富钴结核关键金属富集机制研究取得新进展

中国地质调查局广州海洋地质调查局深海矿产资源科技创新团队在富钴结核成矿机制研究方面的成果。

2012年，该团队在西北太平洋深海盆地发现了富钴结核，经过10年的调查和研究，基本掌握了富钴结核的空间分布和成矿环境。为了系统评价富钴结核的成矿作用，该团队开展了结核的微区结构、矿物、化学和钕、铪同位素组成分析。研究表明：一是富钴结核形成于冷水环境，主体暴露于海水中，与沉积物接触较少。二是结核中矿物的结晶程度差，主要为水羟锰矿并含有少量的钡镁锰矿，指示了氧化的成矿环境。三是结核的化学组成具有相对较高的钴、钛和稀土元素含量，以及较高的铁/锰比值等特征，进一步证明了研究区富钴结核为典型的水成成因。四是研究区处于典型的热带寡营养盐海洋环境，具有较低的海洋生产力和沉积速率，沉积物主要为深海粘土。贫营养、持续的底流活动以及低沉积速率共同形成了氧化的海洋环境，长期暴露在该氧化环境下非常有利于富钴结核成矿。

该团队对比了金属元素在海水和富钴结核中的丰度，结果表明，富集程度__的是清除型元素，其次是营养盐型元素。清除型元素具有较高的电荷和较小的离子半径，在海水中的含量较低且很少受生物地球化学作用的影响。钴、锰、铈、铅等典型的清除型元素随水深逐渐下降，该团队认为这是铁锰氧化物颗粒对海水选择性吸附清扫的结果。该团队进一步分析了富钴结核元素相关性知识图谱，发现大部分金属元素的富集与铁相矿物相关，而部分元素则与锰相矿物有关。

该团队还通过整理海底铁锰结核/结壳、玄武岩和海水钕同位素数据发现，研究区富钴结核的钕同位素组成主要受南极底流的影响。（中国矿业报）