陸地上的地?zé)?/a>，給人難以忘懷的印象。西藏羊八井的熱海，一柱柱白色的熱氣向湛藍(lán)的天空升騰，地下的白色霧氣與天上的白云交相輝映，一汪汪出露的熱水噴泉的周圍，形成的硅華、鈣華如一座座城堡，讓人浮想聯(lián)翩。海水之下，洋底之中，是否也有地?zé)?/a>？是否也形成熱水的噴泉？是否也有硅華、鈣華形成的神秘城堡？

  其實(shí)，地球是一個(gè)整體?；钌牡厍蚰軌蛟陉懙厣险孤蹲约簻?zé)岬能|體，自然在海洋中也會(huì)有展露?？茖W(xué)家認(rèn)為，陸地上地殼的厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于海洋，況且海洋中一些地帶的地殼是最薄的，離熾熱的地幔很近，應(yīng)是地?zé)?/a>更發(fā)育的地區(qū)。1977年，世界上著名的伍茲霍爾海洋研究所的R.巴拉德等科學(xué)家乘坐“阿爾文”號(hào)潛水器，在大洋中的加拉帕戈斯裂谷直接觀察到熱泉的存在，其溫度高達(dá)380℃，熱水剛噴出之時(shí)清澈透明，與冰冷的海水相混，便激起混濁的白色水柱，人們稱之為“白煙囪”。

  之后的深海大洋科學(xué)考察，不斷發(fā)現(xiàn)海底洋底存在著大量的地?zé)?/a>活動(dòng)區(qū)。目前，人類至少發(fā)現(xiàn)了490個(gè)地?zé)峄顒?dòng)區(qū)，將來(lái)的發(fā)現(xiàn)肯定會(huì)與日俱增。這些地?zé)峄顒?dòng)區(qū)主要分布在北緯40°和南緯40。之間的大洋中脊和海底火山帶等現(xiàn)代構(gòu)造比較活躍、巖漿活動(dòng)比較強(qiáng)烈的洋底。

  1948年，瑞典“信天翁”號(hào)調(diào)查船首次發(fā)現(xiàn)紅海海底存在含金屬的泥。美國(guó)科學(xué)調(diào)查船在1965年觀察到紅海含金屬泥的海底區(qū)域是熱液活動(dòng)區(qū)。至今，海洋地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，海底熱液活動(dòng)可形成兩類礦床：一是金屬軟泥，二是塊狀硫化物礦床。

  紅海金屬軟泥的發(fā)現(xiàn)及其可能具有的巨大經(jīng)濟(jì)價(jià)值引起當(dāng)時(shí)海洋強(qiáng)國(guó)的興趣，各國(guó)紛紛派出調(diào)查船進(jìn)行礦床普查。1964年，英國(guó)“發(fā)現(xiàn)”號(hào)、西德“流星”號(hào)、美國(guó)“阿特蘭蒂斯Ⅱ”號(hào)等百舸爭(zhēng)流一般地集中在紅海，開(kāi)始大規(guī)模尋找金屬軟泥礦床，先后在中央裂谷帶發(fā)現(xiàn)24個(gè)熱液活動(dòng)區(qū)，并含有高濃度的金屬，當(dāng)時(shí)稱為“熱鹵水池”。其中，被命名為“阿特蘭蒂斯Ⅱ”海淵的金屬軟泥最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值，其上部10米厚的軟泥中富含鐵、錳、鋅、銅、鎳、鉆、鉻、銀、金、鉬、釩、鋇、鍶等金屬元素，約含鋅290萬(wàn)噸、銅106萬(wàn)噸、銀4 500萬(wàn)噸、金45萬(wàn)噸，資源總量超過(guò)5 000萬(wàn)噸，是當(dāng)今世界上已發(fā)現(xiàn)的最有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的熱液礦藏。

  金屬軟泥的發(fā)育并不限于紅海。目前，在東太平洋的巴烏海盆等地就發(fā)現(xiàn)了金屬軟泥。深海鉆探的巖心中，也發(fā)現(xiàn)太平洋和大西洋存在多次生成的金屬軟泥。只是大洋中的金屬軟泥很少含有金、銀等貴金屬元素，一般只有鐵、錳、銅、鈷、鎳等。

