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        東太平洋CC區(qū)沉積物稀土元素特征及物源*

        2014-10-08 12:49:02劉季花石學法朱愛美呂華華胡利民
        海洋科學進展 2014年2期
        關鍵詞:西區(qū)東區(qū)硅質(zhì)

        黃 牧,劉季花,石學法,朱愛美,呂華華,胡利民

        (1.海洋沉積與環(huán)境地質(zhì)國家海洋局重點實驗室,山東 青島 266061;2.國家海洋局 第一海洋研究所,山東 青島 266061)

        東太平洋CC區(qū)是多金屬結(jié)核的重要產(chǎn)區(qū),也是稀土元素(REE,包括Y)相對富集的區(qū)域之一。前人對CC區(qū)東部與西部的沉積物中REE特征及影響因素做了較詳細的研究[1-10],發(fā)現(xiàn)REE主要儲存于沸石粘土等沉積物中,且受到磷酸巖、鐵錳氧(氫氧)化物等物質(zhì)的影響。我們選擇了較少報道的CC區(qū)中西部沉積物進行了REE特征及物質(zhì)來源研究,并從礦產(chǎn)資源角度出發(fā),初步估算了研究區(qū)表層沉積物中REE儲量,探討了其富集影響因素。

        1 樣品與方法

        對“大洋一號”、“海洋四號”和“海洋六號”等科學考察船在2002—2011年對東太平洋CC區(qū)考察時所采集的33站表層沉積物樣品進行了REE地球化學研究。研究區(qū)位于東太平洋CC區(qū)中西部,根據(jù)沉積物分布的相對位置,將研究區(qū)域分為東西兩部分,其中東區(qū)范圍為:144°54′~145°06′W,7°54′~8°12′N;西區(qū)范圍為:154°00′~154°30′W,9°48′~10°18′N,如圖1所示。

        沉積物類型的鑒定應用涂片法:取火柴頭大小沉積物樣品,均勻涂抹于載玻片上用冷杉膠固定,在顯微鏡下鑒定沉積物主要成分并估算其含量,按照Walter Dean等[11]的分類標準確定沉積物類型。

        樣品數(shù)據(jù)在海洋沉積與環(huán)境地質(zhì)國家海洋局重點實驗室測得,其中REE(La~Lu和Y等15種,Pm未測)和微量元素(Li,Be,Co,Ni,Ga,Rb,Nb,Mo,Cd,In,Cs,Hf,Ta,W,Tl,Pb,Bi,Th,U 和Sc共20種)的測試應用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)法;Al,F(xiàn)e,Ca,Mg,K,Na,Mn,Ti,P,Ba,Cr,Sr,V,Cu,Zn和Zr等16種元素的測試應用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-OES)。測試的標準樣品為GBW-07313,REE和微量元素測試相對誤差為0.5%~6%,常量元素測試相對誤差為0.5%~3%。將樣品低溫烘干研磨至200目,向樣品中滴入高純度的HNO3和HF后放入高溫烘箱48h以上,冷卻并除去HF,加入1:1高純HNO3高溫持續(xù)24h以上,冷卻稀釋后進行ICP-OES和ICP-MS上機測試。

        圖1 研究區(qū)表層沉積物樣品位置分布圖Fig.1 Location of surface sediment samples collected in the studied area

        2 結(jié)果與討論

        2.1 沉積物類型

        根據(jù)涂片鑒定結(jié)果,將研究區(qū)33站表層沉積物分為沸石粘土、含硅質(zhì)粘土、硅質(zhì)粘土、粘土質(zhì)硅質(zhì)軟泥、含粘土硅質(zhì)軟泥和硅質(zhì)軟泥等6種類型。

        2.2 稀土元素分布特征

        2.2.1 區(qū)域分布特征

        西區(qū)共有27站沉積物樣品,分別為沸石粘土(2站)、含硅質(zhì)粘土(7站)、硅質(zhì)粘土(14站)、粘土質(zhì)硅質(zhì)軟泥(3站)和含粘土硅質(zhì)軟泥(1站)。表層沉積物中輕稀土元素(LREE)、重稀土與釔元素(HREE)、稀土元素總含量(∑REE)的范圍分別為(226.40~507.07)×10-6,(123.06~343.12)×10-6和(352.94~812.80)×10-6,平均值分別為273.09×10-6,163.50×10-6和436.59×10-6。

