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深海矿产资源的开采

时间：2015-11-13 17:29:09 作者：lynn 来源：鑫海棒磨机厂家

几十年来，随着人类对资源的需求不断增加，陆地上的资源供给越来越乏力，一些国家和国际矿业正以较大的关注和热情瞄准深海矿产资源的开采。海洋和洋底单位面积的潜在商业矿产和陆地是类似的，埋藏在海水或洋底的矿产占全球矿产资源的四分之三，但几乎未被开发。实际上，仅太平洋洋底的面积就比整个地球陆地的总面积还要大。
目前，一半的海底矿产由专属经济区(EEZ)的所属国家控制。沿海国家可将距其海岸线368公里（200海里）的范围划为专属经济区，在这些海域，沿海国有勘探开发自然资源的主权；超过各国管辖海域的另一半则由联合国国际海底管理局（ISA）管理，世界各国都可以通过国际海底管理局去勘探开发海洋。目前，包括中国、日本、加拿大、英国、澳大利亚、新西兰、巴布亚新几内亚、俄罗斯、德国、南非、库克群岛等一些国家正在积极开展海洋矿产的研究和开发。

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    加拿大多伦多大学史蒂文·斯考特博士曾指出，深海采矿时代即将到来。
    目前对海洋矿产资源的开发主要集中在勘探和开发一些特殊的资源方面，如金刚石、天然气水合物、多金属硫化物以及一些沿海国家或岛国关切的可持续的淡水资源等。另外，由于全球稀土金属市场主要由中国主导，而多数国家在这方面存在很大的短缺，所以寻找富含这类金属的海底金属氧化物（锰结核和锰结壳）被重新提上议题。这些稀土元素金属是航天、通讯和电池工业所需要的，其在海底金属氧化物中虽然仅以痕量（百万分之几）元素的形式存在，但却提升了海底矿石的经济价值。
    全球海底储备估计有100亿吨多金属结核。平均而言，这些多金属结核可会分解出约30%的锰，1.5%的镍，1.5%的铜和0.3%的钴。简而言之，海底有惊人数量的有用矿物，这些矿物也包含较小的稀土元素的痕迹。其中很多是用于制造电子产品和“清洁技术”，如风力涡轮机和混合动力汽车。这些元素是技术开采过程的副产品，但他们正在推动很多新的商业利益。日本的地质学家估计，仅2.3平方公里的海底包含的稀土材料就能维持一年的全球需求。
    小知识
    多金属结核又称锰结核，是由包围核心的铁、锰氢氧化物壳层组成的核形石。核心可能较小，有时完全晶化成锰矿。肉眼可见的可能是微化石（放射虫或有孔虫）介壳、磷化鲨鱼牙齿、玄武岩碎屑，甚至是先前结核的碎片。壳层的厚度和匀称性由生成的先后阶段决定。有些结核的壳层间断，两面明显不同。结核大小不等，小的颗粒用显微镜才能看到，大的球体直径达20多厘米。结核一般直径在5到10厘米之间，大小如土豆。表面多为光滑，也有粗糙、呈椭球状或其他不规则形状的。底部埋在沉积物中，往往比顶部粗糙。多金属结核含有锰、铁、镍、钴、铜等几十种元素。
    海洋“淘金”热
    无疑，在寂静的海底，沉睡着一座巨大的“金山”，令各国矿业公司摩拳擦掌、跃跃欲试，许多国家争相在海底“圈地”。如行业巨头、加拿大鹦鹉螺矿业公司15年前就已宣称对巴布亚新几内亚约2000平方英里海床拥有开采权，其中一个铜金矿项目预计将在2017年投产；韩国的深海采矿财团在汤加和斐济专属经济区内申请了矿区；新西兰一家矿企也在去年获准在该国西海岸开采铁矿石；英国政府给予美国洛克希德.马丁公司在英国的子公司海底采矿许可证，允许该公司对英国海域及周边公海海域的海底进行开采活动。
