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海洋地质前沿2025年第06期:南海北部李春海山多金属结核的成因类型及其物质来源探讨

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作者:李伟;刘维亮;钟云;蔡砥柱;邢子浩;孟庆杰;鲁旭;李奇;陈治国;许丞;王先庆;黄赞慧;

单位:中国地质调查局海口海洋地质调查中心;中山大学海洋科学学院;广东工贸职业技术学院测绘遥感信息学院;

摘要:前人对大洋多金属结核进行了比较详尽的研究,然而对边缘海陆坡海山多金属结核的研究仍显薄弱。本文以在南海北部陆坡李春海山采集到的多金属结核为研究对象,综合运用分层XRD矿物学、LA-ICPMS原位主微量元素地球化学和分层同位素地球化学等分析测试方法和研究手段,研究南海北部陆坡李春海山多金属结核的成因及物质来源。李春海山多金属结核存在4个不同单元层(层1、层2、层3、层4),各单元层的矿物组成不同,指示水动力条件和陆源输入速率的差异。李春海山多金属结核主要由水羟锰矿、石英、斜长石组成,但外部的层3和层4锰相矿物除了水羟锰矿,还分别出现水钠锰矿和钡镁锰矿等代表成岩成因类型的结核矿物。主成分分析结果表明,李春海山多金属结核具有多期多物源成矿特征,主要以铁相矿物形成及锰相矿物生长为主。结核内各分层大多数测点Mn/Fe比值均<2.5,层3与层4内少数测点Mn/Fe比值>2.5甚至>5;REY配分模式都出现较强的Ce正异常且大多数与南海海水呈镜像对称,而层3和层4少数测点REY配分模式与沉积物孔隙水REY配分模式相近;Sr-Nd同位素居于南海海水与沉积物之间且接近南海海水,且Pb同位素表现出台湾岛物源的特征。因此,李春海山多金属结核主要为水成成因,后期生长有少量成岩成因组分的混入,主要来源于周围海水,同时也受到台湾岛陆源物质输入的影响。

关键词:南海北部;;李春海山;;多金属结核;;水成成因;;陆源物质

基金资助:自然资源综合调查指挥中心科技创新基金(KC20240019);; 中国地质调查局项目(DD20230413,DD20211554);; 广东省基础与应用基础研究基金(2024A1515010439);; 国家自然科学基金(41972049)