海底锰结核
海底多金属结核
海底多金属结核1.结核的矿物性质多金属结核是1868年首先在西伯利亚岸外的北冰洋喀拉海中发现的。
1872-76年英国“挑战者”号考察船进行科学考察期间，发现世界大多数海洋都有多金属结核。
多金属结核又称锰结核，系由包围核心的铁、锰氢氧化物壳层组成的核形石。
核心可能极小，有时完全晶化成锰矿。
肉眼可见的可能是微化石（放射虫或有孔虫）介壳、磷化鲨鱼牙齿、玄武岩碎屑，甚至是先前结核的碎片。
壳层的厚度和匀称性由生成的先后阶段决定。
有些结核的壳层间断，两面明显不同。
结核大小不等，小的颗粒用显微镜才能看到，大的球体直径达20多厘米。
结核一般直径在5到10厘米之间，大小如土豆。
表面多为光滑，也有粗糙、呈椭球状或其他不规则形状的。
底部埋在沉积物中，往往比顶部粗糙。
结核位于海底沉积物上，往往处于半埋藏状态。
有些结核完全被沉积物掩埋，有些地方照片没有显示任何迹象，却采集到结核。
结核丰度差别很大。
有些地方结核鳞次栉比，遍布70％的海底。
但一般认为，丰度须超过每平方米10公斤，在不足一平方公里范围内，平均丰度要达到每平方米15公斤，才具有经济价值。
结核在不同深度海底都存在，但4,000至6,000米深度赋存量最丰富。
化学成分因锰矿的种类和核心的大小和特征不同而异。
具有经济价值的结核主要成分为锰（29％），其次为铁（6％）、硅（5％）和铝（3％）。
最有价值的金属含量较少：镍（1.4％）、铜（1.3％）和钴（0.25％）。
其他成分主要为氧和氢，以及钠和钙（各约1.5％）、镁和钾（各约0.5％）、钛和钡（各约0.2％）。
2.结核的形成机理各类结核是如何形成的？这方面有好几种理论。
两种较为流行的假说是：水成作用成因：金属成分缓慢从海水中析出，沉淀形成结核体。
据认为，水成结核的铁、锰含量相仿，镍、铜、钴品位相对较高。
成岩作用成因：沉积柱内的锰重新活动，在沉积物/水界面析出。
此种结核锰含量丰富，但铁、镍、铜、钴含量较少。
提出的其他形成机理有：热液成因：金属来自与火山活动有关的热液；海解成因：金属成分来自玄武岩碎屑的分解；生物成因：微生物的活动催化金属氢氧化物析出沉淀。
浅谈锰结核资源的开发与利用
浅谈锰结核资源的开发与利用【摘要】锰结核资源作为重要的锰矿产资源之一，在我国有着广泛的分布，具有巨大的开发利用潜力。
本文通过对锰结核资源的分布特点进行分析，探讨了当前的开发利用现状和技术，展望了其未来的利用前景，并提出了可持续发展的策略。
强调了锰结核资源开发与利用的重要性，指出需要加强对资源的保护和合理利用。
展望未来，将锰结核资源开发纳入国家战略规划，通过技术创新和政策支持，推动资源的高效利用。
建议加强科研力量，加大投入力度，推动锰结核资源产业的健康发展。
在今后的工作中，应注重生态环境保护，坚持可持续发展的理念，实现资源的有效利用和循环利用，促进地方经济的繁荣发展。
【关键词】锰结核资源、开发利用、分布特点、开发技术、利用前景、可持续发展、重要性、展望未来、建议与思考。
1. 引言1.1 锰结核资源的重要性锰结核资源是一种重要的矿产资源，具有广泛的应用价值和经济意义。
锰是一种重要的金属元素，广泛用于冶金、化工、环保等领域。
锰结核资源中的锰含量很高，是锰的重要来源之一。
其重要性主要体现在以下几个方面：锰结核资源是重要的冶金原料。
锰是钢铁生产中的重要合金元素，不仅可以提高钢铁的硬度和耐磨性，还可以改善钢的塑性和韧性。
锰结核资源在钢铁行业中有着重要的地位。
锰结核资源是重要的化工原料。
锰化合物广泛用于光电、电子、农药、医药等领域，具有重要的应用价值。
锰结核资源中的锰含量较高，适合用于化工生产。
锰结核资源还具有环保和能源价值。
锰可以用于制备电池、储能装置等产品，具有环保和清洁能源的特点。
