最大的聚寶盆
——深海礦藏

趙俊杰 贠秋霞

（中國船舶重工集團公司第七一四研究所）

最大的聚寶盆
——深海礦藏

趙俊杰 贠秋霞

（中國船舶重工集團公司第七一四研究所）

就礦產資源來說，海洋蘊藏種類之多，含量之巨，堪稱聚寶盆。已發現的百余種元素中，海洋存在有80余種，可提取的有60余種。它們以三種形式存在于海洋中：液體礦床；海底富集的固體礦床；從海底內部滾滾而來的油氣資源。

深海；礦產

深海一般是指大陸架或大陸邊緣以外的海域。深海占海洋面積的92.4%和地球面積的65.4%，盡管它蘊藏著極為豐富的海底資源，但由于開發難度大，目前基本上還沒有得到開發。深海礦產資源主要有多金屬結核礦、富鈷結殼礦、深海磷鈣土和海底多金屬硫化物礦等。

（1）多金屬結核礦

多金屬結核礦是一種富含鐵、錳、銅、鈷、鎳和鉬等金屬的大洋海底自生沉積物，呈結核狀，主要分布在水深4000～6000m的平坦洋底，是棕黑色的，像馬鈴薯、姜塊一樣的堅硬物質。個體大小不等，直徑從幾毫米到幾十厘米，一般為3～6cm，少數可達1m以上；重量從幾克到幾百、幾千克，甚至幾百千克；這種結核含有多達70余種的元素，如銅、鈷、鎳、錳、鐵等，其中Ni、Co、Cu、Mn的平均含量分別為1.30%，0.22%，1.00%和25.00，總儲量分別高出陸地相應儲量的幾十倍到幾千倍，鐵品位可達30%左右，鈹、鈰、鍺、鈮、鈾、鐳和釷的含量比海水要高出幾千、幾萬乃至百萬倍。

深海勘測表明，多金屬結核在太平洋、大西洋、印度洋均有分布，唯太平洋分布最廣，儲量最大，并呈帶狀分布，擁有東北太平洋海盆，中太平洋海盆、南太平洋、東南太平洋海盆等4個分區，其中位于東北太平洋海盆內克拉里昂、克里帕頓斷裂之間的CC區是多金屬結核經濟價值最高的區域。在東北太平洋克利頓斷裂帶與克拉里昂斷裂帶之間的地區（簡稱CC區）是最有遠景的多金屬結核富集區。世界深海多金屬結核資源極為豐富，遠景儲量約3萬億t，僅太平洋的蘊藏量就達1.5萬億t。

（2）富鈷結殼礦

富鈷結殼礦是生長在海底巖石或巖屑表面的一種結殼狀自生沉積物，主要由鐵錳氧化物組成，富含錳、銅、鉛、鋅、鎳、鈷、鉑及稀土元素，平均含鈷達0.8～1.0%，是大洋錳結核中鈷含量的4倍。金屬殼厚1～6cm，平均2cm，最厚20cm。結殼主要分布在水深800～3000m的海山、海臺及海嶺的頂部或上部斜坡上。

自20世紀以來，富鈷結殼已引起世界各國的關注，德、美、日、俄等國紛紛投入巨資開展富鈷結殼資源的勘查研究。目前分布比較多的地區是太平洋區的中太平洋山群、夏威夷海嶺、萊恩海嶺、天皇海嶺、馬紹爾海嶺、馬克薩斯海臺以及南極海嶺等。據估計，在太平洋地區專屬經濟區內，富鈷結殼的潛在資源總量不少于10億t，鈷資源量就有600～800萬t，鎳400多萬噸。

