回收率为90%～106%。基于此方法,对6个富钴结壳样品进行了测定,显示富钴结壳样品中稀土元素的配分曲线与标准物质中稀土元素的配分模式一致。方法适用于富钴结壳样品的批量分析。