南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）教授杨胜雄团队与广州海洋地质调查局正高级工程师任江波合作，研究揭示了深海多金属结核成岩作用机制。相关成果近日发表于《化学地质学》（Chemical Geology）。

深海多金属结核，又称铁锰结核，广泛分布于全球海洋洋底，由纳米铁锰（氢）氧化物矿物组成，富集多种我国关键金属元素，是未来重要的深海矿产资源之一。多金属结核中存在大量裂隙和孔隙，会发生成岩作用，即矿物的溶解-重结晶过程，目前该过程中矿物的形成、转化及其对关键金属元素迁移的影响机制尚未厘清。

研究团队针对中太平洋典型水成型多金属结核裂隙和孔隙结构中成岩作用的产物（即铁锰矿物聚集体），开展了精细矿物学和地球化学研究工作，结果如下：一是，裂隙中存在两种不同结构特征的铁锰矿物聚集体，即紧实的小粒径铁锰矿物聚集体（D1）和疏松的大粒径片状锰氧化物聚集体（D2）；二是，D1至D2逐渐增大的矿物粒径，揭示了裂隙中成岩环境由氧化环境逐渐变化亚氧化环境（非突变）；三是，孔隙结构中的矿物主要由10Å层状锰矿物组成，具有典型成岩作用地球化学特征，矿物主要依附于小粒径水羟锰矿通过异相成核的方式形成和生长；四是样品存在极少量隧道结构的钙锰矿，分布于结核样品核心区域，由层状锰矿物经长时间成岩作用转化形成。

该研究揭示了多金属结核裂隙和孔隙中矿物的溶解-重结晶过程，为理解成岩过程中矿物的形成与转化及其对关键金属元素的地球化学行为提供重要数据，同时发现了成岩作用的产物具有典型水成作用矿物学和地球化学特征，为深入探索多金属结核的成矿机制打下坚实基础。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2024.122459