大洋锰结核矿成因之谜

大洋锰结核矿成因之谜

海底锰结核是由英国人首先发现的。1873年2月18日，英国“挑战者”号考察船来到加那利群岛西南约300千米的海面进行海底取样调查。结果从海底捞上来几块像黑煤球的硬块。船上的几位科学家准都没有见过这种“黑色的卵石块”。后来，这些“黑卵石块”送回英国。经过化验分析，才知道它不是化石，而是含有大量锰，铁、铜、镍、钴等元素的矿石。后来，人们给这种矿石起名叫“大洋锰结核”或“大洋多金属结核”等。由于锰结核矿大量存在于世界各大洋之中，是海洋中最有价值的矿产，所以进入70年代后，世界上有条件的海洋国家，投以巨资，对大洋锰结核矿进行调查，研究其开发的可能性。

尽管人们已经花了大量的人力和物力去研究海底锰结核，然而大洋锰结核的成因之谜，仍未解开。科学家提出种种成因假说，但是，每种假说都有其不够完善的地方。

关于锰结核成因问题的研究，主要是围绕着三个问题进行：什么是锰结核构成元素供给源？锰结核的沉积地点是怎样形成的？锰结核的生长机理是什么？

关于锰结核的金属供应源问题、科学家提出四种方式：一是大陆或岛屿上岩石风化后分解出了金属离于，被风或是河流带入海洋。二是海底火山、海底风化和水溶液可以为锰结核提供所需的金属元素。三是海水本身是盐类溶液，它可能是最重要的金属元素供应源。四是宇宙尘埃等外空物质也能形成锰结核的元素供给源，尽管它的数量不大。

这些元素通过各种渠道和不同的搬运方式，来到具备形成锰结核的”核”上，经过漫长的岁月，形成了结核，最后形成大小不等的锰结核。在研究这些金属元素的搬运方式上，科学家们没有多大的争议，大家都赞成是通过海水溶解后来到锰结核的“核”上的。然而，科学家对锰结核的生长机理，却存在着较大的分歧。围绕着锰结构的生长机理，人们提出了种种的理论模式，概括起来，主要有三种：第一种为自生化学沉积假说，或者叫作接触氧化和沉淀说。这种观点认为，当海底的pH值增高时，氢氧化铁便会围绕一个核心进行沉淀，氢氧化铁的沉淀物可吸附锰离子，并且产生催化作用，促使二氧化锰不断生成。这种解释虽给人以启发，但是它仍有不完备的地方。第二种假说是生物成因说。这种理论的根据是，用扫描电子显微镜观察锰结核的表面和内部细微构造时，发现结该的表面有很多由底栖微生物形成的空管和微窟窿，当其形成管子时，摄取了大量的微结核于壳内。第三种假说是火山活动说。这种理论认为，人山爆发喷发出大量气体，在气体从熔岩中析出过程中，伴随着大量的锰、铁、铜及其他微量金属。这些微量金属进入海水中后，沉淀出铁的含水氧化物，使锰和其他金属经过氧化富集、淀，形成锰结核矿。对于这种假说，有人提出：很多非火山活动海域内，也发现大量的锰结核，这又该做何种解释呢？