黑烟囱

更新时间:2023-04-19 01:30:45 阅读: 评论:0


2023年4月19日发(作者:采购询价单范本)海底多金属硫化物
1. 发现和形成
1979年在北纬21度下加利福尼亚(墨西哥)岸外的东 太平洋
海隆,科学家在勘探洋底时发现位于硫化物丘上的烟 囱状黑色岩石
构造,烟囱涌喷热液,周围的动物物种前所未 见。后来的研究表明,
这些黑烟囱体是新大洋地壳形成时所 产生,为地表下面的构造板块
会聚或移动, 和海底扩张所致。
此外,这一活动与海底金属矿床的形成密切相关。
在水深至3 700米之处,海水从海洋渗入地层空间,被 地壳
下的熔岩(岩浆)加热后,从黑烟囱里排出,热液温度 高达400
C
。这些热液在与周围的冷海水混合时,水中的金 属硫化物沉淀到
烟囱和附近的海底上。这些硫化物,包括方 铅矿(铅)、闪锌矿
(锌)和黄铜矿(铜),积聚在海底或海 底表层内,形成几千吨
至约一亿吨的块状矿床。一些块状硫 化物矿床富含铜、锌、铅等
金属,特别是富含贵金属(金、 银)的事实,近年来引起了国际
采矿业的兴趣。在已没有火 山活动的地方,也发现了许多多金属
硫化物矿床。
2. 分布状况
多数矿点位于海洋中部,分布于东太平洋海隆、东南太 平洋
海隆和东北太平洋海隆。已知大西洋中脊也有一些矿床, 但在印

度洋海脊至今只找到一处。大西洋中脊和印度洋中脊 的已知硫化
物矿床较少,主要原因是在这些地区内进行的勘 探活动有限。全
世界共有 6万公里的海脊,经过任何勘查的 只有5%左右。
80年代中期,在西南太平洋又发现了一些硫化物矿床, 位置
是在大洋边缘,在大陆和火山岛弧之间的海底,海盆和 海脊形成
的地方。在这些所谓弧后扩张中心,岩浆在会聚板 块边缘上升到
接近表层之处(在会聚板块边缘,通过俯冲过 程,一构造板块滑
动到另一板块之下) 。这些发现引发了对
西太平洋和西南太平洋边缘海盆以及岛弧和弧后体的大规 模勘
探,结果在澳大利亚东部的劳海盆和北斐济海盆和日本 西南的冲
绳海槽又发现了其他矿床。 1991年在新喀里多尼亚 银行金卡
北部的马努斯海盆等地发现大量与长石火山活动(最强烈的 一种
火山活动,造成的火山灰流最多)有关的碌化物矿床。 伍德拉克
海盆附近也发现了热液矿床,那里的海底扩张延伸 到巴布亚新几
内亚以东的大陆地壳。今天,已知有 160多个
热液矿化点,包括至少 25处有高温黑烟囱喷口。
3. 金属含量
在对海底硫化物作了近 1,300项化学分析比较后发现, 位于
不同的火山和构造环境的矿床有关于兔的词语 不同的金属比例。与缺 少沉积物
的洋中脊样品相比,在弧后扩张中心的玄武岩至安 山岩环境生成
的块状硫化物(573个样品)中平均含量较高

的金属有:锌(17%)、铅(0.4%)和钡(13%,铁含量不高。
大陆地壳后弧裂谷的多金属硫化物 40个样品)的含铁量也
很低,但通常富含锌(20%和铅(12%),而且含银量高
1.1% 2 304/吨)。总的来说,各种构造环境的海底硫化
物矿 床的总成分取决于这些金属是从什么性质的火山岩淋滤出
的。
最近,在弧后扩张中心的硫化物样品中发现金的含量甚
高,而洋中脊的矿床中金的平均含量只有 1.2/吨(1 259
个样品)。劳弧后海盆硫化物的含金量高达 29/吨,平均为
2.8/吨(103个样品)。在冲绳海槽,位于大陆地壳内的一 个后
弧裂谷的硫化物矿床含金量高达 14/吨(平均为3.1
/吨,40个样品)。对东马努斯海盆的硫化物进行的初步分 析表
明,金含量为15/吨,最高达55/吨(26个样品)。 在伍德
拉克海盆的重晶石烟囱中发现高达 21/吨的含金量。
迄今发现的含金量最丰富的海底矿床位于巴布亚新几内亚 领水内
利希尔岛附近的锥形海山。从该海山山顶平台(基部 水深1 600
米,直径2.8公里,山顶水深1 050米)采集的样 品含金量最高达
230/吨,平均为26/吨(40个样品), 10倍于有开采价值的
陆地金矿的平均值。
4. 吨位估计
对几个洋中脊矿床的估计显示,其吨位在 100万到1亿

