太平洋多金屬結核中國開辟區(qū)礦床地質

前言

　　1982年聯(lián)合國通過的《聯(lián)合國海洋法公約》已于1994年11月16日生效，公約莊嚴宣布：國際海底及其資源是人類的共同繼承財富。依據公約有關規(guī)定設立的國際海底管理局同時宣布成立， 標志著國際海底區(qū)域開發(fā)制度的最終確立。我國作為先驅投資者之一，在1991年已將“大洋多金屬結核資源勘探開發(fā)”列入國家長遠發(fā)展項目，并制定了《大洋多金屬結核資源研究開發(fā)第一期（1991 ——2005年）發(fā)展計劃》和《大洋多金屬結核資源研究開發(fā)“八五”計劃》。隨后又制定了國際海底礦產資源研究開發(fā)規(guī)劃（1996——2010年）目標和“九五”計劃（1996——2000年）綱要?！　　鞍宋濉?期間，中國大洋協(xié)會組織原地質礦產部和國家海洋局利用“海洋四號”和“向陽紅09” 號、“大洋一”號進行了五個航次的調查，在15萬km2的開辟區(qū)內進行了7.5×7.5網距的地質采樣；3.75×3.75網距的多頻、淺剖測量、地球物理和海底照相調查，以及全區(qū)多波束全覆蓋地形測量和深拖試驗性剖面調查。在此基礎上于1996年3月5日完成了30%礦區(qū)的區(qū)域放棄工作，獲得了共計7.5萬km2的勘探合同區(qū)。在區(qū)域放棄工作中充分利用了多波束海底地形全覆蓋測量調查結果，優(yōu)先考慮地形因素，圈定出海底地形坡度大于等于5 0的海山、海山鏈和部分陡坡等不利于多金屬結核開采的海底障礙物。我國開辟區(qū)30%區(qū)域放棄報告已于1998年8月獲國際海底管理局批準。

內容概要

本書分兩篇八章，試圖利用“九五”5個航次勘探資料和綜合各研究課題主要研究成果，重點突出高新技術手段所取得的新發(fā)現(xiàn)和新認識；強調東、西區(qū)對比研究，著重探討在中國開辟區(qū)多金屬結核礦床地質特征和結核礦床內起主導作用的成礦、控礦條件。

作者簡介

　　黃永樣，廣州海洋地質調查局總工，教授級高工，享受政府特殊津貼，獲國土資源部"先進科技管理工作者"榮譽稱號。參加了我國海域、太平洋和南極地區(qū)的區(qū)域地質、實驗地質、大洋礦產資源、生物地層及古海洋學、天然氣水合物等學科領域的調查及研究工作。曾任天然氣水合物資源調查、大洋調查等項目首席科學家。主持或參與主持編寫的國家專項技術報告三個，主持和參加編寫并公開出版研究成果專著六部，其中第一作者兩本。在國內外公開發(fā)表學術論文30多篇，其中SCI收錄3篇。研究成果獲部級科技成果二等獎、三等獎。

