1. 海底金属锰结核
镍是一种化学元素。化学符号Ni,原子序数28,原子量58.69,属周期系Ⅷ族。古代埃及、中国和巴比伦人都曾用含镍量很高的陨铁制作器物,中国古代云南生产的镍矿中含镍量就很高。1751年瑞典A.F.克龙斯泰德用木炭还原红镍矿制得金属镍,其英文名称来源于德文Kupfernickel,含义是假铜。镍矿在地壳中的含量为0.018%,镍矿主要矿物有镍黄铁矿〔(Ni,Fe)9S8〕、硅镁镍矿〔(Ni,Mg)SiO3·nH2O〕、针镍矿或黄镍矿(NiS)、红镍矿(NiAs)等。海底的锰结核中镍的储量很大,是镍的重要远景资源。
2. 深海锰结核矿
锰结核是一种棕色或青褐色的球体或圆块体,又称锰矿球、锰团块和锰矿瘤。外表象是土豆,直径1~20厘米,平均约5厘米,最大者达一米以上;如果将其切开,横切面呈象树木年轮一样的同心圆状,中心有一个核。锰结核是一个多金属矿体,一般约含有锰27~30%,镍1.1~1.4%,铜1~1.3%,钴0.2~0.4%,以及一定数量的铁、钼、钛、锌等共约30余种元素,堪称“金属家族”。大洋底储有多少锰结核,说法不尽一致,一般认为是1.5~3万亿吨。锰结核可提炼巨量金属,仅锰、镍、铜、钴四种金属总量可达8,000亿吨,而七十年代中期陆上该四种金属的总储量也只有11亿吨,即是陆地上储量的近800倍。锰结核增长速度非常缓慢,一种意见认为每1,000年增长一毫米,甚至100万年才长一毫米;另一种意见认为大约每1,000年可增长1~100厘米。虽然它增长如此缓慢,但从每年的增长量中提炼的铜、镍可供全世界使用好几年。锰结核是聚集在四、五千米以下深海底的矿体,十九世纪七十年代英国的考察队首先在太平洋、大西洋和印度洋中发现,本世纪五十年代末有关它的发生、构造和组成等方面的研究,才开始取得广泛的成果。现在,对其利用技术的研究也有很大进展。以美国为首的国际垄断资本已组成了联合开发公司,正式进行锰结核的开采与提炼。估计,经过改革技术后,由锰结核中提取锰、镍、铜、钴等重要金属,其成本可能仅相当于陆上开采、提炼这些金属成本的50~75%。就目前所知,锰结核主要分布在太平洋、大西洋和印度洋的深海底,平均厚度可达一米。其中以太平洋中部北纬6°~20°、西经160°~180°之间的洋底最为集中,特别密集的地方每平方米可达100公斤;其次是南太平洋、北太平洋和南大西洋洋底。
3. 用海底锰结核为原料制备金属锰镁
共有四大类海洋资源:海洋生物资源(鱼虾等)、海洋矿产资源(石油、砂矿)、海洋化学资源(海盐、钾镁等)、海洋空间资源(港口等)。
1、海洋化学资源:工业用冷却水源、食盐等各种盐类、淡水、溴等。
2、海洋生物资源:鱼、虾、贝、藻等。
3、海洋矿产资源: 大陆架:石油、天然气、煤、硫、磷; 滨海砂矿:富含砂、贝壳等建筑材料,金属矿产; 海盆:深海锰结核。
4、海洋能源:潮汐发电、波浪发电。
5、空间资源: 交通运输:海港码头、海底隧道、海上桥梁、海底管道、海上机场 生产空间:海上电站、工业人工岛、海上石油城、海洋牧场 通讯电力输送空间:海底电缆、海底光缆 储藏空间:海底货场、海底仓库、海上油库、海洋废物处理场 文化娱乐设施空间:海洋公园、海滨浴场、海上运动区。
4. 海底锰结核属于生物化学沉积岩
1、喷出岩(火山岩):岩浆喷出地表后冷凝形成的岩浆岩称为喷出岩。
在地表的条件下,温度下降迅速,矿物来不及结晶或者结晶差,肉眼不易看清楚。如流纹岩、安山岩、玄武岩等; 2、浅成岩:岩浆沿地壳裂缝上升至距地表较浅处冷凝形成的岩浆岩。由于岩浆压力小,温度下降较快,矿物结晶较细小。如花岗斑岩、正长斑岩、辉绿岩等; 3、深成岩:岩浆侵入地壳深处(约距地表3公里)冷凝形成的岩浆岩。由于岩浆压力大,温度下降缓慢,矿物结晶良好。如花岗岩、正长岩、辉长岩等。4、沉积岩:沉积岩层面呈波状起伏,或残留波痕、雨痕、干裂、槽模、沟模等印模,或层内出现锯齿状缝合线或结核。富含次生矿物、有机质。沉积岩中常含古代生物遗迹,经石化作用即成化石,即是生物化石。具有碎屑结构于非碎屑结构之分,有的具有干裂、孔隙、结核等。通常情况下沉积岩由岩石碎屑、矿物碎屑、火山碎屑及生物碎屑等构成,其中包括砾、砂、粉砂和泥等不同粒级的物质。各粒级沉积物使沉积岩具有砾状结构、砂状结构、粉状结构或泥状结构。5、变质岩:有的具有片理(片状)构造如片岩;有的呈片麻构造(未形成片状),岩石断面上看到各种矿物成带状或条状等,如花岗片麻岩;有的呈板状构造,颗粒极小,肉眼难辨,如板岩。5. 锰结核分布的海底地形
海底锰结核属于自然(地质)类型的沉积岩
6. 锰结核在海洋沉积物
答:有海藻类植物
在陆地资源逐渐枯竭的今天,人们把目光投向了深海大洋。海底世界除了大家耳熟能详的锰结核、深海油气,还有热液矿床,以及当前最炙手可热的天然气水合物。天然气水合合物的储量极为巨大。据估计,把人类已经用掉的和还没有开发石油、煤、天然气加在一起,还赶不上天然气水合物中有机碳总含量的一半。如果这个估计不错,那无疑是人类的福音,因为它很可能将成为新世纪的新能源。
7. 海底铁锰结核
深海锰结核在各大洋底均有分布。以南大西洋和印度洋的产量较大,太平洋的富集度较高。同一大洋的不同海域,其富集度很不均一。都存在于松散沉积物内且主要富集于泥—水界面。可与各类沉积物共生,但在红黏土和硅质软泥沉积层中最多见。成因仍未定论。有人认为其金属成分的来源有:
(1)由径流带入海洋的陆地岩石风化而分解出的金属离子。
(2)海底玄武岩的海解作用提供了Mn和Fe的成分。
(3)海底热液提供的成分。这些成分在氧化环境中缓慢沉淀,金属成分经生物活动富集,处于氧化、还原界面之上时以离子状态运移,处于此界面下则发生沉淀。