        東區(qū)共有6站沉積物樣品,分別為硅質(zhì)粘土(2站)、含粘土質(zhì)硅質(zhì)軟泥(2站)和硅質(zhì)軟泥(2站)。表層沉積物中LREE、HREE和∑REE的范圍分別為(232.11~280.93)×10-6,(117.69~162.55)×10-6和(355.81~443.48)×10-6,平均值分別為249.89×10-6,132.18×10-6和382.06×10-6。整體而言,西區(qū)沉積物中LREE、HREE和∑REE含量相對更高。

        2.2.2 稀土元素組成特征

        研究區(qū)表層沉積物中REE組成如表1所示。從沉積物類型看,REE在沸石粘土中富集程度最高(均位于西區(qū)),其LREE、HREE和∑REE范圍分別為(421.75~507.07)×10-6,(305.73~343.12)×10-6和(764.87~812.80)×10-6,平均值分別為464.41×10-6,324.43×10-6和788.84×10-6。在含硅質(zhì)粘土、硅質(zhì)粘土、粘土質(zhì)硅質(zhì)軟泥、含粘土硅質(zhì)軟泥和硅質(zhì)軟泥等富含硅質(zhì)成分的沉積物中REE含量相對較低。西區(qū)富含硅質(zhì)成分沉積物中的 LREE、HREE和∑REE范圍分別為(226.40~335.47)×10-6,(123.06~206.94)×10-6和(352.94~542.40)×10-6,平均值分別為257.78×10-6,150.63×10-6和403.41×10-6;東區(qū)富含硅質(zhì)成分沉積物中 LREE、HREE和∑REE范圍分別為(232.11~280.93)×10-6,(117.69~162.55)×10-6和(355.81~443.48)×10-6,平均值分別為249.89×10-6,132.18×10-6和382.06×10-6。LREE、HREE和∑REE在沸石粘土中的富集程度均高于富含硅質(zhì)成分的沉積物,西區(qū)表層沉積物中LREE、HREE和∑REE含量較東區(qū)普遍偏高。

        表1 表層沉積物中稀土元素組成Table 1 Comositions of Rareear the lemen tsin thesur facese diments

        從元素組成看,LREE含量高于HREE,輕重稀土元素比值[LREE/HREE=∑(La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu)/∑(Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu),∑Ce/∑Y=∑(La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu)/∑(Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Y))、鈰異常(δCe)和銪異常(δEu)等差異較大,而且這些差異與沉積物類型有密切關系[3-4,12],明顯存在以下變化規(guī)律:

        1)沸石粘土型:主要為沸石粘土(均位于西區(qū)),其∑REE變化范圍為(764.87~812.80)×10-6,δCe為0.17~0.40,LREE/HREE最小,變化范圍為3.35~3.68,REE含量最高,HREE相對最富集,Ce虧損最明顯。

        2)硅質(zhì)粘土型:主要為含硅質(zhì)粘土和硅質(zhì)粘土。西區(qū)表層沉積物中∑REE平均值為407.38×10-6,δCe為0.38~0.89,LREE/HREE為3.68~5.09;東區(qū)沉積物中∑REE為412.53×10-6,δCe為0.63~0.74,LREE/HREE為4.38~4.85。該類型沉積物中∑REE均低于沸石粘土型,Ce虧損程度和HREE富集程度相對沸石粘土型弱;與東區(qū)相對,西區(qū)沉積物中Ce虧損程度和REE分異程度的差異更大。

        3)硅質(zhì)軟泥型:主要為粘土質(zhì)硅質(zhì)軟泥、含粘土硅質(zhì)軟泥和硅質(zhì)軟泥。西區(qū)沉積物中∑REE平均值為413.81×10-6,δCe為0.39~0.72,LREE/HREE為3.77~4.64;東區(qū)沉積物中∑REE平均值為366.83×10-6,δCe為0.69~0.94,LREE/HREE為4.59~5.14。該類型沉積物中∑REE較硅質(zhì)粘土型普遍偏低,Ce虧損程度相對硅質(zhì)粘土型稍弱,相對富集LREE;與西區(qū)相比,東區(qū)沉積物中∑REE更低,Ce負異常減弱,LREE與HREE分異更明顯。

        可見,研究區(qū)表層沉積物中∑REE與粘土含量呈正相關,而與硅質(zhì)生源組分呈負相關。沸石粘土型→硅質(zhì)粘土型→硅質(zhì)軟泥型,LREE、HREE和∑REE都逐漸降低,LREE/HREE則呈逐漸增加的趨勢,HREE相對富集程度呈逐漸減弱的趨勢,LREE相對富集程度逐漸增加。Ce在沸石粘土型沉積物中虧損最明顯,在硅質(zhì)沉積物中虧損相對較弱。在硅質(zhì)粘土型和硅質(zhì)軟泥型沉積物中,REE特征相似。

