书城科普读物宇宙到底有多重
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第11章 加拉帕戈斯海底金属热液矿总储量

以往人们一直认为,从海面越往下,海水的温度就越低,深海海底完全是阴暗的冰冷世界。1948年,瑞典海洋调查船“信天翁号”在红海考察时发现,一些深海海底的水温要比表层的水温高出许多,含盐量也很高。参加考察的科学家们感到非常奇怪,难道是海底火山喷发了?

几十年后,科学家们乘坐深海潜水器潜入幽暗的大洋深处,透过潜艇的观察窗,看到海底有一道道张开的裂隙,溢出许多黄色物质,千姿百态,附近还堆积了许多块状和塔状的硫化物,有的高达几米甚至几十米,就像“土丘”和“烟囱”一样竖立在海底。此处的海水温度高达300℃以上,从“烟囱”中冒出的滚滚热气好似朵朵白云,从海底徐徐上升。

原来这里是大洋中脊的裂谷处,也是海底地壳最薄的地方,地球内部熔融状态的岩浆不断涌出,形成新的海洋地壳。这种来自地球内部的岩浆温度极高,富含多种金属,当它接近海底表面时,与渗透下来的冷海水相遇,发生激烈的化学反应,使其中的金属从岩浆中析出,从而形成富含金属的热水溶液。这些热水溶液从洋底的孔隙处高速喷射出来,就形成了海底的热喷泉。喷出的热液与冷海水接触后温度迅速降低,其中的金属便在这个过程中沉淀到海底,堆积成矿。天长日久,便形成了一座座富含金属的“土丘”和“黑烟囱”状堆积物。这种海底热液矿床富含铁、锰、铅、锌、金、银、铂、铜、锡等多种重金属,大多以硫化物和碳酸盐的形式存在。

1981年,美国在加拉帕戈斯海底断裂谷发现了一个大型的热液矿床,那里的水深约为2600m,分布着许多高约5~20m、宽约20~50m、长约2000m,由块状硫化物构成的海底热液重金属矿“土丘”。据测算,仅这里的热液矿床总储量就高达2500万吨。其中,可开采的有用金属价值高达40亿美元。在红海水深2000m左右的海底,还发现了8个多种重金属热液矿盆地,其中一个名为“亚特兰蒂斯”的盆地,金属储量达到了8000万吨。

目前,科学家在全球各大洋底部都已发现有海底热液金属矿存在。据调查,全世界约有1亿km2的海底分布着热液金属矿床,储量十分可观,而且它们还是活矿床,会自然生长。据估计,这些金属热液矿正在以每4年约5mm的速度扩展着,其生长速度比海底锰结核要快得多。在这1亿km2的海底金属热液矿床中,仅所含铜一项每年即可净增5万吨,被视为一种很有开发前途的大洋矿产资源。

人们如何将这些宝贵的矿藏从海底开采出来呢?海底热液金属矿有块状和泥状两种。现在的一般做法是:对于块状金属矿,由于其分类集中、硬度高,需要用自动控制的海底钻探装置先把矿石打碎,然后再用与采集锰结核相似的办法输送到水面进行加工;对于软泥块金属矿,可用采矿船拖曳一根长2000多米的钢管,管的末端装有一个抽吸装置,先把海底重金属软泥通过这种装置抽吸到采矿船上,然后经过脱水处理得到金属的浓缩混合物,再经冶炼就可以加工出金属物质了。