2008年3月,笔者参加了在加拿大多伦多举行的加拿大勘探与开发者协会(PDAC)探矿者年会。在会场,笔者在一家名叫鹦鹉螺资源公司的展台上看到了它们在海底拍摄到的“黑烟囱”视频。“黑烟囱”喷出了炽热的溶液,这些物质往上跑不了多高,然后就会像天女散花般地从烟柱顶端四散落下,沉积于烟囱的周围,从而形成矿物堆。周围还有很多千奇百怪的生物围绕烟囱游玩与嬉戏,美丽极了,奇怪极了。
“黑烟囱”发现于20世纪80年代,是由美国的阿尔文(Alrin)号载人潜艇在东太平洋洋中脊轴部的海底熔岩上发现的,当时看到数十个冒着黑色和白色烟雾的烟囱,约350℃的含矿热液从直径约15厘米的烟囱中喷出,与周围的海水混合后,很快产生沉淀变为“黑烟”,沉淀物主要由磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿和铜铁硫化物组成。由这些海底金属硫化物和硫酸盐化合物堆积形成直立的柱状圆丘分别被称为“黑烟囱”(图4-9)和“白烟囱”。海底黑烟囱,袅袅黑烟其实是一些极其微小的金属硫化物颗粒。这种海底正在喷出的黑烟囱被地质学家称之为研究矿床形成机制的天然实验室。
图4-9 海底黑烟囱
“黑烟囱”主要形成于洋中脊和弧后盆地扩张中心的位置上,它们一般分布在海深3 000~4 000米。“黑烟囱”富含铜、铁、硫、锌,还有少量的铅、银、金、钴等金属和其他一些微量元素。这种新生矿床形成时间很短,一般来说,从一个“黑烟囱”开始喷发到最终“死亡”,只要十几年到几十年,然后移一个位置接着再喷。每一个“黑烟囱”可以累积造矿上百吨,并且基本没有土、石等杂质,只是些含量很高的多种金属的化合物,稍加分解处理,就可以利用。(www.daowen.com)
人类经过20多年不懈的调查研究,对大洋底多金属硫化物还只是初步了解。两组数据可以说明这一点,一是60 000千米的洋中脊,人类只对其中的5%有相应的了解;二是截至目前,人类在全球发现的海底热液硫化物分布区不过区区200多处。
2003年,我国“大洋一号”才开展了专门的海底热液硫化物调查工作,拉开了进军大洋海底多金属硫化物领域的序幕。尽管如此,在这个方面,中国落后的也并不多。
我们可以想象,全球大洋底长达6万千米的大洋中脊首尾相接,其上不断有浓密的黑烟(热液)喷发,形成了无数的金属硫化物“黑烟囱”,然后它们又不断地生长、坍塌,形成海底矿床,这是一幅多么美丽而生动的“海底图画”啊!
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