鐵錳結核成礦機制研究獲進展
信息來源 :湖南礦業網
發表時間 :2023-02-22 10:23:45
近日，廣州海洋地質調查局副總工程師何高文團隊在鐵錳結核成礦機制研究方面取得重要進展，揭示了鐵錳結核對海水中關鍵金屬元素選擇性富集機理。相關研究發表于《化學地質學》（Chemical Geology）。
隨著新興技術的崛起和低碳經濟發展，清潔能源、高溫合金、磁性材料、催化劑等領域對關鍵金屬礦產資源需求激增。海洋鐵錳結核是鈷、鎳、銅、錳的多金屬礦產資源，海底的巨大儲量使它們成為今后采礦的重要目標。經過100多年的調查和研究，人們基本掌握了全球海底鐵錳結核的分布，并將其劃分為水成型、成巖型、熱液型以及過渡類型。
何高文團隊發現西太平洋富鈷結核與富鈷結殼具有類似的礦物和化學組成，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）比值的化學組成特征，稱為典型的水成型結核。團隊近日基于西菲律賓海盆中央裂谷帶鐵錳結核礦物學、元素和同位素地球化學研究，識別出低Co含量（<0.4%）、低Mn/Fe（<2.5）和高Fe/Co比值的水成型結核，稱其為非典型水成型結核。
在成因判別圖中，研究區鐵錳結核幾乎全部落在水成成因范圍中；Nd-Hf同位素結果進一步驗證了這些結核是水成成因。通過與項目組在太平洋調查區采集的鐵錳結核對比發現，它們與水成-成巖混合型結核的化學組成差異大，而與典型水成型結核更類似，但具有明顯的低Ce、Co含量和高Fe/Co比值。非典型水成型結核的地球化學組成并非是水成型結核、成巖型結核和熱液型結核的過渡產物，它們受到強底流和陸源碎屑的影響。
該研究識別出低鈷非典型水成型結核，揭示了研究區鐵錳結核的成因機制，并梳理了不同成因類型錳鐵結核關鍵金屬富集的差異，有助于完善海底礦產資源成礦理論體系，揭示鐵錳結核對海水中關鍵金屬元素選擇性富集機理。