近日，国际知名海洋学期刊《Journal of Geophysical Research: Oceans》（地球物理研究杂志：海洋卷，中科院二区）以“Spatial Distribution of Critical Metals and Chemostratigraphy in Co-rich Ferromanganese Nodules in the northwestern Pacific Ocean”（西北太平洋富钴结核中关键金属元素的空间分布和化学地层学）为题发表了广州海洋局深海矿产资源研究团队在多金属结核成矿机制研究方面的最新进展。
该研究团队通过对西太平洋研究区的多金属结核进行深入分析，成功获取10层样品的锇（Os）同位素组成，这些数据与海水Os同位素演化趋势高度一致。这一结果不仅为研究区结核建立了年代学框架，而且确定了该结核的初始生长年龄大约为3600万年。年代学研究结果表明，西北太平洋的结核生长历史最早可以追溯到南极底流形成之初。
图1 多金属结核的Os同位素组成与海水Os同位素演化曲线
研究团队根据结构和关键金属的分布，将研究区多金属结核由内而外可划分为三个层序。结核早期生长阶段表现出富Mn、Si含量和高Mn/Fe比值，反映了早期纬度低、生物生产力高的条件下的成岩驱动作用。早中新世之后，结核的化学组成开始过渡为水成成因。最后的矿化阶段表明，环境稳定，底流活动弱，形成了致密的水平状水成铁锰纹层。该研究加深了对研究区多金属结核形成、演化以及海洋历史变迁的认识。
图2 多金属结核平行截面的金属元素含量分布和化学地层划分
论文第一作者兼通讯作者为广州海洋局任江波正高级工程师，合作作者包括广州海洋局杨永、何高文等，相关研究得到国家自然科学基金和中国地质调查局项目等的联合资助。
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