大洋多金属结核(Polymetallic nodule)又被称为铁锰结核(ferromanganese nodule),在深海矿产资源中分布面积最广,作为最具潜力的深海矿产资源之一,在海底矿产资源中其重要性仅次于石油。作为深海特殊地质环境及地质作用过程中的产物,其生长过程中记载着丰富的地质作用信息,因此学术界对结核的古海洋学、古环境记录研究给予了极大的关注,为深入挖掘深海多金属结核所蕴藏的古海洋学价值,本文以夏威夷群岛东南海域的多金属结核为研究对象,利用X射线粉晶衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、X-射线荧光光谱仪(XRF) 、及电子探针(EPMA)等现代测试分析手段,对结核的结构构造、矿物组成、主微量元素及稀土元素(REE)间的相关关系、结核的生长速率等进行了分析计算,对比了太平洋、大西洋及波罗的海等不同海域结核的地球化学特征。以此为基础,探讨了结核的成矿机制、物质来源以及成因类型等,尝试建立其生长年代框架,揭示其所蕴藏的古海水氧化程度、亚洲季风演变等古海洋环境信息,研究结果充实了大洋金属成矿理论,为多金属结核的勘探与开发及利用矿物学方法探究深海成矿作用与大洋环境变化提供理论参考。取得成果主要如下:1.结核的构造类型、矿物组成、化学成分及生长速率变化之间有着很好的对应关系,且指示其生长环境的变化。结核形成初期,南极底流活动较强、海水氧化性较高,丰富的成矿物质和氧化性条件有利于结核的生长,生长速率较快,形成的锰矿物以氧化程度较高的水羟锰矿为主,构造以规律性较差的斑杂状为主。结核生长中、后期,生长速率整体放缓,形成柱状和纹层状钙锰矿为主,表明这一时期南极底流活动强度相对较弱、海水氧化性较低,结核处于海洋水动力条件和海底成矿环境相对稳定的时期。2.Fe、Mn等元素在海水中的停留时间较短,容易从海水中“清扫”出并被结核吸附,极度富集。Na、K、Mg等在海水中长期稳定存在,不容易脱离海水或为结核吸收,因此在结核中不仅没有富集,还出现亏损,表明结核中的成矿元素可能直接源于海水的析出作用。结核的锰铁比值(Mn/Fe)范围介于1.12~1.86,且处于图解Fe-Mn-[(Cu+Co+Ni)×10]、Fe-Mn-[(Cu+Ni)×10]的水成范围内,表明夏威夷群岛东南海域结核为水成成因。3.相对于南海、波罗的海等边缘海域结核,研究区及太平洋、大西洋等海域结核中的主要成矿元素表现出明显的富集特征,这可能与边缘海(南海、波罗的海)特殊的地质环境有关,陆源碎屑较大程度地控制着该海域结核的物质供应,并对结核中主要成矿元素的富集起到了稀释作用。4.结核(DY85-V)的初始生长年龄为35.38Ma,该时期发生的太平洋水温降低、南极底流强度增加、CO32-盐溶解加快等种种古海洋环境变化事件均为多金属结核的生长提供了条件,进而启动了结核的生长,结核形成初期的生长速率较高,可达4.29mm/Ma。5.多金属结核的生长与古地质事件有着很好的对应关系。结核(DY85-V)的铁锰比值(Fe/Mn)变化曲线和太平洋底栖有孔虫δ18O曲线很好地对应,具有相近的峰值点,其铁锰比值(Fe/Mn)变化曲线在2Ma、14Ma、2...