第一個特點是,軟泥水的成礦金屬的金屬組分濃度均比其上覆底層海水的同名金屬組分濃度要高,則在軟泥水一側形成了金屬壘,特別是主要成礦金屬含量顯著增高,形成了規模顯著的金屬壘和金屬壘。
第二個特點是,軟泥水的氧化性和堿性比其上覆底層海水的要低,則在底層海水一側形成了氧化壘和堿性壘。
這兩個特性構成了海水——沉積物界麵的兩側對應地存在不同性質的地球化學壘,這對於軟泥水中成礦金屬的活動性、遷移能力和方向具有重要的成礦指示意義。
在壘效應的作用下,軟泥水中成礦金屬流朝向上方海水——軟泥界麵方向擴散遷移,其結果,一方麵增髙了海水——軟泥界麵附近的可溶性成礦金屬的濃度,另一方麵,這些金屬的增高含量既可被細顆粒物質吸附而消耗,使進入的低價溶解態金屬轉化為高價難溶的水合氧化物和氫氧化物的固體顆粒。當這些麵體顆粒凝聚陳化增大時,則可發生沉析,抑或這類不同電性的膠體發生相吸時,則可發生共沉澱作用。
成礦金屬的軟泥水是南海北部海底結核生成的最重要的成礦溶液,上列的作用無疑有助於海底多金屬結核的生成,但能否生成結核需要對成礦作用反應場中的物質和環境要素進行綜合分析才能定論。
(2)成礦作用分析
南海北部海域能否生成多金屬結核,在海域的哪些地段利於生成結核,則需要對成礦物質、成礦環境進行具體分析。
4.從陸架朝陸坡延展方向上看:
(1)無論是底層洋水還是軟泥水,金屬濃度均顯示為增高變化,這種規律性在軟泥水中表現尤為明顯,但金屬濃度異常穩定。
(2)成礦環境中的兩個環境指示因子溶解氧亦沿此方向呈增值變化,南海北部海域海水水平流速大約為10~10000,深層暖流和黑潮南海分支流分布在北緯19度~20度近岸一帶,越是朝陸坡方向則影響愈小,海水深度由陸架15~110至陸坡的緩坡帶150~280到陡坡帶水深急轉為3000~35000,相隨的海底地形地貌由海底高原經斜坡到平原。水動力條件則呈相應減弱變化。但矽酸不飽和,高含量的南極底層流的活動,則對陸坡比陸架的海水影響明顯。
(3)在陸坡海區沉積速率。根據東太平洋中部產出多金屬核豐度高的海區沉積速率為1,而不產出結核的赤道帶沉積速率大於30,因此,南海北部海區的沉積速率利於生成結核。沉積作用緩慢,利於底棲生物的大量生存和繁殖,生成的結核不易被掩埋,為其繼續生長創造了有利條件。由陸架到陸坡方向沉積物中的激翁蟲、有孔蟲、矽藻舍量均呈增高變化,至陸坡及其外緣沉積物主要以細顆粒為主的鈣質泥。
5.從海水——沉積物的垂向上看
(1)海水中成礦金屬沿水深大方向運移,並呈不同程度的增髙變化。(2)海水中富含的懸浮體固體微粒在重力作用下向海底運移。(3)海水的氧化性、堿性朝海底方向呈增高變化。(4)海水下伏的固相中軟泥水富含成礦金屬,在壘效應的作用下朝水底方向擴散遷移。(5)海水下伏的固相軟泥係統的氧化性和堿性朝向海底方向呈增高變化。作用要素進行綜合分析、概括,可勾劃出南海北部陸坡結核成礦作用模式圖。
南海牝部陸坡深水區及其外緣方向是利於多金屬結核生成的海區。該區海水流速緩慢,自逮率緩慯,並受南極底層流的影響,生物生產率高;抑製了金屬的活動性,導致低價溶解性成礦金屬轉化為高價難溶的水合氧化物和氫氧化物。
海底上覆的浩瀚的海水雖含成礦金屬組分濃度不高,是一種稀的成礦溶液,但其儲量巨大,並攜帶著高含量VII、金屬的固體微粒朝洋底運移;雖輸入速率緩慢,但其有供給的廣泛性和持續性,尤如金屬雨朝向海底降落。下伏的軟泥水中富含的成礦金屬朝向界麵附近遷移,在物理化學、生物化學和膠體化學的綜合作用下,利於發生多金屬結核的成礦作用,根據目前勘查資料證明,在陸坡——海盆的矽質軟泥、鈣質軟泥和深海粘土中存在多金屬結核,尤其在矽質軟泥中結核分布較普遍,局部含量較高,占粗粒沉積物含量的20~40。據此認為,南海北部的陸坡深水區及其外緣是勘查多金屬結核資源的前景海區。