  海底熱液活動(dòng)形成的另一類礦床為塊狀硫化物礦床，主要生成于大洋中脊軸部的裂谷帶，它一般與活動(dòng)熱液噴口或古熱液噴口相伴生，呈小丘、煙囪和錐形體狀成群出現(xiàn)，如陸地上西藏羊八井熱海中的硅華、鈣華。

  據(jù)研究，熱液及塊狀硫化物礦床形成的機(jī)理為：含金屬量極低的海水沿裂谷帶張性斷裂或裂隙向下滲透，被新生火山巖質(zhì)洋殼加熱，溫度逐漸升高，進(jìn)入巖石中的高溫海水從玄武巖中淋濾出大量的各種金屬元素，形成高溫、高濃度、高密度的高壓地下水，它受到地質(zhì)構(gòu)造的控制而噴出或溢出海底，即與低溫的海水相遇，熱液的溫度驟然降低，溶解度隨之降低，極細(xì)粒的黃鐵礦、黃銅礦、鉛鋅礦、閃鋅礦等硫化物，鈣、鎂硫酸鹽的快速沉淀，在熱泉附近堆積，形成柱狀或錐狀的硫化物礦床。由于硫化物較黑，堆積物如“煙囪”，因此用“黑煙囪”來(lái)形象地稱海底熱液體系及形成的硫化物礦床。

  黑煙囪的壽命很短，但一般可堆積大量的金屬。一個(gè)黑煙囪從生到死，只有十幾年到幾十年。黑煙囪的活動(dòng)偃旗息鼓后，沉淀物就會(huì)堆積起直徑數(shù)百米、高數(shù)十米的上細(xì)下粗的立柱或立錐。每個(gè)黑煙囪通?？尚纬蓴?shù)百萬(wàn)噸的礦床。如北太平洋海脊中有一個(gè)已死亡的黑煙囪，形成直徑200米、高為10米的沉淀物堆積體，經(jīng)測(cè)算其金屬硫化物的儲(chǔ)量達(dá)到150萬(wàn)噸，價(jià)值為數(shù)億美元。

  全球海洋之中，黑煙囪總體呈條帶狀分布，可分為大洋中脊型、島弧—邊緣海型、活動(dòng)斷裂型和熱點(diǎn)型。前三者呈線狀分布，它們所控制的熱液活動(dòng)區(qū)自然相伴而來(lái)。如屬大洋中脊型的東太平洋海隆熱液礦床僅在北緯21°的一處，發(fā)育的熱泉長(zhǎng)為7千米，寬不過(guò)200～300米，在這狹長(zhǎng)條帶內(nèi)存在有25個(gè)噴口，各噴口周圍聳立高1～5米的黑煙囪。

  海底熱液礦床有著“海底金銀寶庫(kù)”的美譽(yù)，這可能是因?yàn)楹５谉嵋旱V床不同于結(jié)核、結(jié)殼。首先，單個(gè)海底熱液礦床分布的區(qū)域面積較小，儲(chǔ)量較大，呈塊狀或厚層狀堆積，不像結(jié)核、結(jié)殼那樣如薄紙狀分布，如開(kāi)采同等數(shù)量的礦產(chǎn)，則工藝迥然不同。其次，海底熱液礦床分布較有規(guī)律，如果發(fā)現(xiàn)一處，則可以順藤摸瓜，沿構(gòu)造線找到其余的礦床。再者，海底熱液礦床的量較大，全球海洋中已發(fā)現(xiàn)熱液礦床超過(guò)432處，其資源量較大，如在加帕戈?duì)査购X發(fā)現(xiàn)的塊狀硫化物礦床，位于水深2 500米左右，呈長(zhǎng)100米、寬200米、高35米的長(zhǎng)方體，含鐵35%，銅10%，儲(chǔ)量達(dá)2 500萬(wàn)噸，簡(jiǎn)直就是一座精礦的倉(cāng)庫(kù)。因此，海底熱液礦床具有較易實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。