发布时间:2025-04-25 18:23:08 作者 :冶金资讯 围观 : 0次
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锰结核广泛地分布于世界海洋2000~6000米水深海底的表层,锰结核总储量估计在3万亿吨以上。其中以北太平洋分布面积最广,储量占一半以上,约为1.7万亿吨。锰结核密集的地方,每平方米面积上就有100多千克,简直是一个挨一个铺满海底。
锰结核中50%以上是氧化铁和氧化锰,还含有镍、铜、钴、钼、钛等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98亿吨,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1.5万年,锰可供应2.4万年,钴可满足人类13万年的需要。最令人可喜的是,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。锰结核的形态多样,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。
一般来讲,多金属结核由核部及铁锰氢氧化物壳层组成,多含放射虫或有孔虫等微体化石、磷酸盐化的动物牙齿、玄武岩碎屑甚至是先前结核的碎片。海洋环境中自生沉积形成的锰结核含有高品位的Mn、Cu、Co、Ni等多种金属元素,已成为重要的深海矿产资源。
铁锰结核主要分布在海底有松软沉积物的表面或者表面向下几厘米的表层沉积物中。铁锰结核的直径通常为几个厘米,有的地方可以见到大于十几厘米或者小于一个厘米大小的结核。根据铁锰结核的物质来源不同,全球海底的铁锰结核主要分为水成型、成岩型和混合型三种主要类型,同时也对应着三种形成原因。
首先是水成型,其结核中的成矿物质基本上都直接来自于上覆海水水柱中溶解态或颗粒态铁锰物质的直接沉淀或者吸附,我国南海东北陆坡区的铁锰结核就根据结核及其壳层的化学成分判明其为水成成因类型。
成岩型结核是在生长过程中,沉降进入结核周围海底表层沉积层中的有机质在早期成岩过程中进一步分解,还原释放出来的成矿物质通过沉积物间隙水的毛细管作用上升到海底表层再氧化,在结核的表面不断堆积生长。太平洋秘鲁海盆的结核基本上都是成岩型。
在绝大多数海底,很少出现单纯的水成型或者成岩型结核,大多数结核为海水与孔隙水两种来源相结合,并以一种来源为主的混合型。我们知道,许多微生物具有选择性地浓集某些元素的能力,经过生物吸收浓集后,便有可能在生物体内或其附近达到饱和而沉淀。所以,锰结核中多种金属的含量差异很可能是由这些元素在海洋中的生物地球化学行为所决定的。
然而,我们现在对海底锰结核的认识还只是冰山一角,想要对锰结核了解更多的答友们,有几篇参考文献推荐给大家。
胡文宣,周怀阳.深海(铁)锰结核微生物成因新证据[J].中国科学:地球科学,1999,29(4):362-366.
周怀阳.深海海底铁锰结核的秘密[J].自然杂志,2015,37(6):397-404.
大洋底部的锰结核,是一种富含多种金属的结核体,尤以锰含量最高,一般为25-35%,有的矿区可达36-57%。此外还含有铜.钴.镍.锆.铁等二十多种有用元素。据估算,全世界洋底的锰结核储量多达30000亿吨。其中以太平洋最为丰富,在1.5亿平方公里深海洋底,锰结核超过17000亿吨,——而且每年新增1000万吨。夏威夷群岛附近,是世界各大洋中最富聚的海域,锰结核几乎完全覆盖了海底。北纬20度以北逐浙减少。南大平洋也有几个富聚区。大西洋有锰结核4500亿吨,印度洋4100亿吨。
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