        與東區(qū)相比,西區(qū)表層沉積物類型更具多樣性,沸石粘土和硅質(zhì)軟泥型沉積物的REE含量更高,HREE相對更富集,Ce虧損更明顯;硅質(zhì)粘土型沉積物中REE整體上也具有類似特征,但在西區(qū)少數(shù)沉積物樣品中,δCe,LREE/HREE和∑REE等與其他樣品存在明顯差異(表2),如在8066站樣品中,δCe,δEu,LREE/HREE等均高于硅質(zhì)粘土和其他類型沉積物??梢娫谘芯繀^(qū)沉積物中,不僅REE含量極不均勻,而且REE特征也存在顯著差異。

        表2 西區(qū)硅質(zhì)粘土型沉積物中稀土元素差異對比Table 2 Differences of REE in the siliceous clay sediment in the western area

        為了更明顯表征研究區(qū)表層沉積物中REE的特征,將之與北美頁巖、陸殼、洋殼、中國黃土、黃海陸架沉積物和北太平洋表層海水(水柱中50m以上)等地質(zhì)體中的REE組成進行對比(表3)。

        表3 研究區(qū)表層沉積物及不同地質(zhì)體中稀土元素組成Table 3 REE compositions in the surface sediments and other geological bodies in the studied area

        從表3可見,研究區(qū)表層沉積物中REE含量遠高于陸源物質(zhì)平均值:∑REE是黃海陸架沉積物和北美頁巖的1.8~3.9倍,是中國黃土的2.0~4.3倍,是陸殼和洋殼的3.1~6.7倍。研究區(qū)表層沉積物中δCe大多都小于0.8,Ce虧損程度較黃海陸架沉積物(δCe為0.85)和中國黃土(δCe為0.96)更明顯;所有沉積物都存在明顯的Eu正異常,δEu變化范圍為1.23~1.44,中國黃土和黃海陸架沉積物為Eu弱負異常(分別為0.94和0.96)。沉積物中∑Ce/∑Y變化范圍為1.43~1.95,低于黃海陸架沉積物(4.01)和中國黃土(3.35)。

        黃海陸架沉積物是典型的陸架海沉積,與北美頁巖和中國黃土均為陸殼風化產(chǎn)物,陸殼和洋殼的REE含量代表了整個地殼REE成分[8],可見研究區(qū)表層沉積物中REE與陸源物質(zhì)差異較大。另外,雖然北太平洋表層海水中∑REE(173.89×10-12)和∑Ce/∑Y(0.3)與研究區(qū)表層沉積物存在差異,但δCe(0.41)與研究區(qū)表層沉積物相近,表明它們可能具有相近的REE來源[8,16]。

        2.3 稀土元素配分模式

        研究區(qū)表層沉積物REE含量經(jīng)北美頁巖標準化后,在對數(shù)坐標上作出REE配分模式圖(圖2)。結(jié)果表明,所有沉積物都表現(xiàn)為Ce負異常的LREE虧損特征,與海水的REE配分模式相似,但不同類型沉積物的REE配分模式也存在明顯差異。根據(jù)分布曲線的相對位置,將研究區(qū)沉積物的REE配分模式分為沸石粘土型和硅質(zhì)沉積物型2類。

        1)沸石粘土型:沉積物主要為沸石粘土,均位于西區(qū)。曲線分布于1~8;δCe范圍為0.17~0.40,強烈虧損Ce;δEu范圍為1.24~1.31,存在明顯Eu正異常。

        2)硅質(zhì)沉積物型:主要為含硅質(zhì)粘土、硅質(zhì)粘土、粘土質(zhì)硅質(zhì)軟泥、含粘土硅質(zhì)軟泥和硅質(zhì)軟泥等5種沉積物。在東區(qū)和西區(qū)都廣泛發(fā)育。REE配分模式曲線形態(tài)相近,曲線分布于1~5;δEu范圍為1.17~1.46,Eu正異常明顯;δCe范圍為0.38~0.94,Ce虧損明顯,但虧損程度低于沸石粘土型。

        圖2 研究區(qū)表層沉積物及不同地質(zhì)體中稀土元素配分模式圖Fig.2 NASC-normalized REE patterns in the surface sediments and other geological bodies in the studied area

