我们知道,对于文明来说,铁是一种极其重要的物质。假如不是地表附近存在着许多处于聚集状态的铁的话,人类就难以得到大量的铁。地球内部的地核虽然有丰富的铁,但是我们绝无可能从那里把它开采出来。
在地球诞生出来时,整个地球都处在熔融状态,沉重的铁下沉到地球的中心,在那里形成地核。不过,总会有一部分铁残留在地幔中。问题在于,本来是地幔中含有的不多的铁怎么会聚集到了地表附近。
这同地球环境的大变动和生物的活动有很大关系。在深海中,从热液喷口会源源不断地喷出各种各样的物质。地幔中的铁自然也会通过这些热液喷口喷出,蓄积在海洋中。但是,在地球上氧气很少的情况下,这些铁只能溶解在海水中。
大约在22亿年前,地球曾经整个都处在“雪球地球”的冰冻状态。冰冻解除以后,接着是一个光合作用非常活跃的时期。光合作用所产生的氧溶解在海水中,与其中的铁结合,形成大量的氧化铁。氧化铁难溶于水,它们沉淀到海底,最后变成含有大量铁的地层。后来,通过活跃的地质活动,这些含铁地层向上隆起,露出海面,便是现在地表附近的铁矿床。现在的主要铁矿石产地,例如澳大利亚和巴西,就是在这种由地球大变动和生命活动所形成的含铁地层中进行开采。
地表附近为何会有聚集了大量铁的铁矿床?
从深海的热液喷口喷出的铁,经过长年累月,在海水中越积越多(1)。在地球脱离冰冻状态以后,进行光合作用的蓝藻迅速大量繁殖,产生出大量的氧气。铁与这些氧反应,生成氧化铁,沉淀到海底(2)。氧化铁沉积形成的地层后来向上隆起,上升到地表附近(3)。这样的地层叫做条带状铁矿床,其中多有含铁率极高的优质铁矿石。
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