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随着世界人口的持续增长,人们生活条件的不断改善以及技术的进步,人类对矿产需求不断扩大,尤其是锰、铁、铜、钴、镍等金属,它们在锰铁结核结壳中含量丰富,大部分达到了开采和利用的品位。大洋多金属结核结壳是一种重要的战略资源,在自从Mero在1965 年阐述了其重要的资源价值后,各国尤其是前苏联、日本美国、德国、法国以及印度等国都在这一领域投入了大量的资金与力量广泛而深入的研究这一潜在的矿产资源。因为大洋多金属结核结壳不仅具有重要的工业开采与利用价值而且在其生长成矿的同时也记录了地球海洋环境的变迁,所以大洋多金属结核结壳是近几十年海洋科学研究的焦点。为了深入研究多金属结核结壳所包含的多种信息,以及探讨其成矿机理,我们不仅需要测试它的元素组成,还需要对其赋存状态进行研究。在过去,海洋科学家大都是利用物理手段来研究大洋多金属结核结壳的赋存状态,但由于大洋多金属结核结壳的矿物组分的结晶度较差,且晶形较小,元素的相互干扰会给仪器分析带来不便,对于元素含量低于1%的难以准确定量;相态的划分比较粗略,无法测定吸附态,并且对微量元素的具体赋存状况也不能给予准确的描述,所以海洋科学家试着利用化学方法来解决这一难题。Chester and Hughes,1967;F?stner and stoffer,1981;Мурдмаа, и др,1986;苏惠绢等1988;ANDREA KOSCHINSKY and PETER HALBACH,1995等;陈冠球等都利用了化学淋洗的方法研究了多金属结核结壳的赋存状态,但方法上仍不十分的完善。到目前为止,对多金属结核结壳的元素赋存状态的研究方法尚未统一,各种方法都不尽完善。本论文通过对大洋多金属结核结壳赋存状态的仔细研究,得出研究其相态的最佳化学方法。 本论文结合实验室现有仪器ICP-AES,前人的研究方案和<WP=47>成果设计了多金属结核结壳中元素赋存状态的研究方法,将赋存状态划分为离子交换态、碳酸盐结合态、锰氧化物氢氧化物结合态、铁氧化物氢氧化物结合态、残余态五态。本论文重点研究Zn、P、Pb、Co、Ni、Fe、Mn、Mg、Cu、Ti、Al、Ca以及部分Si十三个元素在结核结壳中的赋存情况,通过优化试验条件,得到了各相态浸取的最佳条件,将锰氧化物氢氧化物结合态和铁氧化物氢氧化物结合态分开,并且还首次对其吸附态作了深入探讨。本文还利用结核结壳赋存状态的研究方法,探讨了多种元素在结壳的不同壳层中的分布差异。从实验的结果来看,本文赋存状态的研究方法切实可行,老壳层和新壳层在他们的生长过程中虽然存在间断,元素的赋存状态存在一定的变化,但仍表现出很大的连续性。说明控制结核结壳生长的各个主要因素,在它们漫长的生长过程中并未发生剧烈的变化。这将对我们研究结壳以及发掘其中所包含的各种有用信息起一定的指导意义。但新老结壳的赋存状态仍存在明显的不同,需要对其做进一步的研究,发现深层次的规律,近而能对实验方法做相应的修正。