        將研究區(qū)表層沉積物中沸石粘土型、硅質(zhì)沉積物型、黃海陸架沉積物、中國黃土和北太平洋表層海水(50 m以上水體)[15]等地質(zhì)體中REE元素配分模式進行對比(圖2a),發(fā)現(xiàn)中國黃土和黃海陸架沉積物配分模式曲線分布于1附近,略富集LREE,無明顯Ce負異常,代表受到了陸源物質(zhì)影響的REE特征;北太平洋表層海水存在明顯Ce負異常,且相對富集HREE。對比發(fā)現(xiàn),所有沉積物中REE配分模式均與陸源物質(zhì)的特征相差明顯,而與北太平洋海水中REE配分模式形態(tài)相似,特別是沸石粘土型,表現(xiàn)為存在明顯Ce負異常的LREE虧損特征,為典型受到海水來源影響的深海沉積物REE配分模式[8]。

        東區(qū)與西區(qū)硅質(zhì)沉積物都存在Ce負異常和Eu正異常,相對虧損LREE,但不同類型沉積物之間也存在細微差異(圖2b)。從REE配分模式看,東區(qū)硅質(zhì)軟泥的REE富集程度和Ce虧損程度都弱于其他硅質(zhì)沉積物。與硅質(zhì)軟泥相比,硅質(zhì)粘土中Ce虧損程度、Eu正異常、REE富集程度都更明顯。此外,西區(qū)硅質(zhì)軟泥中Ce負異常和HREE富集程度都超過研究東區(qū)硅質(zhì)粘土,HREE富集程度更高。

        2.4 稀土元素與其他元素的關系

        2.4.1 稀土元素與常量、微量元素的相關性

        研究發(fā)現(xiàn),表層沉積物中REE含量與其他元素存在明顯相關性。為了探討REE在沉積物中的富集機理,選擇了33個樣品的元素組成中的16個變量(LREE,HREE,La,Ce,Al2O3,F(xiàn)e2O3,P2O5,MnO,TiO2,Co,Ni,Cu,Zn,V,Cr和Ba)進行了相關系數(shù)計算(表4)。

        表4 表層沉積物中元素相關系數(shù)和顯著性系數(shù)Table 4 Correlation coefficients and significance correlation cofficients of chemical elements in the surface sediments

        從表4可以看出,LREE、HREE與P2O5,Ni,Zn,Cu,MnO等元素的相關系數(shù)都大于0.7,呈明顯正相關;與Co,Ba,F(xiàn)e2O3的相關系數(shù)小于0.3,呈弱正相關;與TiO2,Al2O3,V,Cr均呈負相關。

        2.4.2 Ce負異常特征

        研究區(qū)沉積物都存在不同程度Ce負異常,δCe變化范圍為0.17~0.94。Ce虧損程度不僅與沉積物類型有關,而且與∑REE,P2O5,MnO和Co等元素含量也存在明顯的負相關(圖3)。

        在遠洋沉積物中,P2O5主要賦存于磷酸鹽或磷質(zhì)魚骨碎屑中,主要來源于海洋生物;而MnO,Ni,Zn和Cu等元素是鐵錳氧(氧氫氧)化物的重要組分,主要為海洋自生成因[17]。在研究區(qū)沉積物中,REE含量與以上幾種元素呈正相關,印證了磷質(zhì)成分和鐵錳氧(氧氫氧)化物都對 REE有較強的富集能力[3,7-8,18-19]。此外,海洋生物來源的磷質(zhì)魚骨碎屑和自生成因的鐵錳結(jié)核與Ce負異常也有密切的關系[20],二者都繼承了海水的REE特征。Co也是鐵錳氧(氧氫氧)化物的主要成分,但Co一般富集于完全自生的鐵錳氧(氧氫氧)化物之中,是典型的水成元素,在研究區(qū)表層沉積物中,可能受到成巖作用的影響,使Co、Fe2O3等元素僅與REE呈弱正相關,Co與δCe的相關性較MnO、P2O5也差一些。Ba主要富集于重晶石中,重晶石對REE也有較強的富集能力,但由于沉積物中重晶石含量較低,使REE與Ba的關系不太明顯[8,20],說明研究區(qū)沉積物中REE的富集受到生源物質(zhì)和自生物質(zhì)的影響。Al2O3和TiO2均以陸源為主[21-22],V、Cr也主要賦存于陸源成分中[23],4種元素均與REE呈負相關,說明陸源物質(zhì)對REE富集能力有限,但對Ce有較強的富集能力[8,16],Ce在這些礦物中的虧損程度大大低于海洋來源物質(zhì)(生源物質(zhì)或自生物質(zhì)),說明研究區(qū)表層沉積物中REE受到海洋來源物質(zhì)的重要影響。

        圖3 δCe負異常與∑REE、P2O5、MnO、Co等元素相關性Fig.3 Correlations between Ce negative anomalies and∑REE,P2O5,MnO and Co in the sediments

        2.5 稀土元素含量估算

        2.5.1 深海沉積物中稀土資源品位等級劃分標準

        由于深海沉積物中REE資源還處于初步研究階段,還沒有建立確切的資源品位標準體系,故借鑒我國常見陸地礦石中資源品位標準。在風化殼淋積型稀土礦床中,LREE的工業(yè)品位和邊界品位分別為300~500g/m3和100~200g/m3,HREE的工業(yè)品位和邊界品位分別為50~70g/m3和30g/m3,∑REE的工業(yè)品位和邊界品位分別為350~570g/m3和130~230g/m3。若以干樣品的密度按照0.66g/cm3計[10],將品位標準轉(zhuǎn)化為以(×10-6)為單位的標準,LREE的邊界品位和工業(yè)品位分別為(152~303)×10-6和(455~758)×10-6,HREE的邊界品位和工業(yè)品位分別為45×10-6和(76~106)×10-6,∑REE的邊界品位和工業(yè)品位分別為(197~348)×10-6和(530~864)×10-6。

        根據(jù)上述分類標準以及實測REE含量,將研究區(qū)表層沉積物中REE分為以下4種類型,如表5所示:

        Ⅰ非富集型:實測元素含量小于或等于邊界品位上限值;

        Ⅱ 弱富集型:實測元素含量大于邊界品位上限值,小于或等于工業(yè)品位下限值;

        Ⅲ 富集型:實測元素含量大于工業(yè)品位下限值,小于或等于工業(yè)品位下限值2倍;

        Ⅳ極富集型:實測含量大于工業(yè)品位下限值的2倍

        表5 研究區(qū)表層沉積物稀土元素含量等級及類型劃分Table 5 The abundance and classifications of rare earth elements in the surface sediments

        2.5.2 研究區(qū)表層沉積物稀土元素分布

        對比發(fā)現(xiàn),所有研究站位表層沉積物樣品的LREE為(226.40~507.07)×10-6,為非富集型、弱富集型和富集型三類;而 HREE變化范圍為(117.69~343.12)×10-6,均超過了工業(yè)品位的上限值(106×10-6),HREE相對富集明顯,主要為富集型和極富集型兩類;∑REE為(352.94~812.80)×10-6,也均超過了邊界品位的上限值(348×10-6),可分為弱富集型和富集型兩類,如圖4所示。

        圖4 研究區(qū)表層沉積物中LREE、HREE和REE富集分布圖Fig.4 The distributions of LREE、HREE and REE in the surface sediments in the studied areas

        在研究西區(qū),LREE、HREE和∑REE都主要富集于北部的8071、WBC1103等站位區(qū)域,以及東南部的WS0802-1站位附近區(qū)域。對比發(fā)現(xiàn),LREE在8071站位附近最為富集,達到富集型標準(III類);在WBC1103和WS0802-1站位區(qū)域次之,為弱富集型(II類);在其他區(qū)域則呈逐漸降低的趨勢,以非富集型(I類)為主。HREE相對較富集,其中在以8071、WS0802-1等站位為代表的高值區(qū)域達到了極富集標準(IV類),主要分布在研究區(qū)的北部;而在西區(qū)的南部,富集程度相對要弱一些,以富集型為主(III類)。∑REE的分布范圍與LREE較相似,主要富集于8071、WBC11O3和WS0802-1等站位附近,其∑REE含量達到了富集型標準(III類);在其他區(qū)域主要為弱富集型(II類)。

        在東區(qū)表層沉積物中,LREE、HREE和∑REE的分布規(guī)律整體相似,均呈現(xiàn)“東南高—西北低”的分布特征。LREE在東區(qū)的含量均屬于非富集型(I類);∑REE則均屬于弱富集型(II類);HREE除了在8243站位富集區(qū)域達到了極富集型(IV類)之外,在其他區(qū)域均為富集型(III類)。從富集程度來看,LREE、HREE和∑REE的富集程度都要低于研究區(qū)西區(qū)。

        2.5.3 研究區(qū)稀土元素含量估算

        陸殼和洋殼中的REE含量代表了整個地殼的REE成分[8]。研究區(qū)域表層沉積物中REE含量是陸殼和洋殼的3.1~6.7倍,即研究區(qū)沉積物中REE的富集系數(shù)均在3以上;此外,該區(qū)域表層沉積物中∑REE最低值為352.94×10-6,也高于陸地離子吸附性礦床的邊界品味,說明該區(qū)域表層沉積物中REE呈明顯的富集狀態(tài)。

        以研究樣品的平均含水量70.20%代表研究區(qū)域表層沉積物的含水量,用樣品天然密度的平均值1.25 g/cm3代表研究區(qū)表層沉積物的平均密度[10],另外假定測試的沉積物中REE含量能夠代表取樣原位的表層20cm厚的沉積物中REE的平均值,則沉積物中REE的含量可用如下公式表述:

        式中W為REE含量;s為沉積物分布面積;h為沉積物的厚度;ρ為濕樣品的平均天然密度;Φ為沉積物的平均含水量;σ為表層沉積物中REE的平均含量。根據(jù)上述公式,分別計算研究區(qū)西區(qū)、東區(qū)表層沉積物中LREE、HREE和∑REE含量,如表6和表7所示。

        表6 研究區(qū)西區(qū)不同類型沉積物中稀土元素含量狀況Table 6 The reserves of rare earth elements in different types of surface sediments in the western area

        表7 研究區(qū)東區(qū)不同類型沉積物中稀土元素含量狀況Table 7 The reserves of rare earth elements in different types of surface sediments in the eastern area

        研究區(qū)西區(qū)面積為1 643km2,表層沉積物中LREE、HREE和∑REE總量分別為34 259,18 894和54 038t,其中LREE非富集型(I類)為25 010t,占LREE總量73%,而達到富集型的(III類)為450噸,僅占1%;HREE富集型(III類)為12 002t,占 HREE總量64%,極富集型(IV)為6 892t,占 HREE總量36%。東區(qū)由于站位較少,采用以測試站位表層沉積物中稀土元素豐度代表周圍一定區(qū)域的平均值的辦法估算稀土元素總含量:東區(qū)6個取樣站位周圍1km2內(nèi)表層沉積物中LREE、HREE和∑REE總含量分別為263.1,139.2和402.3t。從元素豐度來看,西區(qū)富集程度普遍高于東區(qū);從分布類型來看,兩個研究區(qū)域內(nèi)表層沉積物中LREE絕大多數(shù)均賦存于I類和II類中,HREE主要賦存于III類(均大于總量60%),其次是IV類。

        2.6 沉積物物源探討

        前面我們已經(jīng)定性地探討過,研究區(qū)表層沉積物中REE含量、配分模式等均與陸源物質(zhì)差異非常大,而表現(xiàn)出與海水相似的REE元素配分模式特征,這意味著研究區(qū)的沉積物中REE很可能直接來源于海水。從沉積物類型看,沉積物中REE含量與沸石、遠洋粘土等成分含量呈正相關,與硅質(zhì)組分呈負相關。研究表明,深海沉積物中沸石、蒙皂石等粘土成分主要由海底基性火山噴發(fā)物質(zhì)經(jīng)海水蝕變而成,并且在海解蝕變過程中REE以進入自生礦物晶格和吸附在礦物表面的形式從海水中富集起來[3,24],REE特征對海水有一定的繼承性。

        此外,前人研究還發(fā)現(xiàn),地質(zhì)體中La/Tb和La/Yb也可反映沉積物的物質(zhì)來源[3-4]。在北美頁巖、中國黃土和中國海沉積物等代表陸殼沉積物的地質(zhì)體和代表鈣質(zhì)生物的有孔蟲殼體中,La/Tb和La/Yb的比值都非常高,而代表地幔來源的球粒隕石和拉斑玄武巖中的比值則都很低。研究區(qū)所有類型沉積物中La/Tb和La/Yb的比值均介于三者之間(表8),說明研究區(qū)沉積物可能具有多源性??偟膩碚f,研究區(qū)表層沉積中REE主要來自海洋來源物質(zhì),同時也受到陸源物質(zhì)、海底火山物質(zhì)的影響。

        表8 不同地質(zhì)體中La/Tb和La/Yb比值Table 8 La/Tb and La/Yb ratios in different types of geological bodies