通过开发利用锰结核资源，可以推动清洁能源产业的发展。
锰结核资源的重要性不言而喻。
只有充分认识其重要性，才能更好地开发利用这一宝贵的资源。
1.2 研究背景锰结核资源作为重要的锰矿石资源之一，在金属工业和冶金工业中具有重要的地位。
随着现代工业的快速发展和对金属材料需求的增长，对锰的需求也日益增加。
而锰结核资源具有丰富的锰含量，因此成为了重要的矿产资源之一。
什么是锰结核？
什么是锰结核？
1.什么是锰结核？
锰结核又称多金属结核、锰矿球、锰矿团、锰瘤等，它是一种铁、锰氧化物的集合体，颜色常为黑色和褐黑色。
2.分布在哪里？
锰结核广泛地分布于世界海洋2000~6000米水深海底的表层，而以生成于4000~6000米水深海底的品质最佳。
其中以北太平洋分布面积最广，储量占一半以上。
3.成因是什么？
一般认为是沉降于海底的各种金属的氧化物，以带极性的分子形式，在电子引力作用下，以其他物体的细小颗粒为核，不断聚集而成。
4.有什么价值？
有的锰结核锰含量达到55%，除锰以外还含有铁、镍、铜、钴、钛等20多种金属元素，含量都很高。
锰结核所富含的金属，广泛地应用于现代社会的各个方面。
如金属锰可用于制造锰钢，极为坚硬，能抗冲击、耐磨损、大量用于制造坦克、钢轨、粉碎机等。
锰结核所含的铁是炼钢的主要原料，所含的金属镍可用于制造不锈钢，所含的金属钴可用来制造特种钢。
所含的金属铜大量用于制造电线。
锰结核所含的金属钛，密度小、强度高、硬度大，广泛应用于航空航天工业，有“空间金属”的美称。
深海奇珍—锰结核
范文借鉴
深海奇珍—锰结核
戈勇锰结核是什么呢?
已经是一百年前的事了—1872年到1876年,英国深海调查船“挑战者号”在环球海洋考察中首先发现了深海洋底的锰结核。
船员当时谁也没有对此表示真正的关切。
近二十年来,随着冶金工业的迅速发展,矿石需求量与年俱增,陆地上的资源日益枯竭。
怎么办呢?人们开始把注意力从陆地转向海洋,深海锰结核的开发和利用终于被提上议事日程。
通常所说的锰结核,是指球状或块状的结核块,小的像豌豆,大者如马铃薯,一般直径在5厘米到20厘米之间,个别的也可达1米以上,切开来看,锰结核内部呈同心圆状,层层包裹,有点像洋葱,表面呈棕色或黑色,性脆硬度小,全身有细孔,体重很轻,比重在2到3之间。
锰结核里岂止含锰,它包藏的元素实在太多了,铁、铜、钴、镍、钛、钼等30多种,几乎占元素周期表里元素的三分之一!
不仅种类多,而且品位高。
拿太平洋里的锰结核的化学成分作例子:锰的含量是8.2%到41.1%,铁的含量是 2.4%到26.6%,铜的含量是0.03%到1.6%,镍的含量是0.1%到2%,钴的
含量是0.1%到2.3%,它们大都超出陆矿开采的要求。
这就是说,海底锰结核是含有当前世界上工业急需的多种金属大有矿源,是“大海奉献给人类的一份丰厚的礼物”。
在深海洋底表面上,锰结核分布相当广泛。
它们一般裸露在外面,就像放在草地上的一群网球。
全世界各大洋的锰结核总储量是30000多亿吨，88亿吨铜,164亿吨镍,98亿吨钴,按目前开采速度来看,铜可供60O年用,镍是15000年,锰是24000年,钻可以满足人类30万年的需要。
这是一笔多么巨大的资源财富啊!。
与锰结核的第一次亲密接触
与锰结核的第一次亲密接触作者：张武昌来源：《中学科技》2014年第12期初中的时候，就知道在海底有一种矿物叫锰结核，依稀记得，那时书中所记载的锰结核是一种黑色的椭圆形石头。
后来从事海洋科学研究工作，虽然曾多次出海考察，但由于种种原因，一直没有亲眼见过锰结核是什么样子。
直到2013年夏天，有幸搭乘“海洋六号”科考船，参加了这次大洋科考，我才终于见到了锰结核的真面目，弥补了多年来的遗憾，现在想来实是大慰平生。
●接触前的准备此次，“海洋六号”科考船是从广州出发的。
