正文 第七章 界麵水在多金屬結核形成上的功能(一)(1 / 3)

為了探討界麵水與多金屬結核形成的關係,應以多金屬結核形成分布的特性為前提,並由此勾畫其成礦作用反應場的位置,闡明界麵水在成礦作用上的地位。進而研究界麵水中成礦金屬的聚集共生關係,成礦金屬的存在形式及其在成礦作用上的功能,成礦金屬的形式轉變和補償條件等互為關聯的成礦作用問題。並將上述研究成果概括為界麵水成礦金屬的形成和轉移模式,以示導向下章多金屬結核形成機理的討論。

第一節 多金屬結核形成分布的特性

根據世界大洋多金屬結核資源調查研究表明,多金屬結核形成分布良有7個特性。

1.大洋底部廣泛分布著不同程度的多金屬結核資源,分布麵積幾乎占大洋總麵積的三分之二。不言而喻,多金屬結核具有全球性分布的特性。

2.多金屬結核礦產資源分布的廣泛性,無論是內生成礦作用,還是外生沉積成礦作用的規模均是難以與之倫比的,在大洋中亦未觀察到可與錳、鐵氧化物堆積規模相比的其它成礦作用的規模。這充分說明大洋錳鐵沉積成礦作用規模的巨大性。

3.大洋中以錳、鐵為主要成礦元素形成的結核,由於大規模的堆積,使大洋盆地底部蘊藏的錳、鐵、銅、鎳、鈷等潛在的金屬資源量具有巨大的豐富性,並具有工業開發規模的前景。

4.多金屬結核主要分布在大洋的深水區,環大陸帶為缺失區。最有遠景的地區有東北太平洋海盆的克拉裏昂和克裏帕頓斷裂帶之間的海域,中太平洋海盆、西太平洋海盆、秘魯海盆、中印度洋海盆等。它的產出部位主要在洋底表層沉積物的上麵,且不被沉積物掩埋,即結核產於液相與固相的交界麵上。所謂結核主要存在核心,單核心或多核心。結核是由含次要元素銅、鎳、鈷等和主要成礦元素錳、鐵以高價態組成的氧化物層層包裹著核心生長而成的。核心的物質成分由火山碎屑岩(如溶岩流角礫、玄武岩碎屑等)、沉積岩及其蝕變產物的碎屑,以及生物碎屑(如鯊魚牙齒、有機殘骸等)組成,在高緯度區也可由冰成漂礫組成核心。多金屬結核的深水沉積和界麵沉析為其又一特性。

5.多金屬結核分布區是沉積作用異常緩慢的地區,沉積強度極低,沉積速率一般為1-3mm/ka。研究區的多金屬結核直接覆蓋在第三紀早中新世沉積層之上,有的覆蓋在層厚約30cm的第四紀沉積層之上,極少數夾在沉積物表層之中。多金屬結核形成的時間是相當長的。在結核中非金屬組分的數量以雜質的形式加入礦質中或呈獨立的薄層,或充填於裂隙和空洞中。結核中的錳鐵礦層的間斷性反映了結核的生長時長時停,生長速率約為幾mm/Ma成礦作用具有十分緩慢性和間歇性的特點。

6.多金屬結核是在可溶性成礦金屬極不飽和的大洋水中沉析出來的,可溶性礦質的濃度在成礦作用上是非決定因素,控製成礦作用的決定因素矩大洋水係統的物理、化學條件和地球化學條件,環境因素是多金屬結核成礦作用的主控因素,為其又一個特性。

7.參與多金屬結核成礦的金屬種類是極其少的。主要成礦元素有鐵和錳。次要成礦元素是鎳、銅和鑽,它們以水凝膠的形式被吸附著,由於在大洋水中濃度很低,以至於這些組分不可能以其它方式析出。成礦金屬種類的稀少性是成礦作用的又一特性。

鑒於上述,可將多金屬結核的形成分布的特性概括為:分布的全球性,成礦作用規模的巨大性、間斷性和緩慢性,資源的豐富性,產出部位的特殊性,成礦溶液濃度的不飽和性和參與成礦作用金屬種類的稀少性等。這些特性為討論其形成機理提供了極其重要的信息,揭示了探討和解決該問題的途徑和方法。