转载自读者（ID：duzheweixin）股票开户配资

渭河②之滨，桑梓广兴；亘古之稽，三坟③星零。然其可著者，元明而已。以马故地，龙家箐大门也。溪岚缭绕；草木淠淠，鸟兽啸啸。步履蟠山之路，蹙蹐淜水无舟。赏猿飞两岸，听虎鸣啸然。

海洋除了源源不断地为陆地输送水汽，调节全球的气候，为我们提供大量的渔业资源和水产品外，还为我们提供各种矿产资源，其中就包括三种珍贵的金属矿产：锰结核（也称多金属结核）、富钴结壳和多金属热液硫化物。虽然它们没有很高的颜值，但是随着勘探开发技术的不断进步，这海底三宝会不断融入到人类的工业生产和日常生活中，是服务未来的海底宝藏。

聚集多种金属的“黑土豆”——锰结核

锰结核（多金属结核）看起来像黑土豆或者黑煤球，表面不平整，疙里疙瘩的。最小的锰结核只有豌豆大小，最大的锰结核直径有50厘米，平均直径约为4厘米～7厘米。锰结核主要出现在大洋水深2000米～6000米的深海平原上，最密集的地方每平方米可收集到100千克。

太平洋底的锰结核 供图/夏建新

锰结核的发现实属偶然。1873年，英国的“挑战者号”海洋科考船在大西洋加纳利群岛水深4360米的地方用海底拖网采到了一种奇怪的黑色结核。因为含锰很高（达到25%以上），所以起了个“锰矿瘤”的名字。在此后100年间，多个国家的海洋科考发现了更多的锰结核富集地，同时发现这种结核中铜、钴、镍的含量很高，可谓是一种高品位的金属矿产资源。20世纪70年代，美、日、英、法、德等发达国家积极开展了锰结核的地质调查和勘查，我国从1978年也开展了太平洋锰结核资源的地质勘查，起步稍晚但成果丰富。到2010年前后，太平洋、大西洋和印度洋锰结核的资源勘查工作基本完成。勘探结果表明，海洋中锰结核储量丰富，开发前景可观。

深海钴锰结核 中国地质博物馆馆藏

锰结核的成矿金属是哪里来的呢？根据已有的科研成果，这些金属主要有四个来源：

一是来自大陆、岛屿的岩石风化作用；

二是来自海底和岛弧火山喷发的气体、熔岩与海水的相互交代作用；

三是来自富集微量金属元素的浮游生物的死亡和分解；

四是来自降落到海洋的宇宙尘埃。

这些不同来源的金属降落到深海海底之后，在水里或者在沉积物里聚集，以岩石碎屑和生物碎屑为核心，像树木年轮一样一圈一圈地生长起来。锰结核的生长速度非常缓慢，在水里形成的结核，100万年只能生长2毫米；在沉积物里形成的结核，其生长速度相对快一些，100万年能生长10毫米～100毫米。一个直径5厘米的锰结核，至少需要需要几十万年的生长期；如果生长速度慢，那就需要1000多万年。

目前，全球三大洋的锰结核资源调查工作已经基本完成，锰结核总储量约30000亿吨。太平洋里的锰结核的储量最多，约17000亿吨，且质量最佳，含金属锰约4000亿吨、镍约160亿吨、铜约88亿吨、钴至少有50亿吨。根据2010年统计的人类一年使用的铜金属量来看，锰结核中的铜可供全人类使用600年。锰、钴、镍可供全人类使用1万年以上。

海底平顶海山上的宝藏——富钴结壳

富钴结壳是在大洋深处的平顶海山上富集的一种金属矿产，是在岩石上生长的一层“壳”状黑色沉积物。它的颜色很黑，最大厚度有20厘米，最薄的仅有几毫米，平均厚度为3厘米～4厘米。富钴结壳一般长在平顶海山的山顶和陡坡处，虽然厚度较薄，但是分布面积很大，一座海山几百、上千平方千米的面积上都是一层富钴结壳，其总量很是可观的。富钴结壳的锰含量也很高，和锰结核差不多，但最主要的是钴含量很高，高达0.6%～1.8%，比锰结核的含钴量高10倍左右。此外，也富含铜、镍和稀土元素。

深海的富钴结壳 中国地质博物馆馆藏

富钴结壳的发现是20世纪50年代海洋地质学家研究海底平顶海山的副产物。北太平洋的深海海底有5000多座海山，多数海山的顶部平圆，山体陡峭，形态像一个圆台。最初的研究者在平顶海山上发现富钴结壳时，并没有把它当作一种矿产资源。直到20世纪70年代，人们才开始认真调查研究富钴结壳的成因。1990年，我国海洋地质学家在西北太平洋的麦哲伦海山区做了深入的调研工作，认识到富钴结壳可分为三种产状：一是板状结壳；二是砾状结壳；三是钴结核。三种产状的富钴结壳所含的金属种类、品位和矿石结构都很相似。