書籍目錄

緒論  第一節(jié)  東太平洋CC區(qū)成礦地質和環(huán)境背景    一、構造    二、沉積地層    三、海流特征    四、生物生產力  第二節(jié)  太平洋CC區(qū)多金屬結核分布特征    一、各國多金屬結核勘探合同區(qū)分布    二、太平洋CC區(qū)多金屬結核分布特征  第三節(jié)  中國開辟區(qū)海上勘探情況    一、“八五”期間海上勘探簡況    二、“九五”期間海上多金屬結核勘探情況    三、研究方法和技術設備第一篇  地質及構造特征　第一章  地形地貌特征  　第一節(jié)  地形地貌特征與分區(qū)    　一、地形地貌特征　    二、地形地貌分區(qū)  　第二節(jié)  坡度參數(shù)    　一、坡度分布特征　    二、坡度與水深的關系  　第三節(jié)  不利開采地形區(qū)和地形障礙物特征與分布    　一、東區(qū)　    二、西區(qū)　第二章  構造與火山作用  　第一節(jié)  區(qū)域地層    　一、東區(qū)　    二、西區(qū)  　第二節(jié)  淺地層特征    　一、反射地震相特征分析　    二、淺地層剖面的地層對比與解釋  　第三節(jié)  構造特征    　一、東區(qū)　    二、西區(qū)  　第四節(jié)  火山活動    　一、東區(qū)　    二、西區(qū)　第三章  新生代地層及沉積特征  　第一節(jié)  沉積物類型及特征    　一、表層沉積物　    二、柱狀沉積物  　第二節(jié)  新生代地層劃分對比　  第三節(jié)  晚新生代沉積地球化學特征  　  一、表層沉積物的地球化學特征    　二、柱狀沉積物地球化學特征　  第四節(jié)  沉積物工程地質特征  　  一、沉積物土層工程分類及特征    　二、海底土層工程地質特征　    三、沉積物聲學特性  　  四、現(xiàn)場實驗與原位測試結果比較　    五、土的動力學性質及承載力  　  六、礦區(qū)工程地質條件評價    　七、結論第二篇  多金屬結核礦床特征和成礦作用　第四章  海底探測與多金屬結核分布特征  　第一節(jié)  深拖和水下自治機器人海底探測技術    　一、深拖探測技術　    二、水下自治機器人探測技術  　第二節(jié)  聲學探測結核賦存分布特征　  第三節(jié)  光學探測數(shù)據處理方法  　  一、覆蓋率計算    　二、粒徑計算　    三、豐度計算  　第四節(jié)  結核分布特征    　一、覆蓋率分布特征　    二、粒徑分布特征  　  三、豐度分布特征    　四、海底地形與結核分布的關系　第五章  中國開辟區(qū)多金屬結核礦床特征  　第一節(jié)  礦床分類    　一、分類原則　    二、多金屬結核礦床分類  　第二節(jié)  礦床特征　    一、礦相特征  　  二、礦石品位與地球化學特征　    三、結核礦床評價指標　  第三節(jié)  多金屬結核礦床分布特征  　  一、結核的區(qū)域分布特征及與地形地貌的關系    　二、不同類型結核礦床分布范圍　    三、不同類型結核礦床的豐度和覆蓋率  　  四、不同類型結核礦床的品位分布特征　第六章  多金屬結核地球化學研究  　第一節(jié)  多金屬結核常微量元素地球化學    　一、元素在瀝取相中的分布　    二、元素的聚類分析  　  三、太平洋CC區(qū)多金屬結核稀土元素地球化學    　四、多金屬結核和沉積物中稀土元素的富集機制　    五、多金屬結核殼層地球化學特征  　第二節(jié)  多金屬結核中放射性同位素地球化學    　一、多金屬結核中放射性核素的地球化學行為與深度分布特征　    二、基于鈾系不平衡的生長速率測定及若干相關的問題  　  三、東太平洋多金屬結核中放射性核素的不破壞γ譜分析    　四、多金屬結核的不破壞α-能譜分析　  第三節(jié)  多金屬結核中穩(wěn)定同位素地球化學  　  一、太平洋CC區(qū)多金屬結核Ce、Nd和Sr同位素地球化學    　二、多金屬結核（殼）中的He同位素　第七章  多金屬結核成礦和保存實驗研究  　第一節(jié)  S1nm錳礦相的人工合成及其特性的研究    　一、S1nm錳礦相的合成方法　    二、實驗器材與化學試劑　    三、1nm錳礦相的合成反應  　  四、結果與討論    　五、S1nm錳礦相的的離子交換能力　  第二節(jié)  結核保存實驗研究  　  一、水動力學實驗    　二、壓力試驗　    三、氧化環(huán)境條件模擬試驗  　  四、酸堿度模擬試驗    　五、氨基酸模擬試驗　    六、微生物模擬試驗　第八章  多金屬結核礦床成礦地質作用  　第一節(jié)  成礦環(huán)境    　一、氧化還原電位　    二、大洋多金屬結核記錄的海水化學演化  　  三、海底構造運動一多金屬結核中的CaCO3/Fe2O3和MgCO3/Fe2O3比值    　四、231Paex/230Thex比值與海洋古生產力演化　  第二節(jié)  多金屬結核的紋層韻律與生長速率  　  一、疊層石紋層韻律    　二、錳結核中的地球軌道印記　    三、錳結核的生長速率推測　  第三節(jié)  控礦模型  　  一、多金屬結核豐度和覆蓋率分布的分形模型    　二、人工神經網絡模型　  第四節(jié)  火山活動與成礦作用  　  一、火山活動    　二、洋中脊活動　  第五節(jié)  生物成礦作用  　  一、多金屬結核中的微生物化石    　二、生物及有機化學沉淀作用機制　　  三、洋底多金屬結核微生物成礦方式    　四、微生物化石與多金屬結核成礦的關系　  第六節(jié)  成礦模型  　  一、成礦物質來源    　二、結核類型與生長過程　    三、生物和化學成礦作用  　  四、結核形成與分布的控制因素圖版Ⅰ圖版Ⅱ圖版Ⅲ圖版Ⅳ圖版Ⅴ