由于是多个科研院所的联合行动，我见到了许多曾经一起出海的老朋友，大家都对这次大洋考察十分期待。
我是从事生态环境专业的，在这个航次中主要负责生态环境情况的基本调查。
这项工作十分重要，因为我们在向海洋索取矿物资源时，首先要了解矿区的生态环境，进而才能有效评估探矿和开采活动对海洋环境的影响，最终实现可持续性发展。
作为海洋地质方面的门外汉，上船之前，我就一直有一个疑问，锰结核大多沉睡在5000多米深的海底，地质学家是如何进行勘探的呢？上船后，一位地质学家朋友为了解答我的疑问，决定带我参观他的两件勘探“神器”。
来到甲板上，他指着一个六面体的箱子说：“这就是其中一件…神器‟了，觉得眼熟吧？”我一看，乐了，笑着对他说：“这不就是一个大号的箱式采集器嘛！”“对的，我们就是将它下放至海底，利用其自身的重力压入到海底的沉积物中，打捞起这些沉积物，同时将分布于沉积物中的锰结核一道打捞上来。
”说着话，我们又来到了另一个“大家伙”旁边，朋友说：“这就是另一件…神器‟——海底摄像机，它是我们在海底的眼睛，我们将它搭载在一个拖体上，下放至距海底2米左右的深度。
依靠它，我们便可观察锰结核在海底的实际状态和分布情况。
”参观了两件装备，我的好奇心更加强烈了，满心期盼着可以快点到达站区，早一些看看“神器”如何施展“神功”，同时也更想着尽早见到我朝思暮想的锰结核。
● 邀请登船经过几天的航行，终于到达了作业区。
海底矿藏是怎样形成的
海底矿藏是怎样形成的深海矿物资源，通常主要指海底锰结核、海底热液矿（也称多金属软泥）和海底石油。
锰结核矿是一种分布于水深4000～6000米大洋底的矿物资源，含有镍、铜、钴、锰等76种元素。
人们估计，世界大洋锰结核矿的总储量可达3万亿吨，仅在太平洋就有1.7万亿吨。
如果按目前人们的开采需求量计算，锰、镍、钴等可供人类上万年的开采需求,由此可见海洋中锰结核矿储量之巨大了。
海底热液矿床多分布在火山活动的大洋中脊裂谷处，火山岛弧地带，或分布在与火山活动有关的断裂带和构造线上。
海底热液矿床的发现时间并不长，仅有二三十年的历史，但从一开始就引起科学家们的高度注视。
这是因为，海底热液矿床有十分可观的储量和所含金属的潜在价值（热液矿床中含有铜、铁、锌、钴、锒、硫等多种矿物）。
海洋石油和天然气的开发仅有百余年的历史，其储量和开采前景也是十分诱人的。
要开采海底矿物资源，有一个重新认识海底矿藏的问题之一是，如何认识海底矿藏的形成原因。
早期的成矿理论长期以来，人们一直认为，海底矿物是由于陆地上岩石的风化作用，经过雨水冲刷，把岩石中所含有的金属元素输入江河，带到海洋里去。
也就是说，滚滚江河水携带着这些物质以及泥沙来到海里，经过波浪和海流的淘选，发生沉积作用，在相当于200～600个大气压的静水压力作用下，生成矿物，沉积于海底。
按照这种观点，世界大洋中应该有镁、钾、铁等金属的沉积物，但是，实际上人们在海底并没有发现过这些金属的沉积物。
在人们对此困惑不解的时候，板块构造理论给海底矿藏的成因提供了新的理论。
我们用板块构造理论解释各种海底矿藏的形成，就似乎容易多了。
用板块构造说看海底矿藏板块构造理论认为，镁、钾、铁、镍等金属并不是从陆地河流带到海洋中的海底沉积物，而是被沿海底裂缝循环的海水带到洋壳上并沉积在那里，经过长时间的地质变化，其化学成分发生了很大的变化。
在世界大洋中，在洋中脊或海隆的边沿热泉的高温海水将这些金属沉积物溶解，随喷发的热液一同从裂缝喷射出来，以固体硫酸盐和硫化物的形成沉积在海底，同时，高温海水淋滤出地壳岩层中的钾、钙、硅、铁和锰等金属元素。
深海锰结核
深海锰结核作者：任禾来源：《中国经济和信息化》2013年第15期锰结核是沉淀在海洋底部的一种矿石，它主要的商业价值在于含有30多种金属元素。
