火星上可能会有地球上没有或者缺乏的矿藏吗？
比如铀矿之类的矿藏 尽管火星是我们的邻近星球，但我们对其内部却知之甚少。第一份数据由美国宇航局的火星洞察号探测器提供，该探测器自 2018 年底以来一直在火星上。
他们的地震仪不仅揭示了火星受到无数地震的困扰，地震数据还揭示了这颗红色星球的内部结构以及深度可能的火山活动。
不连续性在哪里？
来自航天器的额外地震数据现在提供了有关火星地幔结构和组成的更详细信息。
在他们的研究中，马里兰大学的 Quancheng Huang 和他的团队分析了 Mars InSight 在距离探测器 3,400 至 4,400 公里处发生的五次火星地震中记录的波型。
当这些波从火星地幔的岩石上反弹时，它会揭示出不连续的地方——纹理和条件正在发生变化的区域。
这样一个过渡带位于地幔中，深度为 410 公里，标志着从地幔矿物橄榄石向更致密的矿物形式（如硅钙石）的转变。
因为火星更小，以前有人认为这个过渡带更深。
然而，确切的位置取决于地幔岩石的温度和成分。
因此，相关地震不连续性的深度是有关地球热状态的关键信息。
比预期的更酷更坚韧
分析表明，正如基于理论模型所预期的那样，这颗红色星球的地幔确实存在不连续性。
然而，地震波显示这个过渡层位于火星上 1,006 公里的深度。
使用互补模型，该团队确定该区域的地幔岩石温度为 1,331 度。
因此，火星地幔比基于当前模型的预期更冷、更粘稠。
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Mars InSight 数据揭示了火星地幔过渡带的位置
有趣的是：火星地幔的不连续性厚度在 20 到 100 公里之间，因此相对广泛。
这表明火星后橄榄石过渡的深度范围比地球明确定义的 410 公里不连续性范围更广。
在地幔中，这个过渡层的厚度不到十公里——尽管地幔层整体较厚。
更多的铁和更少的发热元件
从这些偏差中，研究人员得出结论，尽管火星地幔的潜在温度与地球地幔相似，但它肯定富含铁。
此外，火星地壳含有比地幔多 10 到 15 倍的发热放射性元素。
正如研究人员解释的那样，这反过来意味着目前正在讨论的五种火星地幔成分模型中只有两种是正确的。
总体而言，Mars InSight 探测器的测量数据提供了有关火星地幔化学和热结构的宝贵信息。
测量仅来自一个位置，因此不一定对整个地球都有意义。
但研究人员不认为火星的地幔在这一点上与地球其他部分有显着不同。
<hr/>参考资料：
（美国国家科学院院刊，2022；doi:10.1073/pnas.2204474119） 由于火星没有水圈和生物圈，火星上缺少地球上的大多数矿产。火星上的矿产和地球是完全不同的，也是稀少的。可以想象，火星的矿产，大概是和“基性超基性”岩浆活动的“岩浆分异”矿产、火山沉积矿产，或者“陨石”所形成的矿产。主要有铁矿、铜镍矿、铬铁矿、金矿等等，和地球的上铁矿、铜矿、镍矿、金矿也会明显不同。
火星上没有煤炭、石油、天然气等能源矿产，也没有建筑所使用的“水泥用石灰岩”，也没有“条带状铁矿”，“红土型铝土矿”、“岩溶型铝土矿”、“红土型镍矿”，“砂岩型铜矿”、“斑岩型铜金矿”、“斑岩型钼矿”等等人类金属主要来源的、地球特有的矿产。
人类将来移民火星，一定会发展出和“地球文明”差别极大的技术，开发利用火星的特有矿产，才能在火星生存和发展。
火星和地球在矿产方面是有很大不同的。地球上的矿产主要是沉积作用形成的，即使“岩浆，热液矿产”也往往和沉积作用密切相关。
在太阳系乃至宇宙中，地球是一个独特的行星，最为独特之处在于地球具有水圈和生物圈。水和生物的作用极大的改变了地球面貌，导致地球的岩石圈、大气圈、矿产也是与众不同的。
目前的星际探索发现，月球、金星表面主要是玄武岩类的火成岩。而地球的陆地表面主要是各种沉积岩，火成岩在陆地表面分布很少。即使是陆地表面的“火成岩”，也主要是“花岗岩”，受到沉积岩成分的明显影响。和玄武岩相比，花岗岩明显富含硅质、铝质、钾、钠等“酸性”成分，而玄武岩富含铁、钙、镁等“基性”成分。人类利用开发的主要矿产位于陆地，这就决定了地球上的大部分矿产是地球独有的。
从地质学来说，矿产是一个广泛的概念，地球上天然的各种固体物质，只要人类所需，都是矿产。河沙、石子、水泥灰岩等非金属矿产，地下水、天然气、石油等有用的液体、气体，也是矿产。
