陸地上的地熱，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，讓人浮想聯翩。海水之下，洋底之中，是否也有地熱？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，地球是一個整體。活生生的地球能夠在陸地上展露自己溫熱的軀體，自然在海洋中也會有展露。科學家認為，陸地上地殼的厚度遠遠大于海洋，況且海洋中一些地帶的地殼是最薄的，離熾熱的地幔很近，應是地熱更發育的地區。1977年，世界上著名的伍茲霍爾海洋研究所的R.巴拉德等科學家乘坐“阿爾文”號潛水器，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380℃，熱水剛噴出之時清澈透明，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考察，不斷發現海底洋底存在著大量的地熱活動區。目前，人類至少發現了490個地熱活動區，將來的發現肯定會與日俱增。這些地熱活動區主要分布在北緯40°和南緯40。之間的大洋中脊和海底火山帶等現代構造比較活躍、巖漿活動比較強烈的洋底。

  海底地熱活動的地區，常形成熱泉，向冰冷又黑暗的海水噴出熱液。據統計，大部分海底熱液溫度可達300℃，其周圍形成特殊的生態群落。日常情況下，生命很難在溫度超過50℃的環境中生存。但溫度高達300多度的海底熱泉周圍，竟奇跡般地生活著血紅色的長達3米的無口、無肛門、無腸道的管狀蠕蟲，不可思議地橫行著沒有眼睛的巨蟹，橫臥著碗口大小的血液也是紅色的肥蛤！

  煙囪冒煙過后，留下了高聳的堆積物，往往富含金屬礦物，形成具有工業價值的金屬礦床。

  在完全沒有光合作用進行的環境中，熱泉周圍的特別生物群落引起科學家的關注。為什么會出現異樣的動物呢？它們靠什么維持生命？經過科學家的調查，熱液活動區附近水中的營養鹽極為豐富，是一般海底的300倍，遠遠高于一般生物生存水域的養分。這些豐富的營養鹽，有沒有可能形成有經濟價值的礦床？

  1948年，瑞典“信天翁”號調查船首次發現紅海海底存在含金屬的泥。美國科學調查船在1965年觀察到紅海含金屬泥的海底區域是熱液活動區。至今，海洋地質學家認為，海底熱液活動可形成兩類礦床：一是金屬軟泥，二是塊狀硫化物礦床。

  紅海金屬軟泥的發現及其可能具有的巨大經濟價值引起當時海洋強國的興趣，各國紛紛派出調查船進行礦床普查。1964年，英國“發現”號、西德“流星”號、美國“阿特蘭蒂斯Ⅱ”號等百舸爭流一般地集中在紅海，開始大規模尋找金屬軟泥礦床，先后在中央裂谷帶發現24個熱液活動區，并含有高濃度的金屬，當時稱為“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濟價值，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290萬噸、銅106萬噸、銀4 500萬噸、金45萬噸，資源總量超過5 000萬噸，是當今世界上已發現的最有經濟價值的熱液礦藏。

  金屬軟泥的發育并不限于紅海。目前，在東太平洋的巴烏海盆等地就發現了金屬軟泥。深海鉆探的巖心中，也發現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，如陸地上西藏羊八井熱海中的硅華、鈣華。

  據研究，熱液及塊狀硫化物礦床形成的機理為：含金屬量極低的海水沿裂谷帶張性斷裂或裂隙向下滲透，被新生火山巖質洋殼加熱，溫度逐漸升高，進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，它受到地質構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。一個黑煙囪從生到死，只有十幾年到幾十年。黑煙囪的活動偃旗息鼓后，沉淀物就會堆積起直徑數百米、高數十米的上細下粗的立柱或立錐。每個黑煙囪通常可形成數百萬噸的礦床。如北太平洋海脊中有一個已死亡的黑煙囪，形成直徑200米、高為10米的沉淀物堆積體，經測算其金屬硫化物的儲量達到150萬噸，價值為數億美元。

  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、活動斷裂型和熱點型。前三者呈線狀分布，它們所控制的熱液活動區自然相伴而來。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，發育的熱泉長為7千米，寬不過200～300米，在這狹長條帶內存在有25個噴口，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”的美譽，這可能是因為海底熱液礦床不同于結核、結殼。首先，單個海底熱液礦床分布的區域面積較小，儲量較大，呈塊狀或厚層狀堆積，不像結核、結殼那樣如薄紙狀分布，如開采同等數量的礦產，則工藝迥然不同。其次，海底熱液礦床分布較有規律，如果發現一處，則可以順藤摸瓜，沿構造線找到其余的礦床。再者，海底熱液礦床的量較大，全球海洋中已發現熱液礦床超過432處，其資源量較大，如在加帕戈爾斯海嶺發現的塊狀硫化物礦床，位于水深2 500米左右，呈長100米、寬200米、高35米的長方體，含鐵35%，銅10%，儲量達2 500萬噸，簡直就是一座精礦的倉庫。因此，海底熱液礦床具有較易實現的經濟價值。