锰结核是一种含锰、铁、镍、钴、铜等三四十种元素的特种矿产,因其中含锰的比例最大而得名。
1873年,一艘英国深海调查船“挑战者号”在环球海洋考察中,从渔网里挑拣出一块乌黑发亮、光滑的小石头。通过化学分析得知,内含25%的锰,20%的铁,还有钴、镍、铜、钛、钼等,都适合工业冶炼的原料要求。当时没有引起重视,只是写出一篇调查报告了事。
近几十年来,随着冶金工业的迅速发展,陆地上的资源日渐紧缺。于是,人们把注意力转向海洋,洋底锰结核的开发和利用终于被旧事重提。
锰结核是球状或块状的结核块,表面呈黑色或棕褐色,性脆,硬度小,全身有细孔,比同体积的水重两三倍。小的如豌豆,大的像足球,一般直径在0.5~20厘米之间,个别的可达1米以上。在菲律宾以东500公里的洋底,曾找到一块长6米的锰结核,重280公斤。切开来看,锰结核的内部结构像洋葱头,一层包裹一层,核心是各种岩屑和贝壳。锰结核像铺路的卵石似的摊铺在700~7000米深的洋底,但只有水深大于3000米的矿床才有开采价值。
关于锰结核的身世,人们的说法还不一致。有人认为,河流源源不断地把陆地上的物质带到海洋里,在河流入海处,大而重的砂粒留在近陆浅海,小而轻的物质,如锰、铁、铜等金属离子,像稀米汤似地悬浮在水里,被带往离海岸较远的地方。由于物理化学环境的改变,它们“手拉手”地吸附在火山喷发物、鱼骨、贝壳等上面,体重逐渐增加,慢慢沉到海底。然后又随着水流一起滚动,像雪球似地越滚越大。但还有一些人认为它们与海底火山活动、海底岩石风化、生物等有关。
有锰结核的洋底,每平方米少则二三公斤,多的上百公斤。有人估计太平洋底就有1万亿吨。人们算了一笔帐:全世界3万亿吨锰结核中,包含4000亿吨锰,164亿吨镍,98亿吨钴,88亿吨铜,可供人类用上几百年到几千年。锰结核是采之不尽用之不竭的再生矿床,它仍以每年1000万吨的速度在自行增长。
锰结核里包含多种战略物资,必将引起资源争夺。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。
我国的海洋调查船已于1979年开始采集南太平洋的锰结核样品。1988年初,“海洋4号”船在南海尖峰海山区水深1480米处采获锰结核262.72公斤,其中最重的一块为39.3公斤。1988年底,“向阳红16号”船在在太平洋圈定10万平方公里的锰结核远景矿区,为研究、开发和利用海底宝藏提供了宝贵的资料。