应用浅层剖面数据分析远洋沉积物的声学特征:西太平洋南鸟礁海域富稀土元素和钇的软泥分布启示

以下为文章摘要,如需全文,请订阅我们的产品。

1、摘要

对位于西太平洋南鸟礁的日本周围海域(EEZ)进行浅地层剖面分析,以研究富含稀土元素和钇(简称富REY)软泥的特征和分布。研究结果表明,在南鸟礁周围海域的南部和东南部,富REY软泥位于海底以下的浅部,没有被非富 REY 沉积物所覆盖。因此,这些区域应该是未来开采富REY软泥的主要目标。

2、引言

2011 年,在太平洋的远洋区域发现了一种新的深海资源,它是含有丰富的稀土元素和钇(REY)的沉积物(或者说是富 REY 软泥)。作为一种资源,富REY软泥与陆上含REY矿床相比有5个明显的优势:(1)广泛分布,具有巨大的资源潜力;(2)REY 浓度高,重稀土元素显著富集;(3)储层浅,利于相对简单和有经济效益的勘探;(4)放射性元素浓度非常低,如钍和铀;(5)易于通过酸浸提取REY。

3、地质背景

研究区域是位于太平洋板块西部南鸟礁附近的日本周围海域,小笠原(Bonin 或Ogasawara)群岛以东约1000 km 处(图1)。根据磁条带和生物地层学数据得出,该区域海洋地壳的年龄估计为150~160 Ma。使用Gplates 软件重建板块运动(http://www.gplates.org)表明,南鸟礁周围海域的洋壳起源于东南太平洋,然后向西北移动(图2)。来自南鸟礁周围海域内部和周围的DSDP/ODP 钻场的岩心样品表明,硅质软泥沉积在洋壳上直到75 Ma,随后变成燧石,其构成研究区域中的声学基底。随后,远洋棕色粘土发生沉积。从约75 Ma 到约25 Ma,南鸟礁周围海域穿过中北太平洋富含REY 软泥沉积区域(图2),之后到达以非富REY 沉积物为主的西太平洋。

图1 日本南鸟礁周围海域地理位置示意图(虚线)

图2 自140 Ma 以来南鸟礁的重建路径以及由此生成的南鸟礁周围海域沉积层预期地层序列

4、行文

介绍了多波束测深和波束强度数据来表征海底地形等多种研究方法,紧接着介绍了声相分类与表征和与沉积岩心样品的对比。最后通过声相分布图得出结论。

5、结论

(1)在回声图中可以区分3 个声相:非穿透型(O 型),透明型(T 型)和分层型(L 型)。T 型声相基于其上表面被细分为不规则(TI)和平滑(TS)两种类型。

(2)O 型声相是声波非穿透和高反射性的,没有可以表明沉积物沉积的反射结构。T 型声相是声波透明的并且由来自声学基底的基础反射面界定。TI型声相的不规则表面形态通常与声学基底的地形平行,而TS 型的平滑形态与基底地形无关。L 型声相由通常覆盖T 型声相的分层序列多重反射面组成。

(3)O 型声相的声学特征和分布表明,它对应于没有软沉积物覆盖的硬岩露头。浅地层剖面数据与沉积岩心样品的比较表明,T 型声相对应于富REY软泥,而L 型声相代表非富REY 的半远洋沉积物。

(4)T 型声相(富REY 软泥)主要分布在南鸟礁周围海域的南部和东南部的海底,而L 型声相(非富REY 沉积物)大量存在于周围海域北部和西部。然而,即使在L 型声相的区域中,T 型声相总是存在于L 型声相的下方。

(5)在南鸟礁周围海域的南部和东南部,T 型声相(富REY 软泥)存在于海底以下的浅部(<~10m),且没有被L 型声相所覆盖(非富REY 沉积物)。因此,对于未来在南鸟礁周围海域富REY 软泥的开采,这些地区应该是主要的目标区域。

 

 

 

未经允许不得转载:地学情报 » 应用浅层剖面数据分析远洋沉积物的声学特征:西太平洋南鸟礁海域富稀土元素和钇的软泥分布启示

赞 (1)