人类利用的矿产可以大致分为两类：一类是内生矿产，主要是和各类岩浆作用相关的矿产；一类是外生矿产，就是地球表面各种沉积作用形成的矿产。
外生矿产，主要是水、生物作用形成的，基本都是地球独有的。比如煤炭、石油、天然气就是生物演化的产物，是地球独有的矿产。人类最重要的铁矿是“条带状铁矿”，被公认为是大气和海水氧含量增加的产物，生物光合作用引起的海洋中氧的增加，导致海水中溶解的二价铁，被演化成三价铁沉淀下来。这种铁矿，分布在澳大利亚、巴西、北美洲、中国等地，规模巨大，品位高，是目前人类开采利用的最为重要的铁矿。大多数的铝土矿，如“红土型铝土矿”以及中国北方广泛分布的“岩溶型”铝土矿，也是沉积矿产，和生物、水的作用密切相关，也是地球独有的。砂岩型铁矿、砂砾岩型金矿、铀矿，水泥灰岩、盐湖、岩盐、磷矿等沉积矿产，也是地球独有的。
内生矿产和岩浆关系密切，也是铜、铅、锌、钼等金属的重要来源。这些矿产往往和花岗岩具有密切的空间关系，如斑岩型的钼矿、铜矿、铜金矿，都产出于花岗岩的内外接触带，脉状金矿往往产出于花岗岩周围的1-2公里。被认为是花岗岩岩浆侵入活动的产物。
花岗岩是地球上独有的火成岩。地球早期的陆地表面，应该主要是“玄武岩”。地球有大量的水，在地表岩石风化过程中，“玄武岩”中的铁、镁、钙等成分溶解于水，并被带到海洋富集起来，而硅、钾、铝等元素，则以耐风化的石英、白云母等矿物，搬运距离不大，主要沉积于陆地或者陆地周围。通过漫长的地质历史时期，地球表面的元素发生明显的分异：海水中富集镁、钠等元素；铁质因为氧化作用被氧化成氧化铁沉积下来，局部形成“条带状铁矿”；镁、钙元素则保存在白云岩、石灰岩等碳酸盐地层中。地球陆地明显的富集硅、钾等成分。这些沉积岩成分经过后期的岩浆作用，就形成了地球陆地上广泛分布的花岗岩。
虽然，从理论上，基性岩浆分异可以形成花岗岩。但是，地球上的花岗岩显然和沉积岩具有更为密切的关系。花岗岩显然是各种硅质、钾质成分较高的沉积岩，重新熔融，蚀变、花岗岩化形成的。和花岗岩关系密切各种矿产，也是地球独有的，包括大部分的“岩浆热液矿床”，如斑岩型矿床、接触带型矿床、石英-碳酸盐脉矿床等等。
总之，地球上的矿产和水圈、生物圈关系密切，大多数是地球独有的。生物和水，极大地改变了地球的面貌，塑造了地球的特征。地球上，很难找到没有受到水、生物作用影响的矿床。
火星没有海洋、生物圈，火星矿产也应该和地球有很大的不同。火星上，大概只有少量的基性-超基性岩浆岩及其相关的“岩浆分异矿床”，如超基性岩中的铬铁矿、蛇纹石矿，辉石岩、玄武岩，铜镍硫化物矿、铁矿等等。这些矿床，没有，或者受沉积作用的影响不大，可能会出现在火星上。尤其是和“陨石”相关的矿产，大概是地球所没有的。
地球的表面主要被沉积岩、海洋覆盖。基性岩和超基性岩出露不多。地球表面的风化作用，也使得这些岩石被风化、剥蚀、掩埋，很难保留在地表，不能被人类利用，也就不能成为矿产。尤其是，地球的大气层比较稠密，陨石在降落过程中，大多被分解、消融在大气中，很少能够降落到地面。而火星体积、质量较小，大气层稀薄，水的风化作用不强烈，有利于陨石的降落及保存。
如果有一天人类移民火星，大概会发现火星上有不少“岩浆分异矿产”，铬铁矿、铁矿、铜镍硫化物矿等等，也会发现不少“陨石矿”，含有丰富的铜、镍、铁、金、铂族元素等等。但是，想发现象地球一样丰富多彩的矿床，尤其是沉积矿产、能源矿产，基本是不可能的。 不能说火星和地球的矿产有明显区别，但某些差异必定是有价值的。
虽说火星和地球形成机制说明两者的大致元素组成是相似的，然后在相似的地质条件必然形成相同的矿藏。
但我们如果聚焦于两者仅存的一点点差异，还是能嗅到价值的味道：
地球和火星最大的区别在于，地球比火星大太多，所以地幔受到的高压和高温比火星强很多，所以地球的铁核比火星大很多。也就是说，地球内，更多的重金属元素因强大的引力和高温迁往地心，而火星上这种迁移更不显著，即更多的重金属留在火星表面。可见的结果是，火星更红，因为铁。
与此同时，也是更重要的是，火星上的贵金属，将更多地存在于火星外壳。当然火星也有缺点，那就是缺乏高温高压和频繁运动，也就缺乏自动富集矿物的地质运动，导致火星上的矿藏普遍分散而品味差一些。 不太可能。
世间万物都要遵守基本法的，这个基本法就是物理和化学规律。
按照目前的主流理论，太阳系形成于一团星云，星云物质在旋转的过程中向中心汇聚，其中99%的物质形成太阳，剩余物质在围绕太阳运动的过程中因为降温而从气态物质变成液滴，最后又变成固体小颗粒。这些固体小颗粒发生碰撞，逐渐变大形成星子，星子继续长大变成各大行星，目前还有部分星子未能成长成为行星，被称为小行星，小行星坠落之后则被称为陨石。