富钴结壳的金属来源和锰结核一样，但形成机制有所不同。其以化学沉积为主，生长在基岩之上，分布在800米到2500米水深的海山、海岛斜坡和海底高原，产状受到海底地形、基岩类型、海水水文和海水化学等多因素的影响。一般说来，富钴结壳都有明显的层状构造，接触基岩的底层是致密块状，中间层相对疏松，接触海水的表层又是致密块状，显示其形成过程具有一致性和阶段性。富钴结壳的生长速度非常缓慢，甚至比锰结核生长的速度还慢，每百万年仅能生长1毫米～2毫米。

锰结核内部生长纹 供图/方念乔

富钴结壳在印度洋、大西洋、太平洋的海山区都有分布，其中西太平洋海山上的富钴结壳质量最高、储量最大。这种矿产都是结壳状的形态，是在基岩上生长的一层薄薄的“壳”，所以开发利用时的技术难度要比锰结核高得多。

全球各大洋的富钴结壳资源调查工作还在进行中。根据现有的资料来看，富钴结壳中钴资源量至少有10亿吨，其中太平洋富钴结壳数量最多，质量最佳，资源储量最大。富钴结壳的钴和镍的储量是全球陆地资源储量的8倍，锰的储量是全球陆地资源储量近10倍，另外还有相当数量的铂和稀土资源。

海底的速成矿产——多金属热液硫化物

1963年，海洋地质学家在红海海底发现了热液硫化物矿床，成因上与大洋扩张有关，这间接证明了大洋中脊可能具有形成同类的矿床。经过十多年的深海调查，1979年在东太平洋洋中脊海山附近发现了高温热液喷口，俗称“黑烟囱”。“黑烟囱”的热液温度在350℃～450℃之间，热液中富含十几种金属硫化物。“黑烟囱”随着热液的喷出不断长大、长高，热液喷出的硫化物在周边的海底堆积起来，这是正在进行着的热液成矿作用。这样的“黑烟囱”成矿的速度很快，几十年至几百年就能形成一片矿产。这是一种前人无法想象的、全新的热液成矿作用。

大洋中脊的热液喷口（黑烟囱）

从20世纪80年代起，这种热液硫化物引起了世界各国的关注，持续不断地在太平洋、印度洋和大西洋开展了深入的调查研究。我国从1993年开始，在西太平洋构造带、印度洋洋中脊等地开展了热液硫化物的深海科考和资源调查工作，发现了46处活动的热液喷口，取得了一系列重要的科研成果。

热液硫化物成矿作用可以分成三种类型：正在形成的矿产（“活着”的“黑烟囱”），已经形成的矿产（“死去”的“黑烟囱”）和未来可能的矿产（将要形成的“黑烟囱”）。海底调查显示，目前全球大洋底已经形成和正在形成的热液硫化物有300多个成矿点，成矿元素包含金、银、铜、钯、锌、钛、钴、镍、锡等。将来，在大洋洋中脊构造影响范围内，还会形成新的热液喷口，形成新的热液硫化物矿产。可以说，海底多金属热液硫化物是一种生生不息的宝藏，非常值得关注。

富钴结壳的三种产状（据 何高文等，2021）

全球的热液硫化物的资源调查工作刚刚开始，还需要一段时间来认识和掌握其成矿规律、成矿特点和资源评价方法。从现有的调查成果来看，不同构造部位的热液硫化物具有不同的成矿特点，有的以金、银、铜成矿为主，有的以铜、铅、锌、钴、镍为主，作为一种矿产资源的储量评价还需要更长的时间。目前，有少数热液硫化物矿区已经完成了资源勘查工作，证明这种矿产具有很高的经济价值。

海底这三种金属矿产主要分布在深海平原、海山和大洋中脊附近，绝大多数都在国际海底区域，属于人类的共有财产。1994年11月，联合国成立了“国际海底管理局”，对国际海底矿产进行统一管理，成员国可以申请海底矿产勘探开发区域，分享应有的权益。2001年至今，国际海底管理局总共批准了30块国际海底矿产开发区域，有22个国家参与，我国共获得了5块区域，其中3块是锰结核开发区域，1块是富钴结壳开发区域，1块是热液硫化物开发区域，总面积有24万平方千米。可以说，我国在海底矿产的勘探调查方面已经走在了世界前列。

在过去的20年里，我国深海矿产勘探和开发技术和装备发展很快，载人深潜器、深海观测系统、无人缆控潜水器、深海通讯系统等已经达到国际先进水平。2005年，完成了1000米水深开采系统的设计；2014年～2018年，海底集矿系统研制和500米水深试验成功；2020年，1000米水深的集矿系统试验成功。照这样的发展势头，我国的深海采矿技术在未来的5～10年内将达到世界领先水平，海底宝藏的开发利用也必将取得突破性的成果。

来源：地球杂志股票开户配资

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