金属硫化物（1979年发现的化学物质）
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更新时间：2023-05-23
基本信息
| 中文名 | 金属硫化物 |
| 外文名 | Metal sulfide |
| 拼音 | jin shu liu hua wu |
| 术语类别 | 化学术语 |
| 符号 | XS(X为某金属的简写） |
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性质
特性
水溶性
硫化钠、硫化钾等易溶于水，其它硫化物全不溶于水。
酸溶性
- 其它硫化铅、硫化镉、硫化锑、硫化亚锡、硫化银、硫化铜、硫化汞都不溶于稀酸。
- 碱金属硫化物易溶，碱土金属的硫化物。
- 硫化钙、硫化锶、硫化钡等微溶于水。
合成
金属硫化物可由硫与金属生成二元化合物，也可由硫化氢（或氢硫酸）与金属氧化物或氢氧化物作用生成。例如：
多金属硫化物
分布状况
多数矿点位于海洋中部，分布于东太平洋海隆、东南太平洋海隆和东北太平洋海隆。已知大西洋中脊也有一些矿床，但在印度洋海脊至今只找到一处。大西洋中脊和印度洋中脊的已知硫化物矿床较少，主要原因是在这些地区内进行的勘探活动有限。全世界共有6万公里的海脊，经过任何勘查的只有5%左右。
80年代中期，在西南太平洋又发现了一些硫化物矿床，位置是在大洋边缘，在大陆和火山岛弧之间的海底，海盆和海脊形成的地方。在这些所谓弧后扩张中心，岩浆在会聚板块边缘上升到接近表层之处（在会聚板块边缘，通过俯冲过程，一构造板块滑动到另一板块之下）。这些发现引发了对西太平洋和西南太平洋边缘海盆以及岛弧和弧后体的大规模勘探，结果在澳大利亚东部的劳海盆和北斐济海盆和日本西南的冲绳海槽又发现了其他矿床。1991年在新喀里多尼亚北部的马努斯海盆等地发现大量与长石火山活动（最强烈的一种火山活动，造成的火山灰流最多）有关的碌化物矿床。伍德拉克海盆附近也发现了热液矿床，那里的海底扩张延伸到巴布亚新几内亚以东的大陆地壳。今天，已知有100多个热液矿化点，包括至少25处有高温黑烟囱喷口。
金属含量
在对海底硫化物作了近1，300项化学分析比较后发现，位于不同的火山和构造环境的矿床有不同的金属比例。与缺少沉积物的洋中脊样品相比，在弧后扩张中心的玄武岩至安山岩环境生成的块状硫化物（573个样品）中平均含量较高的金属有：锌（17%）、铅（0.4%）和钡（13%），铁含量不高。大陆地壳后弧裂谷的多金属硫化物（40个样品）的含铁量也很低，但通常富含锌（20%）和铅（12%），而且含银量高（1.1%，或2 304克/吨）。总的来说，各种构造环境的海底硫化物矿床的总成分取决于这些金属是从什么性质的火山岩淋滤出的。
最近，在弧后扩张中心的硫化物样品中发现金的含量甚高，而洋中脊的矿床中金的平均含量只有1.2克/吨（1 259个样品）。劳弧后海盆硫化物的含金量高达29克/吨，平均为2.8克/吨（103个样品）。在冲绳海槽，位于大陆地壳内的一个后弧裂谷的硫化物矿床含金量高达14克/吨（平均为3.1克/吨，40个样品）。对东马努斯海盆的硫化物进行的初步分析表明，金含量为15克/吨，最高达55克/吨（26个样品）。在伍德拉克海盆的重晶石烟囱中发现高达21克/吨的含金量。迄今发现的含金量最丰富的海底矿床位于巴布亚新几内亚领水内利希尔岛附近的锥形海山。从该海山山顶平台（基部水深1 600米，直径2.8公里，山顶水深1米米米米 050米）采集的样品含金量最高达230克/吨，平均为26克/吨（40个样品），10倍于有开采价值的陆地金矿的平均值。
吨位估计
对几个洋中脊矿床的估计显示，其吨位在100万到1亿吨之间。但是，硫化物露头的延展长度不易估算，关于矿床厚度的资料缺乏。已发现的最大矿床位于上覆大量沉积物，但依然有热液活动的古海脊。国际大洋钻探计划对美国西北岸外的胡安德富卡海脊北部被沉积物覆盖的中谷矿床的钻探显示有800至900万吨的硫化矿。在对位于北纬26度太平洋中脊水深3，650米处的Trans-Atlantic Geotraverse（TAG）活动热液球钻进125米后发现，海底表面约有硫化矿270万吨，表层内矿床约有120万吨（为网状脉）。迄今在海底发现的块状硫化物矿床规模，都比不上加拿大基德克里克（1.35亿吨）或葡萄牙内维什科尔沃（2.62亿吨）。
环境
与块状硫化物矿床相关的热液喷口为科学上前所未知的多种动物提供了生活环境。与陆地上直接或间接靠阳光和光合作用获得能量的其他生命形式不同，热液喷口动物群落能在没有阳光，充满硫化氢的热液中繁衍。而硫化氢对大多数其他是致命致命的化合物。在这种环境中生活着长达二米的蠕虫，它们居住在自造的栖管，没有消化系统，从氧化甲烷和氧化硫的微生物获得能量。在这些有多样化生物的热液喷口区，已发现500种左右前所不知的动物物种。
在规划矿物的勘探和开采时，必须考虑这种地理上不集中的生态系统的独特而脆弱性质，及其对代谢、进化和适应方面的基础生物研究所具有的价值。研究表明，现有的生物种群具有很强的恢复力可适应火山活动区环境的急剧变化。这一恢复能力可能是由于存在着某种“母种群”，有能力再进入被扰动区。如果这一基础“母种群”遭到采矿活动的破坏，则有可能导致稀有物种的灭绝。
开采硫化物的许多环境影响问题与开采多金属结核所造成的环境问题相似，包括破坏动物栖息处的表层、被扰动沉积物掩埋动物，底层水因悬浮的颗粒羽流而发生化学变化。另一方面，硫化物颗粒的高密度会使采矿设备所造成的任何硫化物碎屑立即重新沉积。由于与海水的接触面大，一些释放出的硫化物碎屑会氧化，如同许多海底矿床的非活性块状硫化物的氧化过程一样。在陆地硫矿开采中通常造成重大环境问题的矿山酸性污水排泄在海底则无须担忧，因为周围海水有淡化作用。此外，大多数海底硫化物矿床通常没有显著的上覆沉积物。因此，应当可以选择性地开采矿床，尤其是那些没有任何喷口动物生息的非活性矿床，因为在这些地方开采所造成的环境影响可能不会大于建造一个普通港口设施。
管理规章
国际海底管理局理事会目前正在审议国家管辖范围以外的深海多金属硫化物和富钴结壳的探矿和勘探活动的问题。相关条款考虑了管理局于2000年就该问题举行的研讨会及有关专题会上专家的意见。其中就深海多金属硫化物问题，研讨会特别强调的是必须保护有关生态系统，使之不受到勘探和最终的采矿活动的有害影响。管理局理事会将在2006年继续审议这一规章。
参考资料
[1]
王国清主编 . 无机化学 : 中国医药科技出版社 ，2008-08
[2]
天津大学无机化学教研室 编 王建辉 崔建中 王兴尧 秦学 修订 . 无机化学第五版 : 高等教育出版社 ，2018-06-19
