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南海独特的地理位置、复杂的构造环境以及特殊的洋流作用,决定了其沉积环境的复杂性和沉积物质来源的丰富性和多样性。本文对南海西北部近海陆架273个站位表层沉积物的稀有金属矿物进行了研究,并结合沉积物粒度和沉积物类型,及与之相关的稀有金属元素分析,探讨了研究区稀有金属矿物的分布特征及主要影响因素。在此基础上分析了南海西北部大陆架不同沉积物类型中稀有金属的分布特征及其物源指示意义;同时对某些典型成矿稀有金属元素(Zr、Ti、Sn、Y、Nb、Ta等)的分布和富集特征及其关键影响因素进行了研究,初步探讨了南海西北部陆架稀有金属矿物的成矿潜力,为南海西北部大陆架稀有金属矿产资源的勘探和开发利用提供了基础数据和科学依据。论文取得的主要成果和认识如下: 南海西北部陆架海域稀有金属元素Zr的高值区主要分布在湛江港和水东港之间的近岸海域、雷州半岛东侧离岸约50km海域及海南岛东南侧海域等三个海域;元素Sn的高值区主要分布在水东港至雷州湾之间的海域;元素(或组合)Ti、Y、(Nb+Ta)、(Ce+La+Nd+Th)大致呈平行岸线的带状分布,总体上表现出离岸越近稀有金属元素含量越高,向外逐渐降低。 稀有金属元素(或组合)Y、(Nb+Ta)、(Ce+La+Nd+Th)与TiO2表现出高度相关,元素Zr与TiO2也有较好的相关性,表明这些稀有金属元素应主要来自陆源;除稀有金属Zr和Sn外,其它元素(或组合)的分布基本遵循元素粒度控制率,表现出与细粒组分高度相关。Zr和Sn元素的异常表现可能与其自身特殊的地球化学性质和在海洋环境中的存在形式有关。 表层沉积物中共鉴别出18种重矿物,重矿物的重量含量占碎屑矿物的0.01%~4.73%,平均为0.26%。其中主要的稀有金属矿物有锆石、钛铁矿、白钛石、锡石、独居石、铌钽铁矿、金红石、磷钇矿等。各种稀有金属矿物的站位出现率和含量差异很大,其中钛铁矿和锆石的站位出现率最高,分别为99.63%和91.6%,其次是白钛石(56.8%);钛铁矿的平均含量最高,为15.37%,锆石次之为2.78%。 研究区稀有金属重矿物的分布主要受物源、沉积物类型和水动力的影响。重矿物具有多源性,可分为陆源、近源和自生三大类。重矿物主要富集在以细砾和粗砂为主的沉积物中,以砂质粉砂为主的沉积物重矿物含量次之;区域和局部的水动力条件对重矿物的富集也起了重要作用。 根据本区表层沉积物中重矿物含量的分布特征及沉积环境分析,初步划分出5个金属矿物富集区,分别对应于水东湾及附近海域、珠江口南外海、上下川岛与海陵岛之间外海、湛江湾及附近海域和海南岛东南近岸海域,是本区稀有金属砂矿的有利成矿区,其中钛铁矿、锆石和自钛石是本区最有成矿潜力的稀有金属矿种。