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第1章 全球多金属结核成矿带概述1

1.1 多金属结核的发现与调查史1

1.1.1 多金属结核的发现史1

1.1.2 多金属结核的调查史1

1.2 多金属结核类型5

1.2.1 结核形态分类法5

1.2.2 结核成因分类法6

1.2.3 结核产状分类法6

1.3 全球海底多金属结核分布特征6

1.3.1 多金属结核富集区的分布特征7

1.3.2 多金属结核品位的分布特征12

1.4 多金属结核产生的大地构造背景13

1.4.1 大地构造背景13

1.4.2 新生代以来的构造演化史15

1.5 多金属结核形成的深海环境背景16

1.5.1 物理海洋环境16

1.5.2 沉积环境16

1.5.3 生态学环境18

第2章 CC区多金属结核区域成矿模型20

2.1 大地构造背景20

2.1.1 太平洋构造20

2.1.2 CC 区海底构造22

2.1.3 CC区海底火山特征24

2.2 水深与海底地形特征24

2.2.1 水深分布特征24

2.2.2 海底地形地貌特征27

2.3 地球物理特征28

2.3.1 地磁场特征29

2.3.2 重力场特征29

2.3.3 地震地层特征30

2.4 水文环境32

2.4.1 海流特征32

2.4.2 上层海洋垂直结构34

2.4.3 深层水和底部环流35

2.4.4 近底层水动力学38

2.5 深海生物学特征39

2.5.1 大洋浮游生物41

2.5.2 深海底栖生物43

2.5.3 生物生产力50

2.6 表层沉积物与区域地层特征56

2.6.1 表层沉积物类型56

2.6.2 碳酸盐补偿深度（CCD）的分布特征57

2.6.3 CC区区域地层60

2.6.4 CC区沉积间断61

2.6.5 沉积间断与结核生长64

2.7 多金属结核丰度和品位特征65

2.7.1 多金属结核丰度特征65

2.7.2 多金属结核品位特征65

2.8 多金属结核区域成矿模型67

第3章 COMRA开辟区多金属结核矿床成矿模型69

3.1 水深与海底地形特征69

3.1.1 水深分布特征69

3.1.2 海底地形特征70

3.2 地球物理场特征82

3.2.1 重力场特征82

3.2.2 地磁场特征85

3.2.3 地震地层特征85

3.2.4 浅地层剖面特征91

3.2.5 断裂构造特征92

3.3 水文环境95

3.3.1 上层海洋水文环境特征95

3.3.2 深层海洋水文环境特征100

3.4 沉积物和海底火山特征107

3.4.1 表层沉积物类型与分布107

3.4.2 表层沉积物与多金属结核的关系109

3.4.3 柱状沉积物的地层划分与对比110

3.4.4 海底火山活动及海底火山岩特征114

3.5 多金属结核类型、丰度、品位与分布119

3.5.1 多金属结核类型与分布119

3.5.2 多金属结核丰度与分布121

3.5.3 多金属结核品位与分布123

3.6 海底地形对结核分布的控制作用128

3.6.1 结核的分布与地形的关系128

3.6.2 深拖海底视像和多波束海底地形联合调查结果129

3.6.3 人工神经网络预测134

3.7 多金属结核矿床成矿模型135

第4章 多金属结核生长地质模型137

4.1 多金属结核结构构造、矿物学与地球化学137

4.1.1 多金属结核内部结构与构造特征137

4.1.2 多金属结核核心特征139

4.1.3 多金属结核的矿物学特征139

4.1.4 多金属结核的地球化学特征142

4.2 多金属结核的形成时代与生长速率146

4.3 多金属结核成矿物质来源及其主要控制因素147

4.4 多金属结核生长的水环境地球化学特征149

4.4.1 Fe和Mn的沉淀和分离机制150

4.4.2 沉积环境的一般特征151

4.4.3 沉积物地球化学特征153

4.4.4 间隙水地球化学特征157

4.5 沉积物土工力学性质对结核保存的影响160

4.6 深海底栖生物扰动作用161

4.6.1 深海底栖生物扰动作用概述161

4.6.2 COMRA区生物扰动作用的特征162

4.6.3 生物扰动作用对结核分布的影响169

4.7 多金属结核生长模型172

第5章 多金属结核查明资源评价模型174

5.1 数据基础与处理174

5.1.1 数据来源174

5.1.2 数据处理175

5.2 原始资料空间分布176

5.2.1 环境资料的空间分布177

5.2.2 多金属结核资料的空间分布181

5.2.3 水深资料的空间分布181

5.3 多金属结核矿床边界与评价单元183

5.3.1 矿床边界183

5.3.2 评价单元183

5.4 查明资源空间分布的估计方法184

5.4.1 距离倒数加权法184

5.4.2 克立格方法185

5.4.3 查明资源空间分布的估计步骤187

5.4.4 两种插值方法的比较190

5.5 查明资源的空间分布估计190

5.5.1 数据预处理190

5.5.2 丰度、品位的正态分布检验190

5.5.3 变量的分类190

5.5.4 变量的重新标度191

5.5.5 变差函数和交叉变差函数的计算与理论拟合192

5.5.6 多金属结核丰度、品位的协同克立格估计193

5.6 CC区多金属结核查明资源空间分布194

5.6.1 多金属结核丰度空间分布194

5.6.2 多金属结核品位空间分布197

5.6.3 多金属结核查明资源的分布特征206

5.7 COMRA开辟区多金属结核查明资源空间分布207

5.7.1 多金属结核丰度空间分布207

5.7.2 多金属结核品位空间分布213

5.7.3 多金属结核查明资源的分布特征222

5.8 查明资源品位模型与吨位模型225

5.8.1 品位模型225

5.8.2 丰度模型228

5.8.3 矿量模型228

5.8.4 边界品位与矿量关系232

5.8.5 边界丰度与矿量关系234

第6章 多金属结核潜在资源评价模型236

6.1 潜在资源评价工具与方法236

6.2 潜在资源评价工作流程237

6.3 潜在资源评价因素选择239

6.3.1 已发现矿床的空间分布及丰度和品位239

6.3.2 海底地貌类型240

6.3.3 沉积物类型240

6.3.4 碳酸盐补偿深度（CCD）减水深240

6.3.5 初级生物生产力240

6.3.6 海底断裂构造241

6.4 潜在资源空间决策模型242

6.4.1 潜在资源空间决策方法介绍242

6.4.2 空间决策因子数据获取249

6.4.3 CC区多金属结核潜在资源SDSS建模253

6.4.4 CC区多金属结核成矿潜力靶区圈定257

6.4.5 空间决策结果验证与分析258

第7章 基于CC区的多金属结核矿床地质模型GIS管理系统266

7.1 系统需求分析266

7.1.1 目的意义266

7.1.2 技术要求266

7.2 技术方案与系统设计269

7.2.1 技术方案269

7.2.2 系统设计270

7.3 系统功能与实现286

7.3.1 系统功能286

7.3.2 系统实现289

7.4 系统使用操作293

7.4.1 系统运行软（硬）件环境293

7.4.2 系统安装与运行293

7.4.3 系统使用293

结语301

参考文献304

Appendix Ⅰ A GROWTH MODEL FOR POLYMETALLIC NODULES IN THE CCZ314

Appendix Ⅱ SPATIAL DECISION SUPPORT SYSTEM MODELING FOR POTENTIAL POLYMETALLIC NODULES IN THE CCZ318

后记335