海底锰结核

　　锰结核的形成原因，至今仍是海洋研究中的难题。一般认为它是沉降于海底的金属氧化物（氧化锰、氧化铁等）集合成细小颗粒，不断吸引溶解在海水中的矿物元素聚集而成。也有人认为，是海底火山喷发的大量气体中伴随的锰、铁类元素溶入海水中后，经过氧化富集，沉淀形成的矿物团块。
　　锰结核主要分布于各大洋4000～5000米的深海中，而大洋盆是地球上地质形成年代最晚、地壳最薄、火山活动和熔岩喷发最剧烈的部位。海底岩层勘探证实，大洋盆的年龄不到2亿年，南大西洋和印度洋只有1.3亿年，几大洋盆都是白垩纪末期地球大爆发后才形成。
　　大陆地壳平均厚度约35千米，洋壳的平均厚度只有7千米。因此，洋壳是断层裂缝最多、熔岩最容易冲破的区域。那条首尾衔接太平洋、大西洋、印度洋的海底山脉——大洋中脊，正是7000万年前白垩纪末期地球大爆发时地壳开裂的最后弥合缝隙。大洋中脊山脉就是从地幔中喷涌出的大量熔岩堆积而成的，它是地壳最不安宁的“火山故乡”。
　　已探明大洋盆的山峰，都是死火山或者活火山。镶嵌在大洋中数不清的璀璨明珠——火山岛（如著名的夏威夷群岛），就是海底火山的产儿，它们原是由几千米深海底喷射的熔岩堆积而成。海洋中那些或孤峰耸立或群峰成片的平顶山，则是被潮汐、海浪等外力作用削平的火山。还有那种由火山喷发的熔岩碎块，以及时隐时现、神出鬼没、充h7vMHvrAkPRcSP6a1RGmZxT+XImunsBsQKE7ug57u1s=满神秘色彩的幽灵岛，也都是熔岩喷发的结果。
　　其实锰结核的成因很简单，就是在白垩纪末期地球大爆发中和之后的7000万年中，从未间断的大洋中脊山脉以及分散的海底火山不断喷发时，由于巨大压力和温差引起的剧烈爆炸作用下，一些飞溅的分散岩浆，遇到冰冷的海水，冷却凝固为矿物质颗粒。锰结核——即从海底火山喷发的高温岩浆（主要是硅类）中由于元素熔点不同分离出来的，以地幔深处含量较多、熔点相近的金属元素为主，与非金属元素混合构成的小块冷凝固结矿物。
　　锰结核往往沉积于一些玄武岩、红黏土和碎石浮屑的周围。玄武岩是熔岩冷却凝固而成，红黏土是火山灰尘的堆积物，碎石浮屑更是典型的火山喷发遗迹。这几种不同形态物质的共存，恰恰证明了它们有着相同的形成原因。锰结核和大洋中脊裂谷底部的炽热岩浆，从缝隙中缓慢流出时遇上冰冷海水骤然凝结形成的“海底热液矿”，以及那种“海底多金属软泥”，同样都是地球内部熔岩活动的产物。
　　1974年，法、美两国的科学考察深潜器，深入亚速尔群岛西南约124千米的大西洋中脊裂谷中时看到一幅美妙的海底奇观：炽热的岩浆从地壳深处顺着裂缝缓慢流出，遇上冰冷的海水骤然凝结，形成奇形怪状的岩石，有的像被打破的鸡蛋流出的蛋黄，有的似一卷卷棉纱，有的如同刚挤出的牙膏。这种岩石的玻璃质外壳显示了与锰结核相同的岩浆在水里迅速冷却的特征。
　　1972年，美国科学家在加拉帕戈斯群岛附近海底，还发现了喷涌热流的海底热泉，以及形如烟囱冒出高达数十米滚滚浓烟的巨大石管。这些热液中含有丰富的铁、锌、铜等矿物质，它们喷出后迅速冷却，在热泉口周围形成一系列红、黄、棕、白、黑色的金属小丘。这种海底热液矿床，分布在火山活动集中的洋中脊裂谷处或与火山有关的断裂带上，应是火山周期性喷发中形成的副产物。
　　熔岩喷发活动除了形成团块状物质外，还有火山灰尘形成的海底软泥。从1948年瑞典“信天翁”号考察船在幽深的红海发现富含重金属的沉积构造后，各种有关多金属软泥矿的消息接踵而来。这种软泥中金属含量特别高，主要是一些氧化铁、氧化锰、硫化物等，它们和锰结核一样连续地铺在海底表层。
　　就整个海洋来说，锰结核储量是巨大的，但它的分布并不均匀。锰结核的分布区域、数量与地质构造密切相关。海底熔岩大规模喷发频繁的海底山脉、地壳裂缝区域，锰结核覆盖面积大，密集度高，可以叠连成片。在极少有海底火山的大陆架和内海区域，缺乏形成锰结核的地质环境，所以基本上没有锰结核的分布。
　　锰结核的物质构成则取决于喷发区域地幔深处的物质构成，不同海区地层中的元素含量不完全相同，因此太平洋与印度洋、大西洋的锰结核化学成分各有区别。锰结核的形状、硬度等因熔岩喷发强弱程度而存在差异。能量大、温度高的强烈喷发中生成的锰结核个体大，质地较硬；反之能量小、温度低的喷发形成的锰结核个体较小，硬度低。
　　编辑/梁宇清