吨之间。但是,硫化物露头的延展长度不易估算,关于矿床
厚度的资料缺乏。已发现的最大矿床位于上覆大量沉积物, 但依
然有热液活动的古海脊。国际大洋钻探计划对美国西北 岸外的胡
安德富卡海脊北部被沉积物覆盖的中谷矿床的钻 探显示有800
900万吨的写心情的句子 硫化矿。在对位于北纬 26度太
平洋中脊水深 3,650米处的 Trans-Atlantic GeotraverTAG
活动热液丘钻进125米后发现,海底表面约有硫化矿 270
吨,表层内矿床约有 120万不安全食品 吨(为网状脉)。迄今在海底发 现的
块状关于足球的作文 硫化物矿床规模, 都比不上加拿大基德克里克 1.35
亿吨)或葡萄牙内维什科尔沃(2.62亿吨)。
海底最大的已知硫化物矿床为红海的阿特兰蒂斯 II
渊,
比东太平洋海隆的第一个黑烟囱早发现十多年。阿特兰蒂斯 II海渊
的矿化物主要是金属软泥,不是块状硫化物。对面积 40平方公里
的矿床所作的详细评价显示,矿床有 9400
吨的贫铅银矿石,其中含锌 2%、铜0.5%、银39/吨和金
0.5/吨,贵金属的总含量约为银 4000吨和金50吨。在
2000米深处试验采矿证明,该矿床可以成功开采。
5. 资源潜力
海洋采矿在某些条件下似乎是可行的,理想的条件包括
1)高品位的有色金属和 /或金;(2)矿点离陆地不太远;

3)水rap术语大全 深较浅。虽然现在已有深水采矿技术,但以 2000
多米深为宜。在这些情况下,开采块状硫化物矿可具有经济 吸引
力。考虑到整套采矿器具可以从一处搬运到另一处,因 此,所投
资的采矿系统和船只不必像陆地采矿那样固定在一 个地方。在陆
地上偏远地点采矿往往需要大笔初始投资,包 括全部基础设施在
内。
海底块状硫化物的开采可能集中于小块海底区域,并主 要限
于表层(剥采)和浅次表层(挖采) ,以便回收海底的
硫化物丘和烟囱场以及其下的网状脉区中的交代矿体。
6. 研究、勘探和开采前景
全世界的学术机构和政府机构正在对多金属硫化物矿 床及其
有关的生态系统进行科学研究。这一领域的领先国家 是澳大利
亚、加拿大、法国、德国、日本、俄罗斯联邦、英 国、美国和中
国。意大利和葡萄牙也制定了研究方案。
勘探需要高尖端的多用途科研船,使用先进技术,例如 深海
测绘设备、载人潜水器或遥控船只、摄影和录像系统, 采样和钻
探装置。钻探和岩芯取样设备必须改进,以便能钻 探到100米的
深度。目前尚未专门设计用于回收硫化物的采 矿系统,但开发努
力可能集中于连续回收系统,采用旋转式 截割头,配以扬矿设
备,将矿石运到采矿船,再运往加工厂。
7•环境

与块状硫化物矿床相关的热液喷口为科学上前所未知 的多种
动物提供了生活环境。与陆地上直接或间接靠阳光和 光合作用获
得能量的其他生命形式不同,热液喷口动物群落 能在没有阳光,
充满硫化氢的热液中繁衍。而硫化氢对大多 数其他动物是则致命
的化合物。在这种环境中生活着长达二 米的蠕虫,它们居住在自
造的栖管,没有消化系统,从中国最好的大学 氧化 甲烷和氧化硫的微生物获得能
量。在这些有多样化生物的热 液喷口区,已发现 500种左右前所
不知的动物物种。
在规划矿物的勘探和开采时,必须考虑这种地理上不集 中的
生态系统的独特而脆弱性质,及其对代谢、进化和适应 方面的基
础生物研究所具有的价值。研究表明,现有的生物 种群具有很强
的恢复力可适应火山活动区环境的急剧变化。 这一恢复能力可能
是由于存在着某种“母种群” ,有能力再
进入被扰动区。如果这一基础“母种群”遭到采矿活动的破 坏,
则有可能导致稀有物种的灭绝。
开采硫化物的许多环境影响问题与开采多金属结核所 造成的
环境问题相似,包括破坏动物栖息处的表层、被扰动 沉积物掩埋
动物,底层水因悬浮的颗粒羽流而发生化学变化。 另一方面,硫
化物颗粒的高密度会使采矿设备所造成的任何 硫化物碎屑立即重
新沉积。由于与海水的接触面大,一些释 放出的硫化物碎屑会氧
化,如同许多海底矿床的非活性块状 硫化物的氧化过程一样。在
陆地硫矿开采中通常造成重大环 境问题的矿山酸性污水排泄在海

底则无须担忧,因为周围海 水有淡化作用。此外,大多数海底硫
化物矿床通常没有显著 的上覆沉积物。因此,应当可以选择性地
开采矿床,尤其是 那些没有任何喷口动物生息的非活性矿床,因
为在这些地方 开采所造成的环境影响可能不会大于建造一个普通
港口设施。


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