深海锰结核
深海底的主要矿产是锰结核和含金属泥沉积物。两者虽然在成因上有某些相似之处,但各具不同特点。
锰结核也叫锰团块、锰矿瘤和多金属结核,它一般分布于远离大陆、水深在四五千米的深海底,是从海水中沉积生成的。
锰结核这个名称的来历,是和它的构造紧紧联系在一起的。这种矿产含锰铁较多,加之每块矿石中往往都有一个由生物骨骼或岩石碎片构成的核,所以被称作锰结核或铁锰结核。它最早是在100多年前,即1873年2月由深海考察船 “挑战者” 号在进行海洋环球考察过程中发现的。“挑战者” 号在北大西洋加那利群岛西南海域的深海沉积物中,首先找到了这种黑色的水合铁锰氧化物块状体。其后相继发现在世界各大洋中,在水深4000—5000米的深海底中都有大量分布。
为了更多地得到海洋矿产资源,从20世纪70年代起,许多国家把深海底锰结核的开发研究,列为海洋科学研究的重要课题,并着重进行矿区的结核分布、储藏量、金属含量和开采环境条件方面的调查。通过调查证实,锰结核的储藏量极为巨大,分布面积甚广; 根据分析,结核中除有铁和锰外,还含有铜、镍、钴等30多种金属元素、稀土元素和放射性元素,其中锰、铜、钴、镍都具有工业意义。从结核中回收金属的试验也取得了成功。
虽然锰结核在世界各大洋都有广泛分布,但是以太平洋的品位最高,储量规模最大。主要集中于中美洲到马绍尔群岛一线、南北宽约800公里的地带,总面积约1800平方公里,其中北太平洋地区最为富集。
锰结核的形成至今还是个秘密,目前主要从以下三个环节上进行研究:
❶锰结核中的锰和其他少量元素的来源;
❷这些元素被搬运到沉积地点的方式;
❸锰结核的生长形成过程。
一般认为锰结核的金属来源有三个,即大陆、海底火山和沉积成岩。大陆来源是指海水中的金属元素来自大陆。陆上的岩石在风化过程中形成了铁锰的硫酸盐、重碳酸盐和铁锰氢氧化物的胶体,它们在腐殖质的保护下,通过河流带入海洋,然后沉积于海底。