《南海深海海底鐵錳結核/結殼的成因和歷史記錄》是依託同濟大學，由周懷陽擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：南海深海海底鐵錳結核/結殼的成因和歷史記錄
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：周懷陽
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本申請擬針對“南海深海過程演變”的指導思想和總目標，開展“南海深海海底鐵錳結核/結殼的成因和歷史記錄”研究。2013年6月我們乘坐“蛟龍號”載人深潛器在南海3600米左右水深的蛟龍海山頂部沉積物上觀察發現有大面積的鐵錳結核密集分布，在山頂破火山口峭壁上有薄層鐵錳結殼覆蓋，採集獲得了具有清晰地質產狀的鐵錳結核、結殼及相關的水體、沉積物和基岩樣品。本申請擬以已有的鐵錳結核/結殼作為重點研究對象，開展高解析度的礦物學-元素同位素地球化學和同位素定年研究，解譯結核/結殼的物質來源和形成機制，追溯結核/結殼所記錄的古海洋事件。同時，藉助強有力的國內外合作，開展蛟龍海山結核/結殼與上覆水體、顆粒物和海底沉積物、其它海底鐵錳結核/結殼的對比研究，探索邊緣海結核/結殼與大洋結核/結殼生長機制的差異，深入認識南海深海鐵錳結核/結殼成礦的特殊性及其古環境意義。
結題摘要
本項目針對“南海深海過程演變”的指導思想和總目標，開展“南海深海海底鐵錳結核/結殼的成因和歷史記錄”研究。2013年6月乘坐“蛟龍號”載人深潛器在南海3600米左右水深的蛟龍海山頂部沉積物上觀察發現有大面積的鐵錳結核密集分布，在山頂破火山口峭壁上有薄層鐵錳結殼覆蓋，採集獲得了具有清晰地質產狀的鐵錳結核、結殼及相關的水體、沉積物和基岩樣品。本項目以已有的鐵錳結核/結殼作為重點研究對象，開展了各項研究，獲得如下進展： 通過三個深潛航次（2013年“蛟龍”載人深潛航次、2018年“ROPOS”遙控深潛航次、2018年“深海勇士號”載人深潛航次），發現並明確了南海鐵錳結核的大量存在； 對4塊鐵錳結殼樣品（來自太平洋、南海、西南印度洋中脊）開展了磁性地層年代學和初步岩石磁學研究，確立了鐵錳結殼定年的磁性地層學方法。 通過元素、礦物等分析，明確了南海鐵錳結核結殼相對於世界上其它海區鐵錳結核結殼的成分特點，南海結殼富Al、Th和Pb，而貧Co、Cu、Ni、Zn和REY，且殼層較薄、品位較低，作為資源開採的潛力不大，而南海結核主要成礦元素（Fe、Mn、Co、Ni等）含量介於大洋和邊緣海之間，Al、Th、Pb、Ce元素高於其它海區，REY也高於除菲律賓海的其它海區，南海結核可以作為潛在的海底資源。 根據化學和礦物成分分析，絕大多數南海結核結殼為水成成因，是海水中的鐵錳組分以極其緩慢的速度（mm/Ma）堆積生長形成的，U系定年結果也顯示南海結核結殼表層1~2mm的生長速率接近深海大洋的水成結殼（1.95~4.41mm/Ma）。 南海結核結殼表層鉛同為素比值較為均一，206Pb/204Pb在18.57~18.68之間，平均為18.61；207Pb/204Pb在15.65~ 15.67之間，平均為15.66；208Pb/204Pb在38.86~38.94之間，平均為38.89。206Pb/204Pb值低於世界其它大洋，但是207Pb/204Pb和208Pb/204Pb值介於太平洋和印度洋之間，南海結核結殼的成分變化可以反映南海海盆構造尺度上的環境演化。 本研究是首次有關南海結核的全面研究。有關南海結核大量存在的發現與確認，不僅為深入研究鐵錳結核的形成機制及其環境記錄打下了堅實的基礎，也為我國正在研發中的深海鐵錳結核開採設備提供了良好的海試地點。
