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锰核

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散布於深海海床的锰铁氧化物核状体。含锰量可达18%,因而得名。锰核中的金属矿物是重要的合金材料,是具有经济潜能的矿产资源。

1873到1876年间,英国研究船挑战者号(C-allenger)进行环球探测时发现锰核。20世纪初期,调查研究工作并没有太大的进展。直到第二次世界大战以後,随着海洋地质学的发展,利用海底照相或摄影的方式,才慢慢发现锰核在深海底有着广泛的分布。

锰核的形态多样,以结核状最常见,还呈壳状或板状。结核直径一般为 1-20公分,表面呈黑色,褐色或棕褐色,比重约2-3。核心由老的浮石、鱼骨或是坚固的沉积物组成,外壳是由铁、锰、铜、镍、钴及其他稀有金属层层包覆而成,壳层在核心的周围呈环带状构造,壳层并不一定连续,厚度不均。除环带状构造外,结核-有放射状裂隙和横向裂隙,可能是在结核形成过程中造成的。根据同位素测定得知,锰核在海底的生长速率平均为每100万年增厚几公厘至几公分,估计现在全球仍以每年增加1,000万吨的速率产生锰核。

最初锰核只做为科学研究上的材料,并不被视为有用的矿产资源。後来发现锰核中除了锰和铁之外,还含有1%左右的钴、铜和镍,是现代工业所需的重要金属。当陆地上的高品位矿砂逐渐开采殆尽,锰核日益受到重视。美国、法国、德国、-都对锰核进行大量的调查研究工作,并评估过大规模开采的可行性。

锰核在各大洋底均有分布。南大西洋、印度洋和太平洋有较多的锰核产出。北大西洋由於区域内河流带入的泥沙量大,加上大部分海底不深,沉积速率高,不利於锰核形成。而在同一大洋的不同海域,锰核的富集度也会有很大的变化。世界各大洋的锰核总储量估计为3兆吨,太平洋区域锰核的储量就有1.7兆吨,其中含锰4,000亿吨、镍1-亿吨、铜88亿吨、钴58亿吨。

海底锰核的开采,可以由船舶使用「吸引挖泥机」从深海海床上带到船的甲板上。但由於投资大且风险高,采矿工作尚未付诸实施,仍以研究为主。若能解决开采产生的海洋污染问题,发展出符合成本的开采模式,开采锰核将有巨大的经济效益。

-四面环海,海洋研究船「九连号」曾在-东部的菲律宾海深度2,900公尺及5,700公尺两处测站采集到锰核标本。直径从20至40公分不等,有很大的核心,外壳富含铁、锰、钴、镍,部分标本现存於国立自然科学博物馆。

中文关键字:矿石 , 钴 , 镍

英文关键字ore , cobalt , nickel

参考资料

    陈汝勤、李贤文。1972。〈锰核:深海的宝藏〉。《科学月刊》,35:12。谢继哲。2000。〈深海锰节核〉。收於《中国大百科全书》。中国大百科编。-:中国大百科。Cronan, D. S. 2001. “Manganese nodules.” In Encyclopedia of Ocean Sciences. Ed. J. Steele, K. Turekian and S. T-orpe. San Diego: Academic Press.

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