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多金属结核与富钴结壳铂族元素（PGE）地球化学特征对比

多金属结核；富钴结壳；铂族元素(PGE)；地球化学特征

6、海洋地球科学 > 专题3：从洋中脊到海斗深渊：环境、资源与探测技术

多金属结核与富钴结壳铂族元素（PGE）地球化学特征对比
邱忠荣1，马维林1*
自然资源部第二海洋研究所 国家海洋局海底科学重点实验室，杭州310012

关键词：多金属结核；富钴结壳；铂族元素(PGE)；地球化学特征

多金属结核与富钴结壳是洋底两种具有重要潜力的金属矿产资源。多金属一般生长在水深4000-6500m有沉积物覆盖的深海平原上，富钴结壳则一般分布在水深2000m左右的海山表面。在对二者地球化学研究方面，以往研究大多侧重于 常量、微量及稀土元素上，而对铂族元素(PGE)研究较少，本文对多金属结核与富钴结壳中PGE特征进行了系统性的对比与讨论。
研究样品为大洋40航次在西北太平洋采集到的23块多金属结核，并对其进行了PGE检测，检测结果的精密度均在允许范围内。与西北太平洋富钴结壳[1]对比发现，西北太平洋多金属结核PGE总含量为189 ×10-9~338×10-9，平均值为258×10-9，明显低于富钴结壳 (ΣPGE= 653×10-9)。就单个元素比较来看，富钴结壳中的Pt及Rh含量均要高于多金属结核, 但Os及Pd含量却要低于多金属结核的值, 其余元素如Ru和Ir含量则相近。此外，多金属结核与富钴结壳PPGE (Rh+Pt+Pd)/IPGE(Os+Ir+Ru)平均值分别为9.79和26.7，可见多金属结核与富钴结壳PGE之间均发生了明显分异，且富钴结壳的分异明显强与多金属结核。
与稀土元素Ce及Eu异常计算方法类似，Pt异常采用以下公式计算：
Pt/Pt*=Pt_N/√(Rh_N*Pd_N )
并用Pt/Pd指示Pd的异常，计算得到多金属结核Pt/Pt*为7.49，Pt/Pd为68，而富钴结壳Pt/Pt*和Pt/Pd分别为22.7和366，表相比于多金属结核，富钴结壳明显更富集Pt而相对贫Pd。多金属结核与富钴结壳的PGE球粒陨石标准化配分曲线非常一致（图1），二者均表现为明显的Pt的正异常，从Os到Pt逐渐富集，Pd元素强烈亏损。此外，陆源海—南海的富钴结壳[2]与多金属结核之间的PGE地球化学特征对比结果也与本文所讨论一致。

参考文献
[1] Guan Y, Sun X, Ren Y, et al. Mineralogy, geochemistry and genesis of the polymetallic crusts and nodules from the South China Sea[J]. Ore Geology Reviews, 2017, 89: 206-227.
[2] 任江波, 何高文, 姚会强, 等. 西太平洋海山富钴结壳的稀土和铂族元素特征及其意义[J]. 地球科学, 2016, 41(10): 1745-1757.


基金项目：国际海域资源调查与开发“十三五”课题（批准号：DY135-C1-1-05）
第一作者简介：邱忠荣（1994- ），男，硕士研究生，主要从事海洋地质方面研究工作.E-mail:qiuzhongrong@sio.org.cn
*通信作者：马维林（1971- ），男，研究员，主要从事海洋地质和海底矿产资源研究工作.E-mail:maweilin308@sina.com