深海中也存在丰富的矿产资源,快看看它们长啥样!

2021年08月04日
黑色“宝藏”的真身
多金属结核是一种具有特殊成因的海底矿产资源,主要赋存在大陆架、大陆坡及深海盆地的海底沉积物表面之上,赋存水深可达6000米。多金属结核也是大洋中最早被发现而且研究时间最长的深海固体矿产。
海底表面密集分布的多金属结核(供图:韦振权)
不同形状的多金属结核(供图:韦振权)
多金属结核主要呈黑色和黑褐色,其形状有碎屑状、球状、椭球状等,粒径大小为0.5-25厘米。多金属结核是由核心和壳层两大部分组成,作为主体的壳层将核心包裹起来。壳层主要由锰的氧化物和氢氧化物、铁的氧化物和氢氧化物及硅酸岩矿物三大部分组成。核心则通常为鱼牙、生物骨刺、生物化石、岩石碎屑等。
多金属结核的主要元素有锰、铁、镍、钴、铜等,并含有金、银、铂、钼等多种伴生元素,在太平洋、印度洋和大西洋都有分布,但很不均匀。东太平洋海盆内克拉里昂-克利帕顿断裂带之间的区域是公认的多金属结核最为富集和潜在经济价值最高的海区。
东太平洋多金属结核富集海区及各国勘探合同区位置(图片来源:刘永刚等,2014)
富钴结壳是继多金属结核资源之后被发现的又一深海沉积固体矿产资源,主要分布于海山、岛屿斜坡和海底高地上,水深范围一般为1000-3500米。富钴结壳在太平洋、大西洋和印度洋的海底均有分布,其中以太平洋居多,且主要分布在西、中太平洋海山区。
不同类型的富钴结壳(供图:韦振权)
富钴结壳通常为黑色,按形态可分为板状结壳、砾状结壳和钴结核3种类型。富钴结壳富含钴、镍、铜、铅、锌等金属元素以及稀土元素和铂族元素,其中钴含量尤为显著,可达2%,是陆地原生矿钴含量的20倍以上。
不断生长的海底财富
多金属结核和富钴结壳的成矿物质最直接来源是海水或沉积物中的孔隙水,而海水中的初始成矿物质的来源主要有两种:一种是来自地球本身,地球内部的成矿物质可以通过海底火山作用进入海水,而地表岩石中的成矿物质则在风化作用下通过河流和风运方式进入海洋;另一种是来自外太空的陨石,这些陨石直接降落或经由陆地风化作用间接进入海洋。海水中的成矿物质在特定的物理化学条件下在大洋盆地的沉积物表面或海山岩石表面沉淀,并慢慢累积形成多金属结核和富钴结壳的雏形——微结核和铁锰结膜。随着时间的推移,微结核和铁锰结膜不断生长,最终长成各种形状的多金属结核和厚达20-30厘米的富钴结壳。
应用广泛的矿产资源
钴的用途(图片来源:金属百科)
多金属结核和富钴结壳所富含的锰、钴、镍、铜等金属矿产资源,都是重要的战略性资源,广泛应用于化学工业及高新科技生产中。
    钴-60是一种广为使用的放射性材料,在生物化学中广泛用于活化分析;在电镀、腐蚀和催化中被用于示踪研究;在医疗中被用于放射检查与治疗。
    镍具有很好的可塑性、耐腐蚀性和磁性等性能,因此主要被用于钢铁、镍基合金、电镀及电池等领域,广泛用于飞机、雷达等各种军工制造业、民用机械制造业和电镀工业等。
    锰在钢铁工业中主要用于钢的脱硫和脱氧;也用作合金的添加料,以提高钢的强度、硬度、弹性极限、耐磨性和耐腐蚀性等;在高合金钢中,还用作奥氏体化合元素,用于炼制不锈钢、特殊合金钢、不锈钢焊条等。
来源:知识就是力量公众号