        3 結(jié) 論

        1)研究區(qū)表層沉積物中REE分布不均勻,在沸石粘土中富集程度最高,硅質(zhì)沉積物中明顯偏低。所有沉積物都存在明顯Ce負異常和Eu正異常的LREE虧損特征,為典型受到海水來源影響的REE配分模式,與陸源物質(zhì)的REE含量和配分模式都存在顯著差異。

        2)與東區(qū)相比,西區(qū)沉積物中LREE、HREE和∑REE普遍偏高,LREE與HREE分異更明顯,HREE富集程度更高,LREE和Ce虧損更強烈。硅質(zhì)粘土中Ce虧損程度、δEu正異常和REE富集程度都比硅質(zhì)軟泥更明顯;東區(qū)的硅質(zhì)軟泥中REE含量、Ce虧損程度都弱于其他硅質(zhì)沉積物,硅質(zhì)粘土的Ce負異常和HREE富集程度均弱于西區(qū)硅質(zhì)軟泥。

        3)從REE富集程度知,研究區(qū)域內(nèi)表層沉積物中LREE絕大多數(shù)均賦存于非富集型和弱富集型中,HREE主要賦存于富集型和極富集型中。

        4)沉積物中REE含量與P2O5,MnO,Ni,Cu和Zn等元素呈正相關,與陸源的Al2O3,TiO2,V和Cr等元素呈負相關;沉積物中La/Tb和La/Yb比值介于陸源物質(zhì)、生源成分和海底火山之間,說明研究區(qū)表層沉積物中REE主要來自海洋源物質(zhì)(自生物質(zhì)或生源物質(zhì)),同時受到陸源物質(zhì)、海底火山物質(zhì)的影響。

        (References):

        [1] PIPER D Z.Rare earth elements in the sedimentary cycle:A summary[J].Chemistry Geology,1974,14(4):285-304.

        [2] PIPER D Z.Rare earth elements in ferromanganese nodules and other marine phases[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1974,38:1007-1022.

        [3] SHEN H T.Rare earth elements in deep-sea sediments[J].Geochimica,1990,4:340-348.沈華悌.深海沉積物中的稀土元素 [J].地球化學,1990,4:340-348.

        [4] LIU J H.Geochemistry of REE of deep sea sediments in the East Pacific Ocean[J].Marine Geology & Quaternary Geology,1992,12(2):33-42.劉季花.太平洋東部深海沉積物稀土元素地球化學 [J].海洋地質(zhì)與第四紀地質(zhì),1992,12(2):33-42.

        [5] LIU J H,ZHANG L J,LIANG H F.The REE geochemistry of sediments in core CC48from the East Pacific Ocean[J].Oceanologia Et Limnologia Sinica,1994,25(1):15-22.劉季花,張麗潔,梁宏峰.太平洋東部CC48孔沉積物稀土元素地球化學研究 [J].海洋與湖沼,1994,25(1):15-22.

        [6] LIU J H,LIANG H F,XIA N,et al.REE geochemistry of<2μm fractions in deep-sea sediments from East Pacific[J].Geochimica,1998,27(1):49-58.劉季花,梁宏峰,夏寧,等.東太平洋深海沉積物小于2μm組分的稀土元素地球化學特征 [J].地球化學,1998,27(1):49-58.

        [7] LIU J H,LIN X H,LIANG H F,et al.REEs geochemistry of nodules and associated sediments from the eastern Pacific[J].Acta Oceanologica Sinica,1999,21(2):134-141.劉季花,林學輝,梁宏峰,等.東太平洋海底結(jié)核及相關沉積物的稀土元素地球化學特征[J].海洋學報,1999,21(2):134-141.

        [8] LIU J H.The geochemistry of REEs and Nd isotope in deep-sea sediments from the Eastern Pacific and their geological implications[D].Qingdao:Institute of Oceanology,China Academy of Sciences,2004.劉季花.東太平洋沉積物稀土元素和Nd同位素地球化學特征及其環(huán)境指示意義 [D].青島:中國科學研究院海洋研究所,2004.

        [9] MENG X W,CHEN Z H,WANG X Q,et al.Rare earth elements-rich phase and enriching mechanism in sediments from CC area,the Pacific Ocean[J].Acta Oceanologica Sinica,2001,20(2):209-214.

        [10] YASUHIRO K,KOICHIRO F,KENTARO N,et al.Deep-sea mud in the Pacific Ocean as a potential resource for rare-earth elements[J].Nature Geoscience,2011,4:535-539.

