『Abstract
The chemical and mineralogical analyses of manganese-rich and
iron-rich oxide crusts, of probable hydrothermal origin, from
several locations on active spreading centers and seamounts in
the Pacific and Atlantic indicate that these crusts originate
from a uniform depositional process. These crusts are characterized
by extreme Fe/Mn ratios, Fe and Si contents which co-vary, generally
very low concentrations of most trace metals and the rare-earth
elements, and variable contents of Zn and the volatile elements
Hg, As, and Sb. Co is markedly depleted relative to Cu and Ni,
and Zn is enriched, resulting in characteristically low Co/Zn
values. These compositions can be accounted for by the fractional
precipitation of Fe, SiO2, and Mn and incorporation
of Zn, As, Sb, and Hg from hydrothermal solutions, and adsorption
of minor amounts of Co, Cu, Ni, Pb, Ba, and rare-earth elements
from sea water.
Mineralogical analyses by ultra-slow scan X-ray diffraction show
the manganese-rich crusts to be composed of nearly pure, well-crystallized
birnessite and/or todorokite. Iron-rich crusts consist of either
amorphous hydrated iron oxide and silica or iron-rich, low-aluminum
nontronite.
Analyses of a suite of thin ferromanganese crusts formed on ocean-ridge
outcroppings of basalt and of a number of Pacific manganese nodules
indicate that ferromanganese crusts are enriched in Fe and Si
and depleted in trace metals relative to nodules and are similar
in chemical composition to East Pacific Rise metalliferous sediments.
The similarity of the ferromanganese crusts to metalliferous
sediment suggests that they have a common origin. It is believed
that most of the Fe, SiO2, and Mn entering
sea water in hydrothermal solutions precipitates as colloidal
Fe, SiO2, and Mn which are advected by bottom
currents and deposited as crusts and sediments. Trace-element
contents in these deposits result from adsorption from sea water
onto the Fe and Mn colloids during advection.』
『要旨
太平洋と大西洋の活動的な拡大中心および海山のいくつかの場所からの、おそらく熱水起源の、マンガンに富む酸化クラストと鉄に富む酸化クラストの化学分析と鉱物分析から、これらのクラストは均質な堆積過程で生じたことが示されている。これらのクラストは、極端なFe/Mn比、ともに変動するFeとSi含有量、一般に非常に低濃度の大部分の微量元素と希土類元素、そして変動する含有量をもつZnおよび揮発性元素Hg・As・Sbで特徴づけられる。CoはCuとNiに比べて著しく欠乏しており、Znは豊富で、その結果特徴的に低いCo/Zn値となっている。これらの組成は、Fe・SiO2・Mnの分別沈殿と、熱水溶液からのZn・As・Sb・Hgの取り込み、そして海水からの微量なCo・Cu・Ni・Pb・Baおよび希土類元素の吸着で説明できる。
超遅速走査X線回折による鉱物分析は、ほとんど純粋で十分に結晶したバーネス鉱および/または轟石よりなるマンガンに富むクラストを示す。鉄に富むクラストは、非晶質水和酸化鉄とシリカまたは鉄に富む低アルミニウムノントロナイトよりなる。
海嶺に露出する玄武岩上に形成した一組の薄い鉄マンガン・クラストおよび多数の太平洋マンガン団塊の分析は、鉄マンガン・クラストは団塊に比べてFe・Siに富みかつ微量金属に欠乏すること、そして東太平洋海膨の堆積物に似た化学組成であることを示す。
金属質堆積物との鉄マンガン・クラストの類似性は、それらが共通の起源をもつことを示唆する。熱水溶液として海水中に入るFe・SiO2・Mnの大部分は、底層流により移流されクラストや堆積物として堆積することになる、コロイド状のFe・SiO2・Mnとして沈殿すると思われる。これらの堆積物の微量元素成分は、移流の間にFeとMnコロイド上に海水から吸着されることで生じる。
』
Introduction
Samples
Hydrothermal crusts
Thin ferromanganese crusts and nodules
Methods of analysis
Mineralogy
Chemistry
Major and minor elements
Rare-earth elements
Volatile Elements
Discussion
Hydrothermal crusts: major-element composition
Hydrothermal crusts: minor-element composition
Ferromanganese crusts and nodeles
Conclusions
Acknowledgments
Referenced cited