    此前，中国大洋矿产资源研究开发协会曾于2001年获得东太平洋多金属结核勘探矿区、2011年获得西南印度洋多金属硫化物勘探矿区和2013年获得西太平洋富钴结壳勘探矿区。就在不久前，山东莱州发现海下2000米超大型金矿。
    技术不是问题
    20年前，大多数采矿公司都认为到海底采矿太难了。但现在有一些公司发现，去几千米的水下采矿，可能比到几千米的岩石下采矿更容易。
    海上石油和天然气工业为海底采矿提供了借鉴。上世纪40年代中期，石油和天然气工业就开始了海上开采。如今，世界上1/3的石油来源于海上开采。在巴西海域，正在生产的油井深度是1500米;而在墨西哥湾，正在钻探2500米深的油井。这些技术都为海底采矿奠定了发展的基础。例如，为解决如何运送海底矿石的问题，可以使用深海型的自动采煤机器人，将矿石通过管道传送到采矿船或海上采油使用的半下潜式平台。
    在2012年国际海底管理局第十八届会议上，制定深海采矿规章被作为优先事项列入2013年的工作计划，并期望于2016年前制定(多金属)开发监管规则。而欧盟于2013年制定的《蓝色增长：海洋可持续增长的机遇》报告也明确提出，目前欧洲应主要集中研发各种深海和海底特种船舶及采矿装置，为联合开采国际海底的矿产资源做好准备。
    目前，深海采矿作业的难题是如何克服陡峭且起伏的海床。由于上世纪七八十年代，国际上投入6亿多美元用于海底锰矿开采技术的研发，深海采矿技术得到了很大发展，可以采用基于成熟工业技术的巨大机器人协助采矿。
    去年鹦鹉螺矿业公司宣布，已完成组装第一套由英国制造的采矿机械部件，用于海底采矿生产作业。这个8米高的机器人将用于采集海底硫化物，并抽吸至海面，然后用驳船运送到30英里外的拉包尔港。不久前，加拿大海底采矿车投入测试并将赴美、英、中国进行演示。
    环境问题需注意
    深海采矿商业利益的增加伴随着环境破坏、海洋生态破坏和生物多样性的影响的潜在担忧急剧上升。绿色和平组织指出，把海洋生物暴露在矿产金属和酸性物质中，可能产生有毒物质影响海洋食物链。深海拖网捕鱼已经表明，海洋地形的破坏对鱼类造成很大影响，特别是减缓了物种的繁殖如鲑和罗非鱼。除了对水生生态系统的影响，这些问题也可能对沿海居民的生计造成严重影响。
    一些专家认为，海底采矿对环境的影响比陆地采矿要小。海底采矿可以避免陆地采矿带来的许多问题。比如，海底采矿不存在排放酸性污水的问题，因为碱性海水可以中和酸性污水；由于硫化物沉积物就在海底，所以也无需掘硐开采而在海底留下的建筑物。TTR公司也表示，公司的项目与深海采矿相比，破坏性更低。5年~10年，采矿地区几乎将得到恢复，因为生物体和环境已经非常适应变化，并会快速复原。
    反海底采矿组织则表示，当前对海洋环境的了解并不充分，应在详细了解前暂停海底采矿行动。TTR公司留在海里的开采沉淀物将因作业地区的鲸类和海豚迁徙而被带到其他各处，且鱼类产卵也在该作业地区。
    显然，对于深海采矿而言，直面的重大挑战之一是实现经济增长和环境完整性的平衡。鉴于目前有关在各国领海内进行矿石开采的法律法规限制并不多，有的甚至一片空白，有专家呼吁，应尽早采取行动，通过立法，保护敏感而脆弱的海底生态系统，尽量降低海底开采对环境的影响。
    国际深海管理局的目标是能在2016年实施一个金融和财政法律框架，以便我们充分利用海底这些宝贵的资源并保护海底生态系统的多样性。