最大的聚宝盆——深海矿藏

赵俊杰 贠秋霞

（中国船舶重工集团公司第七一四研究所）

最大的聚宝盆
——深海矿藏

赵俊杰 贠秋霞

（中国船舶重工集团公司第七一四研究所）

就矿产资源来说，海洋蕴藏种类之多，含量之巨，堪称聚宝盆。已发现的百余种元素中，海洋存在有80余种，可提取的有60余种。它们以三种形式存在于海洋中：液体矿床；海底富集的固体矿床；从海底内部滚滚而来的油气资源。

深海；矿产

深海一般是指大陆架或大陆边缘以外的海域。深海占海洋面积的92.4%和地球面积的65.4%，尽管它蕴藏着极为丰富的海底资源，但由于开发难度大，目前基本上还没有得到开发。深海矿产资源主要有多金属结核矿、富钴结壳矿、深海磷钙土和海底多金属硫化物矿等。

（1）多金属结核矿

多金属结核矿是一种富含铁、锰、铜、钴、镍和钼等金属的大洋海底自生沉积物，呈结核状，主要分布在水深4000～6000m的平坦洋底，是棕黑色的，像马铃薯、姜块一样的坚硬物质。个体大小不等，直径从几毫米到几十厘米，一般为3～6cm，少数可达1m以上；重量从几克到几百、几千克，甚至几百千克；这种结核含有多达70余种的元素，如铜、钴、镍、锰、铁等，其中Ni、Co、Cu、Mn的平均含量分别为1.30%，0.22%，1.00%和25.00，总储量分别高出陆地相应储量的几十倍到几千倍，铁品位可达30%左右，铍、铈、锗、铌、铀、镭和钍的含量比海水要高出几千、几万乃至百万倍。

深海勘测表明，多金属结核在太平洋、大西洋、印度洋均有分布，唯太平洋分布最广，储量最大，并呈带状分布，拥有东北太平洋海盆，中太平洋海盆、南太平洋、东南太平洋海盆等4个分区，其中位于东北太平洋海盆内克拉里昂、克里帕顿断裂之间的CC区是多金属结核经济价值最高的区域。在东北太平洋克利顿断裂带与克拉里昂断裂带之间的地区（简称CC区）是最有远景的多金属结核富集区。世界深海多金属结核资源极为丰富，远景储量约3万亿t，仅太平洋的蕴藏量就达1.5万亿t。

（2）富钴结壳矿

富钴结壳矿是生长在海底岩石或岩屑表面的一种结壳状自生沉积物，主要由铁锰氧化物组成，富含锰、铜、铅、锌、镍、钴、铂及稀土元素，平均含钴达0.8～1.0%，是大洋锰结核中钴含量的4倍。金属壳厚1～6cm，平均2cm，最厚20cm。结壳主要分布在水深800～3000m的海山、海台及海岭的顶部或上部斜坡上。

自20世纪以来，富钴结壳已引起世界各国的关注，德、美、日、俄等国纷纷投入巨资开展富钴结壳资源的勘查研究。目前分布比较多的地区是太平洋区的中太平洋山群、夏威夷海岭、莱恩海岭、天皇海岭、马绍尔海岭、马克萨斯海台以及南极海岭等。据估计，在太平洋地区专属经济区内，富钴结壳的潜在资源总量不少于10亿t，钴资源量就有600～800万t，镍400多万吨。