继可燃冰之后，锰结核成为未来深海能源开采的新选项。
7月3日，在中国南海的“蛟龙海山”区，执行首个试验性应用航次的中国“蛟龙”号载人潜水器发现了大面积铁锰结核，并采集了8块样品。
这个消息再次点燃了人们对于深海能源勘测的热情。
锰结核是沉淀在海洋底部的一种矿石，主要由氧化铁和氧化锰构成，它主要的商业价值在于含有30多种金属元素，其中储存镍、钴、铜、锰的总量分别高出陆上相应储量的几十倍到几千倍。
据从事矿产资源勘查和勘探研究的相关机构预测，进入21世纪之后，各类型的矿物原料消耗呈持续快速增长态势，预计在2001至2050年之间，全球矿产资源消耗量将成倍增加。
如石油消耗增长2～2.2倍，天然气3～3.2倍，铁1.4～ 1.6倍，铝1.5～2倍，铜1.5～1.7倍。
陆地资源消耗与日俱增，浩瀚无垠的海洋中潜藏的资源，势必成为人类未来能源的最好选择。
海底宝藏深海锰结核又称深海多金属结核，主要分布在水深3000～6000米的深海底，锰结核是以海洋里鲨鱼的牙齿、鱼骨、海底火山的喷出物为母体，凝聚海水里的金属微粒而成的颗粒。
母体凝聚金属微粒的原因有两种：一是母体及金属微粒各带不同性的电能，由于异电相吸而凝聚；二是由于潮汐波浪的推送揉和，把母体和金属微粒像滚雪球那样越滚越大。
锰结核大小不等，一般直径在5到10厘米之间。
锰结核中富含多种金属成分，其中锰占25%，铁占14%，此外还有多种有色金属，而其中蕴含的铜、钴、镍都是陆地上紧缺的矿产资源。
聚集了如此珍贵的稀缺元素的锰结核，几乎遍布所有海洋甚至大湖，仅仅太平洋底的锰结核就可以提炼锰4000亿吨、铜88亿吨、镍1.64亿吨、钴58 亿吨，这还不包括其他的稀有金属。
以当今的世界消费水平计算，如果把海底的锰结核全开采出来，锰可供人类使用3.33 万年，镍可供使用2.53 万年，钴34 万年，铜980万年。
深海锰结核处理技术
典型方法有美国肯尼柯特(Kennecott)公司开发的亚铜离子-氨浸法 和美国深海公司(Deep Sea Ventures)的常压盐酸浸出法。
பைடு நூலகம்
2、处理技术
经过两代技术的发展,深海锰结核的处理技术已有多种,主要有：
1、火法 2、湿法 3、火湿联合法
2.1、火法
火法属高温干式冶金,较适于高品位矿石,包括对金属氧化物的还原、 氧化、分离和熔融等过程,一般流程较短,但能耗大,处理成本高,经 济上难于可行。主要包括熔炼合金法、离析焙烧法和氯化挥发法。
而迅速地使铜、钴、镍等溶解,必须首先解离锰矿物,在解离过程中
使镍、钴、铜游离出来。
2、处理技术
解离锰矿物最有效和简便的途径是改变锰的价态。通过添加还原
剂使Mn4+还原成Mn2+,在锰价态和锰矿物结构转变的同时,铜、钴、
镍被释放出来,此时,浸出剂与之作用,使它们转入溶液,有价元素得 以浸出。
2、处理技术
1991年3月，“联合国海底管理局”正式批准“中国大洋矿产资源研究开发 协会”的申请，从而使中国得到15万平方公里的大洋锰结核矿产资源开发区。
1、概述
2013年7月3日，正在进行首次试验性应用航行的“蛟龙号”载人
潜水器在南海“蛟龙海山”区下潜，并在海底发现大面积铁锰结
区。
1978年，日本采矿船用抽吸式和气动提升式采集锰结核获得成功。
美国已用20万吨级的采矿船，用自动控制的设备采集南太平洋底
的锰结核。
1、概述
对于锰结核资源的调查、勘探，开采、冶炼技术的研究、试验成
绩显著的国家有美国、英国、法国、德国、日本、俄罗斯、印度
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
海底锰结核
作者：白建
来源：《中学生百科·文综理综》2008年第08期
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。