近日，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局副總工程師何高文團(tuán)隊(duì)在鐵錳結(jié)核成礦機(jī)制研究方面取得重要進(jìn)展，揭示了鐵錳結(jié)核對(duì)海水中關(guān)鍵金屬元素選擇性富集機(jī)理。相關(guān)研究發(fā)表于《化學(xué)地質(zhì)學(xué)》（Chemical Geology）。
隨著新興技術(shù)的崛起和低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展，清潔能源、高溫合金、磁性材料、催化劑等領(lǐng)域?qū)﹃P(guān)鍵金屬礦產(chǎn)資源需求激增。海洋鐵錳結(jié)核是鈷、鎳、銅、錳的多金屬礦產(chǎn)資源，海底的巨大儲(chǔ)量使它們成為今后采礦的重要目標(biāo)。經(jīng)過100多年的調(diào)查和研究，人們基本掌握了全球海底鐵錳結(jié)核的分布，并將其劃分為水成型、成巖型、熱液型以及過渡類型。
何高文團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)西太平洋富鈷結(jié)核與富鈷結(jié)殼具有類似的礦物和化學(xué)組成，主要是海水中鐵和錳的水合氧化物聚合而成，具有富Co含量（>0.4%）、低Mn/Fe（<2.5）比值的化學(xué)組成特征，稱為典型的水成型結(jié)核。團(tuán)隊(duì)近日基于西菲律賓海盆中央裂谷帶鐵錳結(jié)核礦物學(xué)、元素和同位素地球化學(xué)研究，識(shí)別出低Co含量（<0.4%）、低Mn/Fe（<2.5）和高Fe/Co比值的水成型結(jié)核，稱其為非典型水成型結(jié)核。
在成因判別圖中，研究區(qū)鐵錳結(jié)核幾乎全部落在水成成因范圍中；Nd-Hf同位素結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了這些結(jié)核是水成成因。通過與項(xiàng)目組在太平洋調(diào)查區(qū)采集的鐵錳結(jié)核對(duì)比發(fā)現(xiàn)，它們與水成-成巖混合型結(jié)核的化學(xué)組成差異大，而與典型水成型結(jié)核更類似，但具有明顯的低Ce、Co含量和高Fe/Co比值。非典型水成型結(jié)核的地球化學(xué)組成并非是水成型結(jié)核、成巖型結(jié)核和熱液型結(jié)核的過渡產(chǎn)物，它們受到強(qiáng)底流和陸源碎屑的影響。
該研究識(shí)別出低鈷非典型水成型結(jié)核，揭示了研究區(qū)鐵錳結(jié)核的成因機(jī)制，并梳理了不同成因類型錳鐵結(jié)核關(guān)鍵金屬富集的差異，有助于完善海底礦產(chǎn)資源成礦理論體系，揭示鐵錳結(jié)核對(duì)海水中關(guān)鍵金屬元素選擇性富集機(jī)理。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2022.121224
隨著新興技術(shù)的崛起和低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展，清潔能源、高溫合金、磁性材料、催化劑等領(lǐng)域?qū)﹃P(guān)鍵金屬礦產(chǎn)資源需求激增。海洋鐵錳結(jié)核是鈷、鎳、銅、錳的多金屬礦產(chǎn)資源，海底的巨大儲(chǔ)量使它們成為今后采礦的重要目標(biāo)。經(jīng)過100多年的調(diào)查和研究，人們基本掌握了全球海底鐵錳結(jié)核的分布，并將其劃分為水成型、成巖型、熱液型以及過渡類型。
何高文團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)西太平洋富鈷結(jié)核與富鈷結(jié)殼具有類似的礦物和化學(xué)組成，主要是海水中鐵和錳的水合氧化物聚合而成，具有富Co含量（>0.4%）、低Mn/Fe（<2.5）比值的化學(xué)組成特征，稱為典型的水成型結(jié)核。團(tuán)隊(duì)近日基于西菲律賓海盆中央裂谷帶鐵錳結(jié)核礦物學(xué)、元素和同位素地球化學(xué)研究，識(shí)別出低Co含量（<0.4%）、低Mn/Fe（<2.5）和高Fe/Co比值的水成型結(jié)核，稱其為非典型水成型結(jié)核。
在成因判別圖中，研究區(qū)鐵錳結(jié)核幾乎全部落在水成成因范圍中；Nd-Hf同位素結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了這些結(jié)核是水成成因。通過與項(xiàng)目組在太平洋調(diào)查區(qū)采集的鐵錳結(jié)核對(duì)比發(fā)現(xiàn)，它們與水成-成巖混合型結(jié)核的化學(xué)組成差異大，而與典型水成型結(jié)核更類似，但具有明顯的低Ce、Co含量和高Fe/Co比值。非典型水成型結(jié)核的地球化學(xué)組成并非是水成型結(jié)核、成巖型結(jié)核和熱液型結(jié)核的過渡產(chǎn)物，它們受到強(qiáng)底流和陸源碎屑的影響。
該研究識(shí)別出低鈷非典型水成型結(jié)核，揭示了研究區(qū)鐵錳結(jié)核的成因機(jī)制，并梳理了不同成因類型錳鐵結(jié)核關(guān)鍵金屬富集的差異，有助于完善海底礦產(chǎn)資源成礦理論體系，揭示鐵錳結(jié)核對(duì)海水中關(guān)鍵金屬元素選擇性富集機(jī)理。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2022.121224