章節(jié)摘錄

　　第一章　地形地貌特征　　地形測量是礦山建設必不可少的基礎工作，陸地采礦如此，深海采礦更是如此。對于5000多米水下的多金屬結核的開采，詳細的海底地形測量尤為重要，它是后續(xù)工作的基礎，一方面是因為地形與多金屬結核的分布關系密切；另一方面是深海采礦機械設備的要求，在現(xiàn)有技術條件下，用于深海采礦的集礦機要求地形坡度小于等于5°，必須把坡度大于5°的不利開采地形和障礙物查明并予以剔除，而多金屬結核產出的海底地形并非平坦的海底平原，其上分布著規(guī)模不等的海山、海丘、斷崖、陡坡等不利開采地形和障礙物，要把這些小到幾十米，大到幾十千米的不利開采地形單元完整地勾畫出來，需要有詳盡的海底地形資料?！　Y85-5航次利用SeaBeam2112多波束系統(tǒng)，在開辟區(qū)150000km2內進行了多波束全覆蓋海底地形地貌調查，共完成測線20235km，其中東區(qū)測線9408km，西區(qū)測線10827km，獲得開辟區(qū)詳盡的海底地形地貌資料，繪制了一系列海底地形草圖，并及時地為放棄區(qū)域的確定提供了寶貴資料。DY95-7、DY95-8航次期間，為保證成圖區(qū)域的完整性，在東、西開辟區(qū)邊界外圍部分區(qū)域進行多波束水深補測，即“填平補齊”，累計完成測線東區(qū)2457km，西區(qū)1500km，使得整個區(qū)域海底地形測量數(shù)據基本完整。DY95-02-05、DY95-02-06課題對東西區(qū)全部多波束測量數(shù)據進行了精細處理，編制了一套較為完整的地形圖集，DY95-02-17課題對深拖視像資料進行了處理分析，獲得了微地形坡度參數(shù)。以下對中國開辟區(qū)的地形地貌特征進行闡述?！　〉谝还?jié)　地形地貌特征與分區(qū)　　一、地形地貌特征　　開辟區(qū)位于東太平洋海盆，東區(qū)地形變化較為簡單，主要地形走向受到克里伯頓和克拉里昂兩條大斷裂帶控制，以四條北東東走向的海山鏈為代表，而低緩丘陵大多為北北西走向，其組成的帶狀丘陵區(qū)也是北北西走向，為區(qū)內次一級地形特征。根據水深值和地形圖分析，東區(qū)水深一般為5000m～5300m，最小水深3878m，最大水深5518m。在區(qū)內，坡降較大的海山區(qū)大約占20％的面積，大部分地區(qū)為坡降較小的深海丘陵區(qū)和深海平原區(qū)。總體上，平緩開闊的丘陵地帶為區(qū)內主要地形（圖1-1-1）。

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