（3）海底多金屬硫化物礦床

海底多金屬硫化物礦床是指海底熱液作用下形成的富含銅、錳、鋅等金屬的火山沉積礦床。按產狀可分為兩類：一類是呈土狀產出的松散含金屬沉積物，如紅海的含金屬沉積物（金屬軟泥）；另一類是固結的堅硬塊狀硫化物，與洋脊“黑煙筒”熱液噴溢沉積作用有關，如東太平洋洋脊的塊狀硫化物。按化學成分可分為四類：第一類富含鎘、銅和銀，產于東太平洋加拉帕戈斯海嶺；第二類富含銀和鋅，產于胡安德富卡海嶺和瓜亞馬斯海盆；第三類是富含銅和鋅；第四類富含鋅和金，與第三類同時產出。多金屬硫化物也見于中國東海沖繩海槽軸部。海底多金屬硫化物礦床與大洋錳結核或富鈷結殼相比，具有水深較淺（從幾百米到2000m左右）、礦體富集度大、礦化過程快，易于開采和冶煉等特點。海底多金屬硫化物主要產于海底擴張中心地帶，即大洋中脊、弧后盆地和島弧地區。如東太平洋海隆、大西洋中脊、印度洋中脊、紅海、北裴濟海、馬利亞納海盆等地都有不同類型的熱液多金屬硫化物分布。富含金屬的高溫熱水從海底噴出，在噴口四周沉淀下多金屬氧化物和硫化物，堆砌成平臺、小丘或煙囪狀沉積柱。世界已有70多處發現有熱液多金屬硫化物產出，在東海沖繩海槽地區已發現7處熱液多金屬硫化物噴出場所。

（4）磷鈣土礦

磷鈣土是由磷灰石組成的海底自生沉積物，按產地可分為大陸邊緣磷鈣土和大洋磷鈣土。它們呈層狀、板狀、貝殼狀、團塊狀、結核狀和碎礫狀產出。大陸邊緣磷鈣土主要分布在水深十幾米到數百米的大陸架外側或大陸坡上的淺海區，主要產地有非洲西南沿岸、秘魯和智利西岸；大洋磷鈣土主要產于太平洋海山區，往往和富鈷結殼伴生。磷鈣土生長年代為晚白堊世到全新世，太平洋海區磷鈣土含有15～20%的P2O5，是磷的重要來源之一。另外，磷鈣土常伴有高含量的鈾和稀土金屬鈰、鑭等。據推算，海區磷鈣土資源量有3000億t。

然而現在，科學家發現，一些海藻的含金量竟為海水平均含金量的14000倍！科學家設想，可以大量種植能從海水中高效率的吸收黃金的海藻，長到一定的時候再收割回來，提煉黃金。從海藻中提取黃金的原理和從海藻中提取碘的原理相同，并不復雜。事實上，海藻不僅能提取黃金，還能富集碘、硼、鈷、鉑和鎳等多種元素。要是能綜合利用，就是一筆巨大的財富。

深海里還發現了另一種能源，那就是天然氣水合物，也叫“可燃冰”。我們接觸到的甲烷天然氣通常呈氣態，然而它在海底的低溫、高壓條件下可以與水結合，呈固態埋藏在海底?！翱扇急笨此剖潜?，一點火即可以燒起來，就像火燒冰激凌一樣。1體積的天然氣水合物可以放出160個體積的甲烷來，其能量密度是煤的10倍，是常規天然氣的2～5倍，燃燒后幾乎無污染。因此可以說，天然氣水合物是甲烷的天然儲庫。這種“可燃冰”大量存在于海底大陸坡上段500～1000m處，有人預測，全球“可燃冰”的總量，相當于人類用過的所有化石能源（包括煤、石油、天然氣）總量再乘以2。在我國南海和東海已發現了儲量巨大的“可燃冰”。據測算，僅我國南海的可燃冰資源量就達700億t油當量，約相當于我國目前陸上油氣資源量總數的1/2。盡管目前“可燃冰”仍處于科學研究階段，但可以肯定，“可燃冰”將成為人類新的后繼能源來源。

人類對深海的探索和研究相對于探索地球表面來說，才剛剛開始，隨著人類新需求的出現和科學技術的進步，隨著我們對深海的不斷探索，還會在深海底發現更多新的礦產、新的資源。

贠秋霞，高級工程師，學士，任中國船舶重工集團公司第七一四研究所經濟研究中心副主任。

P714

A

1004-7344（2016）03-0286-01

2016-1-10

趙俊杰，高級工程師，博士，供職于中國船舶重工集團公司第七一四研究所經濟研究中心。