多金属结核的形成机理

各类结核是如何形成的？这方面有好几种理论。两种较为流行的假说是：²水成作用成因：金属成分缓慢从海水中析出，沉淀形成结核体。据认为，水成结核的铁、锰含量相仿，镍、铜、钴品位相对较高。²成岩作用成因：沉积柱内的锰重新活动，在沉积物/水界面析出。此种结核锰含量丰富，但铁、镍、铜、钴含量较少。提出的其他形成机理有：²热液成因：金属来自与火山活动有关的热液²海解成因：金属成分来自玄武岩碎屑的分解²生物成因：微生物的活动催化金属氢氧化物析出沉淀。在结核形成期间，上述成因可能有几种是同时或相继发生的。具体而言，不论结核的成因为何，有几个因素是共同的：²结核形成需要低沉积速率或在其沉淀积聚之前有某种刷除沉积物的过程。这样，结核体在被埋藏前得以增长——否则被埋藏后就难以具备发展所必需的条件。²浮游生物积聚了铜、镍等微量元素，在其死亡后沉降到海底的有机物可能为组成结核的金属来源之一。²海水中的锰主要来自热液喷口（热泉）；热液从洋壳裂缝上涌时，锰从底层的玄武岩中沥滤出。²微生物活动进一步促进了结核的凝聚过程。结核的生长是最为缓慢的一种地质现象，数百万年才增长1厘米左右。因此，太平洋的结核年龄在二、三百万年之间。但据报导，在第一次世界大战期间沉毁的舰船附近，铁锰结壳迅速形成。这可能有助于理解结核成分的来源及其凝聚方式。结核形成缓慢，则成因可能是水成或成岩作用；结核形成较快，则其金属来源应不是海水和沉积物。就后一种情形而言，热液成因，甚至海解成因较为可能。应加解释的另一个问题是：沉积速率比结核增长速率高得多，结核为什么还继续留在表层之上？即使是残余放射虫软泥，平均沉积速率也有每千年数毫米。因此，结核应当埋藏在数米深的沉积物之下。一种猜想是，食底泥的底栖生物（多毛类环节动物或益虫）清除结核上最新积聚的颗粒物，将其抛在结核旁边，甚至置于结核之下，从而使结核不至被埋藏。