Germanium-rich crusts of the sea of Japan

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Ore crusts with a germanium content of up to 96 ppm were discovered in the Sea of Japan. This is tens of times higher than the clarke of the Earth’s crust. Germanium-rich crusts were dredged together with intermediate and felsic volcanic rocks. The crusts are composed predominantly of iron oxyhydroxides (goethite) and contain germanium in the dispersed state.

Full Text

Restricted Access

About the authors

O. N. Kolesnik

V.I. Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: kolesnik_o@poi.dvo.ru
Russian Federation, Vladivostok

A. N. Kolesnik

V.I. Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: kolesnik_o@poi.dvo.ru
Russian Federation, Vladivostok

V. T. S”edin

V.I. Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: kolesnik_o@poi.dvo.ru
Russian Federation, Vladivostok

N. V. Zarubina

FarEast Geological Institute, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: kolesnik_o@poi.dvo.ru
Russian Federation, Vladivostok

A. A. Karabtsov

FarEast Geological Institute, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: kolesnik_o@poi.dvo.ru
Russian Federation, Vladivostok

References

  1. Бортников Н. С., Волков А. В., Галямов А. Л., Викентьев И. В., Аристов В. В., Лаломов А. В., Мурашов К. Ю. Минеральные ресурсы высокотехнологичных металлов в России: состояние и перспективы развития // Геология рудных месторождений. 2016. Т. 58. № 2. С. 97–119.
  2. Иванов В. В., Кац А. Я., Костин Ю. П., Мейтов Е. С., Соловьев Е. Б. Промышленные типы природных концентраций германия. М.: Недра, 1984. 246 с.
  3. Frenzel M., Ketris M. P., Gutzmer J. On the geological availability of germanium // Mineralium Deposita. 2014. V. 49. P. 471–486.
  4. Волков И. И., Соколов B. C. Германий в железо-марганцевых конкрециях современных осадков // Литология и полезные ископаемые. 1970. № 6. C. 24–29.
  5. Волков И. И., Штеренберг Л. Е. Основные типы железомарганцевых руд в современных водоемах // Литология и полезные ископаемые. 1981. № 5. С. 4–26.
  6. Hein J. R., Mizell K., Koschinsky A., Conrad T. A. Deep ocean mineral deposits as a source of critical metals for high- and green-technology applications: Comparison with land-based resources // Ore Geology Reviews. 2013. V. 51. P. 1–14.
  7. Касимов Н. С., Власов Д. В. Кларки химических элементов как эталона сравнения в экогеохимии // Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2015. № 2. С. 7–17.
  8. Прокофьев В. Ю., Наумов В. Б., Дорофеева В. А., Акинфиев Н. Н. Концентрация германия и галлия в природных расплавах и флюидах по данным изучения включений в минералах // Геохимия. 2021. Т. 66. № 3. С. 231–250.
  9. Mortlock R. A., Froelich P. N. Hydrothermal germanium over the southern East Pacific Rise // Science. New Series. 1986. V. 231. No. 4733. P. 43–45.
  10. Можеровский А. В., Грамм-Осипов Л. М., Волкова Т. И., Можеровская Л. В. Минералогические особенности железо-марганцевых образований Японского моря // Новые данные по геологии западной части Тихого океана. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1989. C. 135–139.
  11. Колесник О. Н., Карабцов А. А., Съедин В. Т., Колесник А. Н. Первая находка гетитовых корок в Японском море // ДАН. Науки о Земле. 2022. Т. 505. № 2. С. 59–164.
  12. Колесник О. Н., Карабцов А. А., Съедин В. Т., Колесник А. Н., Терехов Е. П. Новый нетипичный случай железомарганцевой минерализации в Японском море // ДА Н. Науки о Земле. 2024. Т. 515. № 2. С. 245–251.
  13. Астахова Н. В. Гидротермальный рудогенез Японского моря // Геология и геофизика. 2021. Т. 62. № 9. С. 1191–1203.
  14. Берсенев И. И., Леликов Е. П., Безверхний В. Л., Ващенкова Н. Г., Съедин В. Т., Терехов Е. П., Цой И. Б. Геология дна Японского моря. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1987. 140 с.
  15. Зарубина Н. В., Блохин М. Г., Михайлик П. Е., Сегренев А. С. Определение элементного состава стандартных образцов железомарганцевых образований методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой // Стандартные образцы. 2014. № 3. С. 33–44.
  16. GeoReM: Database on geochemical, environmental and biological reference materials. http://georem.mpch-mainz.gwdg.de. Дата обращения: 10.07.2024.
  17. Дворкин В. И. Метрология и обеспечение качества химического анализа. М.: Техносфера, 2019. 317 с.
  18. Bau M., Schmidt K., Koschinsky A., Hein J., Kuhn T., Usui A. Discriminating between Different Genetic Types of Marine Ferro-manganese Crusts and Nodules Based on Rare Earth Elements and Yttrium // Chemical Geology. 2014. V. 381. P. 1–9.
  19. Vereshchagin O. S., Perova E. N., Brusnitsyn A. I., Ershova V. B., Khudoley A. K., Shilovskikh V. V., Molchanova E. V. Ferro-manganese nodules from the Kara Sea: Mineralogy, geochemistry and genesis // Ore Geology Reviews. 2019. V. 106. P. 192–204.
  20. Кобальтбогатые руды Мирового океана. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2002. 167 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Map of the Sea of ​​Japan showing the largest morphological elements of the bottom and dredging stations for iron ore bodies (red circles) and volcanic rocks (white circles). Stations 1635, 1859, 1869 – Kristofovich Rise. Stations 1410, 1999, 2000 – Northern Yamato Ridge. Stations 1225, 1317 – Galagan Rise. Stations 7735, 7736 – Gebass Rise. Stations 7750, 7751, 7753 – Yevlanov Rise. Stations 7749, 7766 – Mount Koltso. The cartographic base is based on GEBCO 2022 data.

Download (731KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. General view of the iron and mineralogy of the Sea of ​​Japan indicating the average content of iron (wt.%), manganese (wt.%) and germanium (g/t). a – station 1635; b – station 1999; c – station 7753; g – station 7766 (view of the sample in a chip); d – station 1410 (view of the sample in a cut); e – station 1225. For the location of the stations, see Fig. 1

Download (732KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Position of the Sea of ​​Japan LMO (red circles) on the genetic diagrams [18] (a) and [19] (b). Black dots indicate samples with a germanium content of ≥ 15 g/t. The full chemical composition of the LMO is given in the appendix (see electronic appendix, Table 2S)

Download (356KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Graphs of factor loadings for germanium, other chemical elements and loss on ignition (LOI) in LMO (a) and volcanic rocks (b) of the Sea of ​​Japan. The main groups of elements are highlighted by a dotted line, their numbers are Roman numerals. The position of germanium is marked with an asterisk. The full chemical composition and correlation matrices for LMO and volcanic rocks are given in the appendix (see electronic appendix, Table 3S)

Download (350KB)
Indexing metadata
6. Supplementary
Download (152KB)
Indexing metadata

Note

Presented by Academician of the RAS G.I. Dolgikh March 28, 2024


Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences