关于深海锰结核地理书上说深海有锰结核,为什么没有汞结核,铅结合等等```?

Question

关于深海锰结核
地理书上说深海有锰结核,为什么没有汞结核,铅结合等等```?

Answer 1

大洋底蕴藏着极其丰富的矿藏资源,锰结核就是其中的一种.它含有30多种金属元素,其中最有商业开发价值的是锰、铜、钴、镍等.
看过《西游记》的人都会记得,孙悟空打闹东海龙宫得"镇海之宝"--金箍棒的故事.孙悟空的金箍棒是用金、银、铜、铁做的,威力无穷,能降妖伏魔."镇海之宝"的故事,纯粹是一则美丽的神话,但它反应了古代人们的愿望和幻想.如今,神话变成了现实,真正的海底"镇海之宝"--锰结核,已被人们发现,并开始大规模的采集. 19世纪70年代,英国深海调查船"挑战"好在环球海洋考察中,首先发现了深海洋底的锰结核.100多年后,太平洋的锰结核被连续大量的发现,据估算,总藏量达30000亿吨. 锰结核又叫锰块团,它的颜色从黑暗到褐色,外形大多为球形,小的像豌豆,大的象土豆,切开来看,层层包裹,很象洋葱,平铺在海底,如同铺路的卵石.据初步调查,每平方米的海底约有60公斤的锰结核.锰结核中50%以上是氧化铁和氧化锰,还含有镍、铜、钴、钼等20多种元素.仅就太平洋底的储量而论,这种锰结核中含锰4000亿吨,镍164亿吨,铜88亿吨,钴58亿吨,其金属资源相当于陆地上总储量的几百倍甚至上千倍.如果按照目前世界金属消耗水平计算,铜可供应600年,镍可供应15000年,锰可供应24000年,钴可满足人类130000年的需要,这是一比多么巨大的财富啊!而且这种结核增长很快,每年以1000万吨的速度在不断堆积,因此,锰结核将成为一种人类取之不尽的"自生矿物". 锰结核是怎样形成的呢?科学家估计,地球已有50亿年的历史,在这过程中,它在不断地变动.通过地壳中岩浆和热液的活动,以及地壳表面剥蚀搬运和沉积作用,形成了多种矿床.雨水的冲蚀使地面上溶解一部分矿物质流入了海内.在海水中锰和铁本来是处于饱和状态的,由于这种河流夹带作用,使这两种元素含量不断增加,引起了过饱和沉淀,最初是以胶体太的含水氧化物沉淀出来.在沉淀过程中,又多方吸附铜、钴等物质并欲岩石碎屑、海洋生物遗骨等形成结核体,沉蹈海底后又随着底流一起滚动,象滚雪球一样,越滚越大,越滚越多,形成了大小不等的锰结核.
锰结核广泛地分布于世界海洋2000-6000米水深海底的表层,而以生成于4O00-6000米水深海底的品质最佳.锰结核总储量估计在30000亿吨以上.其中以北太平洋分布面积最广,储量占一半以上,约为17000亿吨.锰结核密集的地方,每平方米面积上有100多公斤,简直是一个挨一个铺满海底.
锰结核又称多金属结核、锰矿球、锰矿团、锰瘤等,它是一种铁、锰氧化物的集合体,颜色常为黑色和褐黑色.锰结合的形态多样,有球状、椭圆状、马铃薯状、葡萄状、扁平状、炉渣状等.锰结核的大小尺寸变化也比较悬殊,从几微米到几十厘米的都有,重量最大的有几十公斤.
锰结核不仅储量巨大,而且.还会不断地生长.生长速度因时因地而异,平均每千年长1毫米.以此计算,全球锰结核每年增长1000万吨.锰结核堪称“取之不尽,用之不竭”的可再生多金属矿物资源.
它的物质来源,大致有四方面：一是来自陆地,大陆或岛屿的岩石风化后释放出铁、锰等元素,其中一部分被海流带到大洋沉淀；二是来自火山,岩浆喷发产生的大量气体与海水相互作用时,从熔岩搬走一定量的铁、锰,使海水中锰、铁越来越富集；三是来自生物,浮游生物体内富集微量金属,它们死亡后,尸体分解,金属元素也就进入海水；四是来自宇宙,有关资料表明,宇宙每年要向地球降落2000-5000吨宇宙尘埃,它们富含金属元素,分解后也进入海水.在海底表层矿产中,人们比较关注大洋锰结核.调查表明,世界大洋底锰结核的蕴藏量约有3万亿吨,仅太平洋就有1.7万亿吨.锰结核矿含有锰、铜、铁、镍、钴等76种金属元素.如果把洋底锰结核全部开采出来,按照目前的工业消耗量计算,锰可供人类使用3.33万年,镍2.53万年,钴34万年,铜980年.并且,大洋底的锰结核还以每年1000万吨左右的速度生长着.专家们预计,大洋锰结核将是未来世界上众多国家开发的热点海洋矿产资源.
其实,人类认识锰结核的时间并不长.1873年2月18日,英国“挑战者”号调查船在进行环球科学考察时,在加那利群岛西南300千米的费罗岛海域用拖网采集洋底沉积物样品时,偶然发现了一种类似鹅卵石的硬块.硬块表面颜色呈暗褐色,直径多在1～25厘米不等,重量从几十克到数百克不等,此后”挑战者”号上的科学家们又在大西洋、印度洋和太平洋其他的一些海域采集到了类似的黑色鹅卵石块.这些黑色鹅卵石样品被送到大英博物馆收藏起来了.大约过了10年的时间,在1882年,英国爵士约•雷默和地质学家雷纳教授才较为系统地对这些样品进行了分析研究,发表了研究报告.因为这种黑色硬块的主要成分是锰,把它正式定命为“锰结核”.20世纪初,对锰结核的研究开发并没有引起人们的注意,甚至连一些海洋地质学家也轻率地认为,这不过是运载锰矿石的船只沉没在某个海区而发生的偶然现象而已,很少有人涉足研究和打捞锰结核.直到1959年,美国科学家约翰•梅罗（John Mero）才较为认真并系统地分析了锰结核的化学成分和储量,锰结核才开始从深海走向人们的视野.1961年,前苏联”勇士”号海洋考察船在印度洋的深海底,再一次发现了数量颇为丰富的锰结核,后来,又在夏威夷西南部水下3800米的地方捞起一块重达2000千克的锰结核,锰结核才日益受到国际社会的关注.经人们经过长期调查研究发现,锰结核一般分布在水深2000～6000米的海底表层,其形态各异,大小不等,结核表面颜色呈黑色或深棕红色.有的表面较为光滑,有的则呈粒状.太平洋里锰结核丰富区位于太平洋北纬6°～20°,西经110°～180°之间,其宽度约200千米,面积约为1080万平方千米.这里是一个比较平缓的广阔的深海丘陵地带,水深在3200～5900米之间,海底沉积物多为硅质软泥和粘土,有利于锰结核富集.这个海区的75%以上海底为锰结核所覆盖,分布密度在每平方米10千克以上,因此,日本人称这个海区为“锰结核的银座”,美国人则称之为”世界海底锰之路”.大西洋的德雷克海峡以及斯科特海和北大西洋西南角的海域,印度洋中的锰结核则更多地集中在深海盆地之中.
至于锰结核是如何形成的,也是一个争执未决的话题,一般有以下三种说法：一是生物成因.锰结核的金属来源于沉降到海底的海洋动物遗骨.当它们被生活在结核表面的底栖微生物食用后,使金属聚集,逐渐使锰结核增长.二是火山成因.锰结核是由海底火山及由此产生的火山岩的缓惭蚀变,使岩石中含有金属被淋滤,经过沉淀而形成的；三是自生化学沉积说.认为锰结核的金属原自海水和沉积物的孔隙水,河流将大陆上的某些金属元素和沉积物带到海中,经过自生化学沉积作用而形成锰结核.这些说法各有各的道理,锰结核究竟是什么原因形成的,恐怕也只能在今后的实践中去寻找答案了.