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海底“炼金炉”

时间:2019-10-01    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

海底炼金炉

波澜壮阔的海洋,汹涌澎湃,喧腾不息,但掩盖不住它所隐藏的无数秘

密。随着科学的发展,人们逐渐对“海底龙宫”的构造有了一些了解。人们

认为,海底蕴藏的无数矿物宝藏,是由一个海底“炼金炉”炼就的。这个“炼

金炉”就像太上老君的炼丹炉一样,几百万年如一日地“炼制”着各种金属。

这个“炼金炉”把分散到地壳或地幔中的各种金属集中起来,炼制富集,再

喷送到海底适当部位,“浇铸”在岩石中。“浇铸”了金属的岩石又被“传

送带”不断向两侧输送,就像工厂自动输送产品那样。这近乎“神话”般的


一切到底是怎么一回事呢?

原来这是海底扩张造成的结果。

大家可知道,我们居住的亚洲大陆正在向东南方向移动,澳大利亚却又

向北运动。各大洋也在变化着。太平洋在逐渐缩小,到 1 亿多年后就会变成

像地中海一样的陆间海;大西洋却在逐渐变大,将会变成像太平洋一样的大

洋。这么说似乎有点“危言耸听”,但这确实是海洋地质学上的新发现。

本世纪 20 年代,德国人魏格纳在分析美洲和非洲的地图时,一眼发现了

两个大陆可以像七巧板一样拼合起来。这个发现引起了他的极大兴趣,以后

便致力于这项研究,不但发现两边的煤层能连起来,而且发现两块大陆的古

生物化石也相同。从大地测量学方面的证据来看,也证明这些大陆原来是连

在一起的一整块完整的古大陆。约在 Z~3 亿年前出现了裂缝,后来就裂开成

几块,并漂移到现在的位置,这就是有名的大陆漂移说。这个学说一提出,

就遭到许多人的反对,被认为是无稽之谈,就再也没人注意了。到了 60 年代,

地质学发生了深刻的变革,海洋地质学家经过反复考察研究,证实了魏格纳

的理论是有根据的。于是“大陆漂移论”这一学说成立了。

近年来,人们又对各大洋进行了大量的地球物理调查,积累了丰富的资

料。人们根据这些调查成果提出了一种“海底扩张说”来解释海底的成因。

这种学说认为,在大洋中脊区不断涌出岩浆,凝结后变成新地壳,并把老地

壳向两侧推开。大洋中脊在世界各大洋中连绵 6 万多公里,脊的中央有深达

千米的断裂谷,就像陡峻的河谷一样。这里的地壳很薄,断裂很容易伸入到

地幔区。地幔内部又经常发生热对流,热流上升时使某一部分的地幔物质熔

融成为岩浆,岩浆沿断裂上升后固结成岩石。固结了的岩石又重新张开,下

面岩流再涌出,这样周而复始连续不断地形成新洋底。新的洋底推动较老的

洋底向两侧移动,使洋底也向两侧不断增大。

按这样不断扩张,海洋的面积是不是会不断增大呢?其实不是这样的。

海底不仅可以在某一地带生长,而且可以在另一地带消亡。老的洋底地壳在

海沟地带不断向下俯冲到地幔中,并在那里重新熔融与地幔物质混合而消失

掉。这样一面生长一面消亡,就产生了新的洋底。因此,地球的年龄虽约有

45 亿年,大陆上已知的最古老岩石也约产生在 40 亿年以前,而海洋中至今

未发现过比 2 亿年更老的岩石。以此推论,大约 2 亿年,顶多 3 亿年,海洋

地壳就有可能全部更新一次。

地壳板块十分像冰块,到了春暖花开季节已经开裂的浮冰源源不断地流

向下游。这时,在狭窄地段,你就会看到这些冰块会互相碰撞和冲挤,有时

两块互不相让向上翘起。这种景观与地壳极块运动十分相像。

地壳板块是由 70~100 公里厚的岩石圈组成的。板块的边界都是地震、

火山及地壳运动活跃的地带。有人把全世界分为六大板块,然后又细分为大

大小小几十个次一级的板块。

板块下面的软流圈相当于河水,软流圈的物质处在高温和高压下而具有

塑性,所以板块“浮”在软流圈上,就像冰块浮在水上一样。如果冰块厚一

些,高出水面及沉在水中的部分也就多一些,反之就少一些。与此类似,大

陆高出海面越多,它的地壳厚度也越大,由于洋底低于海面,所以这里的地

壳就薄。

那么,冰块靠水流推动,地壳上的岩石板块靠什么推动呢?