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太阳系形成过程图/Wikipedia
在这个变成行星的过程中，由于受到太阳温度的以及太阳风的影响，所以星子的成分发生了分异。离太阳越近，温度越高，太阳风越强劲，星子也就越是耐高温且密度大。离太阳越远，温度越低，太阳风越弱，星子也越不耐高温且密度小。
其中离太阳最近的星子，大多是一些铁质、耐高温的星子，如今我们称之为铁陨石；稍微远一点的则是一些硅酸盐成分的物质，如今俗称为石陨石——这是一个简单的物理规律。
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铁陨石图/wikipedia
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石陨石图/wikipedia
当然，这些不同成分的星子分布并不是非常严格的分布的，而是呈现出过渡的关系，有科学家曾经估算过太阳系内不同成分星子的分布情况：
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1.铁陨石2和3.石陨石4.冰气成分 参考文献
这些星子的分布最终就导致了如今的太阳系格局：靠近太阳的是水、金、地、火等四颗岩质行星；远离太阳的则是木、土、天、海等四颗气态巨行星。其中地球的成分估算一下大约是1.6%的铁陨石成分和98.4%的石陨石成分，火星因为离地球比较近，所以成分应该也相差并不远，可能铁质的成分更少一些，石质的成分更多一些罢了。
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太阳系示意图，前四颗小的是岩质行星，后四颗为气态行星图/pixabay
由于地球和火星的同源性，所以可以认为它们的各种化学元素的含量都是高度相似的，甚至可以认为是一致的。
这些岩质行星形成最初的状态可能都很相似：由无数小行星相互碰撞，巨大的动能使得部分熔融成为岩浆。形成岩浆后，一方面放射性元素在岩浆内富集，二方面岩浆内部物质在重力作用下的沉降，在这两个过程中放射能和重力能的释放使得岩浆释放出更多的热量来，最终导致整个星球都处于岩浆球的状态。
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岩浆球假说图/sketchfab
无论是铁陨石成分还是石陨石成分，都在岩浆中重新发生物理化学反应而发生了混合——也就是说，地球和火星在诞生之初，这两者的岩浆成分可能是也是一致的。
在形成后，岩浆球冷却，热力学第二定律的作用，让岩浆球外层最先冷却，内部缓慢冷却；万有引力定律的作用，让岩浆球内密度大的物质下沉，密度轻的物质上浮。
在这两个规律的作用下，岩浆内部发生了成分的分异——物理规律的相似性，让地球和火星的岩浆分异状态可能都是一致的。
外层岩浆冷却后形成最初的地/火壳，内部因为冷却慢所以形成地/火幔、地/火核。所以我们甚至可以说，地球和火星从内到外，无论是物质还是结构都是一致的。
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不过不同之处在于，地球上后来有了大量的生物作用，以及氧气，这让地表出现了很多地球有而火星没有的矿物——目前所知的4400种矿物中，有2900种与地球上的生命息息相关。这些矿物所形成的矿床则是火星不太可能出现的，比如条带状铁矿（目前地球上80%的铁矿石都来源于这种矿物），再比如孔雀石和蓝铜矿（铜的氧化物矿物）等等。
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条带状铁矿图/wikipedia
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孔雀石和蓝铜矿图/flicker
所以，综上所述，许多地球上有的矿床火星是没有的，而火星有的地球基本都有。
参考文献：
侯渭, 欧阳自远, 谢鸿森,等. 太阳星云凝集过程的岩石学模式:(Ⅱ)非球陨石,C1陨石及类C1陨石的凝…. 岩石学报, 1996, 12(003):462-470.
关于条带状铁矿，请见我的文章：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/137327292 其实，地球上的矿藏种类可能远比火星丰富，甚至还有一些火星不具备的矿藏。
为什么？因为矿床学的知识告诉我们，很多矿产的出现，背后离不开水和岩浆的活动。
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参见文献【1】
但水和岩浆这两个东西，偏偏地球上很多，火星上不多。
<hr/>一、产生岩浆的最大推手，并不是星球内部的热量，而是星球表面的水和板块运动。
在地球上，液态水通过板块边缘的俯冲带进入地幔，它们会降低地幔中高温高压岩石的熔点，促使其熔融成岩浆，然后喷发。
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所以我们才会在全球俯冲带的背后，看见大量的火山活动。无论是火山岛弧，还是火山山弧，
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太平洋火环和地中海北岸火山都是现代俯冲带产生的火山带
或者是类似华北克拉通解体这样的古俯冲带活动产物。
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参见文献【2】
板块运动+水，让地幔上部的软流圈成为不断产生岩浆的岩浆工厂，从地球板块运动在约40亿年前诞生以来，不断制造着火山活动。
而火星首先没有板块运动，第二很早就没有了地表水。即便是残留有液态水的数十亿年前，它也没有产生将水向火星地幔输送的机制：对，我说的还是车轱辘话，没有板块运动的俯冲带机制。
所以，火星上才多少火山？和地球比起来完全是个弟弟……
而且分布十分零散，没有呈带状分布的特征（进一步排除火星的板块运动）
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火星上的火山分布，有点类似地球上的地幔柱成因火山，比如夏威夷岛、东非大裂谷北段的阿法火山区、冰岛、海南岛北部+广东雷州半岛的雷琼火山群等等。
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一枝独秀型地幔柱，源于极深的地幔下层或底部
当我们从单纯地幔上涌引起热点火山的角度出发时，你会发现，地球的火山活动分布，有点类似火星：
下图出自文献3
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地下2900km（地幔与地核边界处）的成像效果，红色表示地幔大规模从深部上涌地区。它们自下而上会分成若干支，以地幔柱热点火山的方式涌出。比如5是夏威夷，6是冰岛。出自文献3。
回到成矿的话题。
既然地球有着远比火星规模更大、数量更多，且岩浆类型、起源区更复杂的岩浆活动和火山活动，那么在岩浆和热液成矿的角度，无论是成矿的规模、范围还是种类上，地球完胜。
第一回合结束。
<hr/>二、失去地表水，也失去了很多矿藏形成的机会。
比如，矽卡岩型矿床，需要中酸性（如花岗岩）岩浆侵入到碳酸盐岩（石灰岩、白云岩）中，在二者的接触部位产生矽卡岩。但是，火星上的海洋早就没了，有没有产生过石灰岩/白云岩还要两说。
假如不曾有过，矽卡岩型矿床还会产生吗？这需要打一个问号。
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而在现代海底，也有两种人们不再感到陌生的成矿系统：黑烟囱和白烟囱
它们都是海水从各种裂隙渗入海底岩石以后，收到深处岩浆烘烤加热，重新变成热水，然后携带矿物质从海底涌出产生的【热水喷流沉积矿床】，参见文献【1】。
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黑烟囱
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白烟囱
这两种成矿系统，自从海洋诞生以来，就在地球上不断出现。人们已经在世界各地的陆地上，找到了属于古老海洋的热水沉积矿床。
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阿曼的一处古代海底黑烟囱矿体，图中男子站立位置。阿曼有特殊的大地构造背景，这里的海底地壳没有向下俯冲到地幔里，而是向上仰冲到陆地上了。
