海底热液多金属硫化物勘探开发与管理研究.pdf

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1、６海洋开发与管理２０１２年第７期海底热液多金属硫化物勘探开发与管理研究公衍芬，刘志杰（国家海洋信息中心天津３００１７１）摘要：文章综合分析了热液多金属硫化物勘探开发的技术可行性、经济可行性、环境和生物影响以及管理政策，并在此基础上，提出了建立我国国际海底资源开发的战略和对策建议。关键词：海底热液多金属硫化物；勘探；开发；管理［４］随着陆地金属矿产资源的日渐枯竭，人类铟、铋、镓与锗等。按其形态分为海底多金逐渐把目光转向深海矿产资源，海底块状多金属软泥和海底多金属硫化物矿床两种。２０１０年属硫化物是继多金属结核和富

2、钴结壳等深海矿１月，世界上第一个海底矿产项目开发公司———产资源之后人类认识到的又一种新的海底矿产鹦鹉螺矿产公司宣布，２００９年对巴新巴萨穆克资源，由于其赋存水深较浅、距离陆地较近，海域勘探样品分析结果显示，铜等级至３２．４％，［５］经济价值也相对较高，被认为具有较好的开采锌升至５２．６％。价值。海底块状多金属硫化物的开发已引起了据不完全统计，当前发现及经推断确定的海［６］国际采矿界的高度关注。日本完成了硫化物资底热液成矿的硫化物矿床有３５０多处，规模比源勘探相关工作，已选定了两个开采区。俄罗较大的近２０处，其中

3、多处资源量超过百万吨。它斯完成了多金属硫化物矿区的第一阶段勘探工们主要分布在１０°Ｓ～３０°Ｎ，其水深范围为２５００～作，进入了多金属硫化物资源采矿系统设计研２９００ｍ，集中在地质构造不稳定的区域，如洋中［７］究阶段。澳大利亚的两家公司在西南太平洋区脊、板内热点和弧后盆地。这些区域大都与地［８］域的巴布亚新几内亚和新西兰等国专属经济区震、火山、断裂、扩张紧密相关（图１）。内申请和获得了面积达５０万ｋｍ２余的勘探区。海王星矿产公司完成了热液矿区勘探工作，并于２０１０年进行试验开采；鹦鹉螺矿产公司完成了热液矿区勘探工

4、作和采矿设备的制造，于２０１０年开始进行商业开采。１海底热液多金属硫化物概况多金属硫化物（ｐｏｌｙｍｅｔａｌｌｉｃｓｕｌｆｉｄｅ）是指热液作用形成的硫化物矿床及伴生的矿物资［１］源，亦称块状硫化物（ｓｅａｆｌｏｏｒｍａｓｓｉｖｅｓｕｌｆｉｄｅ，ＳＭＳ），是汇聚或发散板块边界岩石圈与图１世界大洋主要海底热液区分布位置大洋（水圈）在洋脊扩张中心、岛弧、弧后扩张中心及板内火山活动中心发生热和化学交换２国内外研究现状［２－３］作用的产物，一般富含铜、铅、锌、金和银等金属，同时副产物有钴、锡、硫、硒、锰、１９４８年瑞典科

5、学家利用“信天翁号”（ａｌｂａ基金项目：海洋公益性行业科研专项“国际海底资源开发与公海保护区选划技术支持系统及应用示范”（２０１００５００３）．第７期公衍芬，等：海底热液多金属硫化物勘探开发与管理研究７ｔｒｏｓｓ）考察船在红海中部ＡｔｌａｎｔｉｓⅡ深渊附近国大洋２２航次（２０１０年１２月８日至２０１１年１２（２１°２０′Ｎ，３８°０９′Ｅ，水深１９３７ｍ）发现高温高月１８日）第二航段在南大西洋洋中脊新发现３盐溶液。１９６３—１９６５年国际印度洋调查期间，个热液区和４个热液异常区。在红海轴部及中央盆地中识别高温

6、高盐溶液，３海底多金属硫化物勘探开发发现热液多金属软泥，揭开了海底热液活动研［９］究的序幕。从２０世纪８０年代起，世界上几个３１技术可行性分析主要工业国家就制定了勘探和开发海底多金属根据发现的矿点水深情况，相对其他海底硫化物的国家计划。苏联早在２０世纪６０年代中多金属结核及富钴结壳等资源而言，海底多金期，就在太平洋获得了多金属硫化物样品，并属硫化物一般分布在相对较浅的水域，从几十对大洋热液过程的成因进行研究。２０世纪６０—米至３５００ｍ不等，多出现在２５００ｍ左右，开７０年代，苏联在太平洋洋中脊和印度洋进行了采

7、系统技术问题相对比较容易解决。一系列的调查，研究低温金属沉积物和热液矿海底多金属硫化物特殊的地质背景及结构床的成因。除俄罗斯外，大力进行海底多金属形态，从另一个角度为开采系统设计提供了极硫化物调查勘探和研究工作的还有美国、法国、大的便利，即对于一般呈丘状的硫化物矿体，德国、英国、日本、加拿大和澳大利亚。目前，采集器无需像采集多金属结核那样在较大的区葡萄牙和意大利也制订了勘探深海多金属硫化域来回采集，更无需复杂的路径规划，而更趋物的计划。向于集中在小块海底区域内的定点作业。因此，我国海底多金属硫化物研究起步较晚，采

8、矿系统对采集器行驶性能及控制系统的要求１９８８年７—８月中德科学家合作Ｓｏ－５７航次对将大为简化，系统的可靠性将得到提高。同时，马里亚纳海槽区热液多金属硫化物的分布情况现有的深海采矿方法、陆地金属冶炼工艺、较和形成机理进行调查和研究，获得非活动性的为成熟深海机电产品技术及ＲＯＶ装备、海洋石热液多金属硫化物和硅质“烟囱”。这是我国科油开采技术及工程经验等为海底多金属硫化物学