举例说,烧开水时,锅底变热的水向上升起,表层较冷的水在两侧下降,


这是流体的热对流。岩石板块下面也有这样的热对流。由于地下放射性元素

的加热,使地幔内各部分的温度和密度不一样,而可能发生像烧开水那样的

热对流。当热流向上遇到冷地壳时,就向两侧散开向水平流动,也就带动着

海洋地壳板块向两侧移动。当漂移到与另一板块相遇时,就会发生碰撞,一

个板块插在另一板块下,俯冲到软流圈,它的物质熔化后又回到地幔中。这

样在地壳下就好像有一条传送带,地幔物质不断从洋中脊涌出,由传送带—

—板块带到与另一板块连接处——海沟,潜没到另一大陆板块之下再返回地

幔。有时海洋地壳还会驮载着大陆一起漂移。

前面已经讲到太平洋底存有金属矿藏,这些金属是从哪里来的呢?地幔

的热流上升处就相当于“炼金炉”,不停地“炼制”着各种金属。

两个板块的接缝处,即各大洋的洋中脊处是热对流时热流上升的区域,

相当于煮开水的中心区,或两根传送带向相反方向传送的起始点,是地壳中

最脆弱最活跃的地区。在这两块向着相反方向漂移的板块边界的洋中脊下

面,有一个高温区,能将地幔岩石熔融。这熔融的部分就好像“炼金炉”,

有人在使劲拉着“风箱”,炉下高温使炉内物质沸腾翻滚。这些熔融物质—

—岩浆,通过“炼金炉”的炉嘴——洋中脊涌出,由于压力很大,既可把原

来的洋底向两侧挤开,又可把“炉嘴”顶得鼓起来,因而它高出两侧洋底几

公里。这些高热岩浆物质的主要成份是硅酸盐,另外也含有一些重金属,如

铜、锌、铅、镍、铬等。岩浆在逐渐冷却的过程中,就会发生像炼铁时铁水

和铁渣分离一样的现象。硅酸盐和金属元素也会分离开来。有时,岩浆和主

体——硅酸盐本身也要发生基性、中性、酸性等不同成份的分异作用,分别

冷却、结晶成各种岩石,同时也有不同种类的金属与之相伴随。一般说来,

分异作用进行得越充分,产生的岩石种类就越多,与各种岩石同时分异出来

的矿产数量和种类也越多。洋中脊所进行的分异作用,比陆地上已经了解到

的分异作用要简单得多,不充分得多。洋底岩浆分异可以产生很多矿产,如

铬、镍、铜等。在美国纽约东南约 560 公里处的大洋底,经深海钻探发现有

3.8 厘米厚的纯铜矿脉;印度洋东经 90 度海脊上也发现过纯铜矿脉。可见,

如果能够形成这类矿产,那么,这类矿产都在洋中脊两侧成直线状连续或间

断分布。

洋底“炼金炉”还发生着另一种洋底造矿作用。“炼金炉”可把岩浆中

的金属集中起来,形成一些含金属的热气或热水,像“喷雾”一样,从“炼

金炉”炉嘴里喷出来。这些“喷雾”与周围海底的沉积物反应,生成铁的氧

化矿物、金属硫化矿物。这些矿产都可给“传送带”向两侧输送,在洋底广

阔区域中分布。洋底“炼金炉”的存在,正是为什么太平洋能够出现东太平

洋海隆成矿带的原因。

大洋中脊有造矿的“炼金炉”,大洋盆地的其他部分也同样有“炼金炉”。

这个“炼金炉”的规模和产品数量甚至比洋中脊“炼金炉”还要大。

大洋盆地“炼金炉”熔炼出岩浆后,岩浆沿大陆板块中的裂缝上升喷到

地表,就可以在大陆边缘形成带状分布的火山,即岛弧。这时岩浆带上来的

很多金属就可以在火山中沉淀下来,形成各种矿产。比较著名的例子是位于

太平洋东缘岛弧上的日本“黑矿”。

在日本的北海道西部和本州北部广泛分布着中新世(2500~1200 万年

前)的成层火山岩。这种岩石中可产出著名的黑矿矿体。黑矿石有 3 种类型:

硅酸盐矿石、黄矿石和黑矿石。这三种矿石都能提炼出铁、铜等金属物。


“炼金炉”熔炼出的岩浆冷凝后成为岩石,岩石中富含多种矿物,如铜、

镍、钛、钨、锡、铌、钼以及许多稀有金属的矿产。

海洋中蕴含了大量的矿物,但开采的难度很大,随着科学技术的进步,

这些宝藏逐渐被人们开采利用。

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