火星上有没有这种矿床呢？
可能或许曾经有过，但无论是数量还是规模上，都不及地球。自然也不要期待什么特别的矿藏了。
而海洋、湖泊、河流的消失，也同样葬送了很多其他的火星成矿机会。
特别是那些直接从水里沉淀出来的化学成矿，比如让澳大利亚有资格和中国叫嚣的条带状铁矿床。
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BIF，条带状含铁建造，地球上品质最好的铁矿之一，中国的分布不多，但澳大利亚很多很多。
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它的成因不仅需要溶解在液态水里的二价铁离子，还需要氧气，以及远远不断产生氧气的生物。
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你好，氧气泡泡！
火星？算了吧，我很怀疑火星是否产生过光合作用。
第二回合，火星再度完败。
<hr/>三、生物的力量
在人类目前已经认知的宇宙范围里，生物成矿作用只在地球发现了独一份。
我们不仅有古代海洋光合作用产生的BIF铁矿床，
还有海洋微生物死后腐败释放磷元素，富集而成的磷块岩，
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也有海鸟拉屎拉出来的磷矿床，
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噫~~~~~~~有味儿！
<hr/>还有植物分解产生的有机质富集转化成干酪根后，形成的煤炭，
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和主要由浮游生物、底栖生物死亡后，有机质富集转化而成的干酪根形成的油气——不要和我说恐龙肉，我会用《石油地质学》和《有机地球化学》糊你们一脸，关于石油的有机成因有任何疑惑，请看链接答案。
如果石油真的是按有机成因形成的，那怎么解释超大规模油藏的形成？火星有过生物吗？或许有过。但生物圈是否繁盛到足以成矿的程度？
这还需要打一个大大的问号。
从矿藏种类、规模的角度，生物繁盛的地球无疑再度完胜。
<hr/>四、火星你讲不讲武德？
但话说回来，火星都连输三场了，就没有一点扭转局面的可能吗？
有的。
众所周知，火星上缺氧，氧气含量只有约0.16%
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这样的环境使还原性矿物有条件在火星地表附近大规模富集，有可能形成一些在地球近20亿年以来压根没法稳定存在的矿产。
例如下图所示，南非Witwatersrand盆地距今约27亿年前的河道黄铁矿砾石——在现代地球上，你扔一块黄铁矿到河里，很快就氧化破碎消失了，根本不可能堆积成砾石。即便是埋在河道泥沙里，也会很快被富含氧气的地下水分解掉，无法保存下来。
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所以，在严重缺氧的火星，类似黄铁矿砾石这样的还原矿物露天富集而成的矿床，是完全有可能找到的。
第四回合，地球败。
“火星你不讲武德，来偷袭我氧气含量21%的地球！这好吗？这不好！”<hr/>综上所述，由于两个星球的元素成分没有本质差异，所以能够决定矿产差异的，就只有各自不同的成矿作用。
由于火星缺乏液态水、没有板块运动，所以它的岩浆作用远不如地球活跃，成矿体系不如地球发达，进而影响矿藏种类。
还是因为缺乏液态水，很多形成在水里的矿藏，火星在几十亿年前就停止产生了。从规模和种类的角度，火星不如地球。
而需要生物参与形成的矿产，火星上要么压根没有，要么非常稀少，无法比肩地球。
但是，两颗星球氧化还原性质的差异，却也给火星带来了机会：虽然火星可能没有地球上这么丰富的氧化矿物矿产（例如BIF），但换一个角度，地球表面十分缺乏的还原矿物矿产，火星上则是有可能存在的。
所以，如果给这个问题一个最终答案，那么答案是——————
“火星你不讲武德！！！！”
（其余参考文献略，按照我给的地名自己搜去吧，乖~么么哒）
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