东太平洋和中太平洋海盆铁锰结核的物质组成、成矿介质和成矿作用研究

本文在区域背景分析的基础上，详细研究了中太平洋CP区（7°-12°N，176°E-178°W）和东太平洋CC区（7°-14°N，138°-152°W）铁锰结核的铁锰矿物组成、化学成分、成矿介质特征及其形成控制因素，结果表明：铁锰结核内部构造具有几乎由纯的铁锰氧化物组成的平行纹层状构造到含有较多碎屑矿物粘土矿物的斑杂状构造的连续过渡特征；铁锰结核中的锰矿物主要是δ-MnO_2、钡锰锰矿和钠水锰矿，且以前两者为主，在以平行纹层状构造为主的结核中富δ-MnO_2、贫钡镁锰锰，δ-MnO_2/钡镁锰矿比值大于10，而在以斑杂状构造为主的结核中δ-MnO_2/钡镁锰矿的比值在1左右，铁矿物主要是针铁矿、四方纤铁矿等；铁锰结核中的化学元素可以分成五个具有独立成因意义的组合：锰元素组、铁元素组、造岩元素组、生物成因元素组和易溶盐类组分，具平行纹层状构造富含δ-MnO_2的结核中富集铁组元素，具斑杂状构造富含钡锰锰矿的结核富集锰组元素和造岩元素；铁锰结核中稀土元素含量是正常深海沉积物的2-3倍。水成型结核和混合成岩型结核上部稀土元素更富且具Ce的明显正异常，而成岩型结核和混合成因结核的下部稀土元素含量相对低，Ce的正异常也不明显，有时出现负异常；铁锰结核的直接成矿介质是大洋底层水和孔隙水，因此底层水和孔隙的物理化学条件就是决定结核地球化学特征的关键条件，影响大洋底层水、孔隙水物理化学条件变化的地质因素主要有南极底流、沉积速率、生物生产力等等；铁锰结核的生长是一非线性振荡式的地质地球化学作用过程。