矿石简介

大洋底蕴藏着极其丰富的矿藏资源，锰结核就是其中的一种。锰结核是沉淀在大洋底的一种矿石，它表面呈黑色或棕褐色，形状如球状或块状，它含有30多种金属元素，其中最有商业开发价值的是锰、铜、钴、镍等。

主要成分

锰结核存在的形式为硅酸盐和难溶性高锰酸盐( 高锰酸亚钛、高锰酸铁、高锰酸铝等)的混合物锰结核中各种金属成分的含量大约是：有经济价值的有锰(27-30 %)、镍(1.25-1.5 %)、铜(1-1.4 %)及钴(0.2-0.25 %)。其他成分有铁(6%)、硅(5%)及铝(3%)，亦有少量钙、钠、镁、钾、钛及钡，连带有氢及氧。

铜、钴、镍等76种金属元素是陆地上紧缺的矿产资源，有必要开采海底锰结核获取这些金属。美国锰矿全靠进口，对从锰结核生产锰也大感兴趣，所以美国最为重视锰结核开发。美国在大洋锰结核开发技术方面也处于领先地位。

形成来源

它的物质来源，大致有四方 面：

一是来自陆地、大陆或岛屿的岩石风化后释放出铁、锰等元素，其中一部分被海流带到大洋沉淀

二是来自火山，岩浆喷发产生的大量气体与海水相互作用时，从熔岩中搬走一定量的铁、锰，使海水中锰、铁越来越多

三是来自生物，浮游生物体内富集微量金属，它们死亡后，尸体分解，金属元素也就进入海水

四是来自宇宙，有关资料表明，宇宙每年要向地球降落2000~5000吨宇宙尘埃，它们富含金属元素，分解后也进入海洋。

储量分布

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。锰结核总储量估计在30000亿吨以上。其中以北太平洋分布面积最广，储量占一半以上，约为17000亿吨。锰结核密集的地方，每平方米面积上就有100多公斤，简直是一个挨一个铺满海底。在全世界的大洋里它的总储量达10的12次方的三倍吨。

锰结核中50%以上是氧化铁和氧化锰，还含有镍、铜、钴、钼、钛等20多种元素。仅就太平洋底的储量而论，这种锰结核中含锰4000亿吨、镍164亿吨、铜88亿吨、钴98亿吨，其金属资源相当于陆地上总储量的几百倍甚至上千倍。如果按照目前世界金属消耗水平计算，铜可供应600年，镍可供应15000年，锰可供应24000年，钴可满足人类130000年的需要，如果把它们全开采出来，锰可供人类3.33万年，镍可以用2.53万年，钴可用34万年，铜可以用980万年。这是一笔多么巨大的财富啊！而且这种结核增长很快，每年以1000万吨的速度在不断堆积，因此，锰结核将成为一种人类取之不尽的"自生矿物"。锰结核是怎样形成的呢？科学家估计，地球已有50亿年的历史，在这过程中，它在不断地变动。通过地壳中岩浆和热液的活动，以及地壳表面剥蚀搬运和沉积作用，形成了多种矿床。雨水的冲蚀使地面上溶解一部分矿物质流入了海内。在海水中锰和铁本来是处于饱和状态的，由于这种河流夹带作用，使这两种元素含量不断增加，引起了过饱和沉淀，最初是以胶体态的含水氧化物沉淀出来。在沉淀过程中，又多方吸附铜、钴等物质并与岩石碎屑、海洋生物遗骨等形成结核体，沉到海底后又随着底流一起滚动，象滚雪球一样，越滚越大，越滚越多，形成了大小不等的锰结核。

矿石发现

1872～1876年，英国的一艘叫“挑战者”号的三桅帆船，在海上进行了长达3年多的考察，这次考察收获不小，队员们带回了一些黑不溜秋的像瘤子一样的东西，是从不同地区的海底捞上来的，开始谁也不知道是什么，于是就拿到化验室去分析，结果发现这种像瘤子一样的玩艺儿的主要成分是锰，于是有人就把这种黑玩艺叫“锰矿瘤”，因为它又像患结核病人的结核，所以后来都叫锰结核或金属结核。

后来，美国的海洋学家听到英国考察队的收获后，也派人在太平洋海底寻找这种矿物，一次，在夏威夷附近的海底发现了一块重达57千克的锰结核。更巧的一次是海洋学会的一条水下电缆发生故障，在修理电缆的过程中，他们发现了一个更大的锰结核，有136千克重。可惜的是，这些人嫌它太重，只给它描绘了一张图，就又把它丢进了海里，结果一个极好的锰结核标本没有能进入海洋博物馆。

不久，前苏联的维特亚兹考察队在印度洋海底也发现了含铁和锰的铁锰结核。但是，在第二次世界大战以前，人们对深海里的这些东西并没有很大兴趣，一是陆地上的锰和铁并不感到缺乏，二是到海底捞这些东西也挺费事，觉得不合算。但到第二次世界大战之后，世界上生产的锰钢越来越多，锰这类金属(还有铜、镍、钴等)就愈来愈缺乏。于是，人们就想起了海底的这些宝贝。尤其是美国、法国、德国、前苏联、日本、新西兰、印度等国对深海锰结核开展了大量的勘察工作，都想从海底把这些金属矿弄出来。要知道，有些锰结核中的锰含量高达50%，铁含量达27%。有些锰结核中的二氧化锰含量竟达98%，甚至可以不进行什么处理就能直接用来生产一种蓄电池。

据估计，全世界各大洋底锰结核的总量可能有3万亿吨，光太平洋底锰结核就有17 000亿吨，其中含锰有4000亿吨，镍164亿吨，铜88亿吨，钴58亿吨。