        [11] WALTER E D,MARGARET L,DORRIK A V S.Classification of deep-sea,fine-grained sediments[J].Journal of Sedimentary Petrology,1985,55:250-256.

        [12] ZHOU S G.The texting and distribution model research of rare earth elements in marine sediments from Central Pacific Ocean[J].Acta Oceanoligica Strica,1993,15(6):55-59.周世光.中太平洋(CC區(qū))海底沉積物中稀土元素的測試及其分布模型研究 [J].海洋學報,1993,15(6):55-59.

        [13] HASKIN L A,HASKIN M A,WILDEMAN T R.Relative and absolute terrestrial abundances of the rare earths[J].In:L H Ahre[J],Origin and distribution of the elements,1.Pergamon:Oxford,1968:889-911.

        [14] WEN Q Z,YU S H,GU X F,et al.A preliminary investigation of REE in Loess[J].Geochimica,1981,2:151-157.文啟忠,余素華,顧雄飛,等.黃土中稀土元素的初步探討 [J].地球化學,1981,2:151-157.

        [15] ZHANG J,Nazaki Y.Behavior of rare earth elements in seawater at the ocean margin:A study along the slopes of the Sagami and Nankai trouighs near Japan[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1998,62(8):1307-1317.

        [16] LV H H.Study on the typical characteristics and application of clay sediments from the Northern Equatorial Pacific[D].Qingdao:Institute of Oceanology,China Academy of Sciences,2005.呂華華.赤道太平洋粘土沉積物的標型特征及其應用研究[D].青島:中國科學研究院海洋研究所,2005.

        [17] BAO C W.Polymetallic nodules and manganese crust as related to landforms and water-depth in the Central Pacific[J].Geological Research of South China,1993,5:95-105.鮑才旺.太平洋中部多金屬結(jié)核和錳結(jié)殼的賦存于地形、水深的關系 [J].南海地質(zhì)研究,1993,5:95-105.

        [18] WANG Z G,YU X Y,ZHAO Z H,et al.The geochemistry of rare earth elements[M].Beijing:Science Press,1989.王中剛,于學元,趙振華,等.稀土元素地球化學[M].北京:科學出版社,1989.

        [19] PAN J H,LIU S Q,YANG Y,et al.Research an geochemical characteristics of major,trace and rare-elements in phosphates from the West Pacific seamounts[J].Geological Review,2002,48(5):534-541.潘家華,劉淑琴,楊憶,等.西太平洋海山磷酸鹽的常量、微量和稀土元素地球化學研究 [J].地質(zhì)論評,2002,48(5):534-541.

        [20] PATTAN J N,RAO C M,HIGGS N C et al.Distribution of major,trace and rare-earth elements in surface sediments of the Wharton Basin,Indian Ocean[J].Chemical Geology,1995,121:201-215.

        [21] YANG R,LI G S,ZHANG H R.Analysis on the geochemical characteristics and material origin of the surface sediments in the Mid-Pacific Ocean[J].Geology and Resources,2007,16(3):200-208.楊銳,李國勝,張洪瑞.中太平洋CC區(qū)表層沉積物的地球化學 [J].地質(zhì)與資源,2007,16(3):200-208.

        [22] WU M Z,QIAO P J,SHAO L.Element geochemical record of the Western Pacific Ocean site ODP 807A:Implication for the Middle Pleistocene climate transition[J].Marine Geology &Quaternary Geology,2010,30(2):67-74.吳昊哲,喬培軍,邵磊.西太平洋807A孔的元素地球化學特征及其對中更新世氣候轉(zhuǎn)型期的記錄 [J].海洋地質(zhì)與第四紀地質(zhì),2010,30(2):67-74.

        [23] KAZUHIRO T,AKIMASA M.Sedimentary environments and chemical composition of Pacific pelagic sediments[J].Chemical Geology,1990,88:127-141.

        [24] FLECT A J.Rare earth elements in marine environment.Rare Earth Elements Geochemistry.Eleavier Science Publishes B.V.,1984:350-365.

        [25] ZHAO Y Y,WANG J T,QIN C Y,et al.Rare-earth elements in continental shelf sediments of the China Seas[J].Acta Sedimentologica Sinica,1990,8(1):37-43.趙一陽,王金土,秦朝陽,等.中國大陸架海底沉積物中的稀土元素 [J].沉積學報,1990,8(1):37-43.

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