互动科普

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。

（本文发表于《科学世界》2011年1期）