太平洋富钴结壳稀有气体地球化学特征及其成矿指示意义

太平洋富钴结壳稀有气体地球化学特征及其成矿指示意义

论文摘要

中西太平洋富钴结壳稀有气体核素含量和同位素组成具有明显的区域性特征。依其He同位素比值与大洋中脊玄武岩(MORB)He同位素比值的相对大小,可将富钴结壳分为低3He/4He型和高3He/4He型两类,麦哲伦海山、马尔库斯-威克海岭、马绍尔群岛海山链和中太平洋海山产出低3He/4He型结壳,莱恩群岛海山链产出高3He/4He型结壳。富钴结壳稀有气体以下地幔来源为主,低3He/4He型与高3He/4He型结壳稀有气体特征的差异是二者产出海山链下地幔源区类型不同的表现。低3He/4He型结壳中的稀有气体主要来自受俯冲再循环大洋地壳影响的HIMU型地幔源区,高3He/4He型结壳中的稀有气体主要来自受捕获大气组分沉积物再循环作用影响的EM型地幔源区。地幔源区类型的差异是引起两类结壳稀有气体组成差异的根本原因。富钴结壳铂族元素(PGE)特征随海山链而变化,PGE各元素之间也有明显的分异,暗示了结壳PGE来源的多样性和富集机制的差异性。地外物质对富钴结壳PGE的贡献有限,富钴结壳PGE主要来自海底幔源岩石的蚀变作用和陆源物质输入。PGE来源印证了富钴结壳稀有气体的地幔来源说。大洋岛屿玄武岩(OIB)低温蚀变作用研究和质量平衡理论计算表明,OIB低温蚀变作用为海水提供了大量金属,OIB是富钴结壳重要的矿源场。地幔在富钴结壳成矿中起着重要的作用。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 附图索引
  • 附表索引
  • 引言
  • 第一节 富钴结壳基本特征及研究意义
  • 一、富钴结壳基本特征
  • 二、富钴结壳研究意义
  • 第二节 富钴结壳研究进展及存在问题
  • 一、富钴结壳研究进展
  • 二、富钴结壳研究中存在的主要问题
  • 第三节 选题依据与研究意义
  • 一、选题依据
  • 二、研究意义
  • 第四节 论文完成的工作量
  • 第一章 稀有气体地球化学
  • 第一节 稀有气体基本性质
  • 一、He
  • 二、Ne
  • 三、Ar
  • 四、Kr
  • 五、Xe
  • 第二节 稀有气体化学性质
  • 一、稀有气体是惰性元素
  • 二、稀有气体是亲气元素
  • 第三节 稀有气体物理化学行为
  • 一、吸附性
  • 二、溶解性
  • 三、分馏作用
  • 四、捕获与注入
  • 五、扩散作用
  • 六、同位素分馏
  • 第四节 典型端元稀有气体地球化学特征
  • 一、大气稀有气体组成
  • 二、地幔稀有气体地球化学
  • 第二章 区域成矿背景
  • 第一节 区域地质背景
  • 一、研究区构造体制
  • 二、研究区洋壳形成与演化
  • 三、海山链起源与演化
  • 四、研究区海山链特征
  • 第二节 区域海洋学背景
  • 一、海山生物生产力及底流活动
  • 二、底流特征
  • 第三章 富钴结壳矿物组成特征
  • 第一节 海底铁锰氧化物 X 射线衍射矿物组成研究进展
  • 一、深海多金属结核矿物学研究史
  • 二、富钴结壳矿物学研究进展
  • 第二节 样品与分析方法
  • 一、样品
  • 二、X 射线衍射矿物组成分析
  • 第三节 富钴结壳矿物组成特征
  • 一、矿物组合鉴定
  • 二、矿物产出特征
  • 三、样品矿物组成及其区域变化
  • 第四节 小结
  • 第四章 富钴结壳元素地球化学
  • 第一节 样品与方法
  • 第二节 主要元素地球化学
  • 第三节 主要成矿金属含量特征
  • 第四节 微量元素地球化学
  • 第五节 稀土元素地球化学
  • 一、REE 含量特征
  • 二、REE 北美页岩标准化配分曲线特征
  • 第六节 富钴结壳元素组合与富集机制
  • 一、富钴结壳元素组合研究进展
  • 二、富钴结壳元素组合的区域分异
  • 三、富钴结壳主要成矿金属富集机制
  • 第七节 小结
  • 第五章 富钴结壳稀有气体地球化学
  • 第一节 样品与分析方法
  • 一、样品
  • 二、稀有气体含量与同位素组成分析
  • 第二节 富钴结壳稀有气体丰度特征
  • 一、He、Ne、Ar 丰度特征
  • 二、Kr、Xe 丰度特征
  • 第三节 富钴结壳稀有气体同位素比值特征
  • 一、He、Ne、Ar 同位素比值特征
  • 二、Kr 同位素比值特征
  • 三、Xe 同位素比值特征
  • 第四节 富钴结壳稀有气体的来源
  • 一、海底铁锰氧化物稀有气体同位素组成的区域不均一性
  • 二、海底铁锰氧化物稀有气体来源研究现状
  • 三、地幔稀有气体同位素组成
  • 四、富钴结壳稀有气体来源
  • 第五节 下地幔源区类型与富钴结壳稀有气体来源的制约
  • 一、下地幔端元类型及起源
  • 二、中西太平洋主要海山链源区地幔端元厘定
  • 三、He、Ar 同位素组成与下地幔源区类型的耦合
  • 四、Kr、Xe 同位素组成与下地幔源区类型的耦合
  • 第六节 富钴结壳稀有气体源区特征及演化
  • 一、地幔源区同位素组成
  • 二、地幔脱气作用
  • 三、放射性成因核素的年代积累
  • 第七节 小结
  • 第六章 富钴结壳铂族元素区域变化及来源
  • 第一节 样品与分析方法
  • 一、样品
  • 二、PGE 含量分析
  • 第二节 富钴结壳PGE 地球化学
  • 一、富钴结壳PGE 含量特征
  • 二、富钴结壳PGE 含量区域分异
  • 三、富钴结壳PGE 比值区域分异
  • 第三节 富钴结壳PGE 来源
  • 一、地外物质对富钴结壳PGE 的贡献
  • 二、富钴结壳中PGE 的分异与富集
  • 三、富钴结壳PGE 来源
  • 第四节 富钴结壳PGE 富集机制
  • 一、富钴结壳PGE 富集机制研究进展
  • 二、富钴结壳PGE 富集机制
  • 第五节 小结
  • 第七章 海山玄武岩低温蚀变对富钴结壳成矿的贡献
  • 第一节 样品与方法
  • 一、样品
  • 二、分析方法
  • 第二节 元素地球化学特征
  • 一、主要元素特征
  • 二、稀土元素特征
  • 三、微量元素特征
  • 第三节 岩石成因
  • 一、岩石成因类型
  • 二、蚀变作用所引起的玄武岩成分变化
  • 第四节 蚀变作用质量平衡的理论计算
  • 一、蚀变作用引起的玄武岩总量变化计算
  • 二、单位质量新鲜玄武岩的金属及氧化物交代流失量计算
  • 三、理论计算结果评价
  • 第五节 大洋岛屿玄武岩低温蚀变作用对富钴结壳成矿的贡献
  • 第六节 小结
  • 第八章 结论
  • 参考文献
  • 博士在读期间发表论著
  • 个人简历
  • 致谢
  • 相关论文文献

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