论文部分内容阅读
由于铁锰结壳富含贵金属,是潜在的海洋资源。近几年,铁锰结壳作为海洋Mo的重要储库,国外学者已经对铁锰结壳Mo同位素进行了测定,但主要涉及的是铁锰结壳对Mo选择性吸附分馏机制的研究,缺乏对铁锰结壳连续时间尺度上Mo同位素变化的研究,特别是没有将Mo同位素与其它传统同位素(Sr、Nd、Pb等)进行配套研究。目前,不同储库中Mo的同位素组成数据库已基本建立,人们对各种地质作用过程(如氧化还原条件、成岩作用、热液作用、选择性吸附作用等)Mo同位素的分馏机理已经有了初步的认识。
笔者首次尝试对具有时间分布特征的铁锰结壳的Mo同位素进行研究,结合传统稳定同位素分析,探讨古海洋和古地理环境的变化过程中铁锰结壳Mo同位素的响应,为进一步指示古海洋和古地理环境的变化提供新的证据。本文通过对西太平洋富钴铁锰结壳(MDK12)的研究分析,取得了以下认识:
(1) MDK12结壳是水成沉积的,大概形成于30Ma,其平均生长速度为4.39mm/Ma,与前人研究结果比较相符,生长过程中无明显的沉积断层。其主要矿物为铁和锰的氧化物,元素平均含量与太平洋铁锰结壳平均含量接近;
(2) MDK12结壳中Sr发生了扩散与海水一直存在着交换作用。经过初步的手标本结构研究,发现扩散作用与结壳中可能存在的孔隙水有关,疏松的结构有利于Sr的扩散。
(3) MDK12结壳的Nd同位素演化曲线表明西太平洋海水中的Nd来源于太平洋边缘火山岩的风化,且23Ma来风化作用逐渐增强,至5Ma时气候回暖,风化作用减弱;
(4)23Ma以来MDK12结壳中Mo同位素的变化主要与富氧的南极底流的强弱有关,大约在4.4Ma左右的Mo同位素正偏有可能是同期海底火山活动作用的结果,此外,随着中美地峡闭锁以及巴拿马水道封闭致使AABW逐渐减弱,结壳生长的海山区域海水含氧量减少,最低含氧带降低,形成弱氧化环境,也有可能使得δ98/95Mo相对正偏;
(5)在MDK12形成早期经历了磷酸盐化作用,导致Ca,P含量剧增,Mo含量降低,并有可能导致结壳δ98/95相对偏轻。