（3）海底多金属硫化物矿床

海底多金属硫化物矿床是指海底热液作用下形成的富含铜、锰、锌等金属的火山沉积矿床。按产状可分为两类：一类是呈土状产出的松散含金属沉积物，如红海的含金属沉积物（金属软泥）；另一类是固结的坚硬块状硫化物，与洋脊“黑烟筒”热液喷溢沉积作用有关，如东太平洋洋脊的块状硫化物。按化学成分可分为四类：第一类富含镉、铜和银，产于东太平洋加拉帕戈斯海岭；第二类富含银和锌，产于胡安德富卡海岭和瓜亚马斯海盆；第三类是富含铜和锌；第四类富含锌和金，与第三类同时产出。多金属硫化物也见于中国东海冲绳海槽轴部。海底多金属硫化物矿床与大洋锰结核或富钴结壳相比，具有水深较浅（从几百米到2000m左右）、矿体富集度大、矿化过程快，易于开采和冶炼等特点。海底多金属硫化物主要产于海底扩张中心地带，即大洋中脊、弧后盆地和岛弧地区。如东太平洋海隆、大西洋中脊、印度洋中脊、红海、北裴济海、马利亚纳海盆等地都有不同类型的热液多金属硫化物分布。富含金属的高温热水从海底喷出，在喷口四周沉淀下多金属氧化物和硫化物，堆砌成平台、小丘或烟囱状沉积柱。世界已有70多处发现有热液多金属硫化物产出，在东海冲绳海槽地区已发现7处热液多金属硫化物喷出场所。

（4）磷钙土矿

磷钙土是由磷灰石组成的海底自生沉积物，按产地可分为大陆边缘磷钙土和大洋磷钙土。它们呈层状、板状、贝壳状、团块状、结核状和碎砾状产出。大陆边缘磷钙土主要分布在水深十几米到数百米的大陆架外侧或大陆坡上的浅海区，主要产地有非洲西南沿岸、秘鲁和智利西岸；大洋磷钙土主要产于太平洋海山区，往往和富钴结壳伴生。磷钙土生长年代为晚白垩世到全新世，太平洋海区磷钙土含有15～20%的P2O5，是磷的重要来源之一。另外，磷钙土常伴有高含量的铀和稀土金属铈、镧等。据推算，海区磷钙土资源量有3000亿t。

然而现在，科学家发现，一些海藻的含金量竟为海水平均含金量的14000倍！科学家设想，可以大量种植能从海水中高效率的吸收黄金的海藻，长到一定的时候再收割回来，提炼黄金。从海藻中提取黄金的原理和从海藻中提取碘的原理相同，并不复杂。事实上，海藻不仅能提取黄金，还能富集碘、硼、钴、铂和镍等多种元素。要是能综合利用，就是一笔巨大的财富。

深海里还发现了另一种能源，那就是天然气水合物，也叫“可燃冰”。我们接触到的甲烷天然气通常呈气态，然而它在海底的低温、高压条件下可以与水结合，呈固态埋藏在海底。“可燃冰”看似是冰，一点火即可以烧起来，就像火烧冰激凌一样。1体积的天然气水合物可以放出160个体积的甲烷来，其能量密度是煤的10倍，是常规天然气的2～5倍，燃烧后几乎无污染。因此可以说，天然气水合物是甲烷的天然储库。这种“可燃冰”大量存在于海底大陆坡上段500～1000m处，有人预测，全球“可燃冰”的总量，相当于人类用过的所有化石能源（包括煤、石油、天然气）总量再乘以2。在我国南海和东海已发现了储量巨大的“可燃冰”。据测算，仅我国南海的可燃冰资源量就达700亿t油当量，约相当于我国目前陆上油气资源量总数的1/2。尽管目前“可燃冰”仍处于科学研究阶段，但可以肯定，“可燃冰”将成为人类新的后继能源来源。

人类对深海的探索和研究相对于探索地球表面来说，才刚刚开始，随着人类新需求的出现和科学技术的进步，随着我们对深海的不断探索，还会在深海底发现更多新的矿产、新的资源。

贠秋霞，高级工程师，学士，任中国船舶重工集团公司第七一四研究所经济研究中心副主任。

P714

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1004-7344（2016）03-0286-01

2016-1-10

赵俊杰，高级工程师，博士，供职于中国船舶重工集团公司第七一四研究所经济研究中心。