深海采矿时代即将来临
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21世纪是人类开发利用海洋的世纪。深海海域作为人类最后一片未开发区域,蕴藏着丰富的资源,成为世界各国争取海洋权益、发展高新技术、开展国际合作及展示自身实力的重要场所。在海底矿床研究方面处于世界领先地位的加拿大多伦多大学地质学家史蒂文•斯考特认为,人类正在迎接深海采矿时代的到来。他说,人类在海洋地质学和深海技术方面取得的进展,将使2000米以下海底采金或开采其它稀有资源成为现实。斯考特博士在本月召开的美国科学促进会年会上发表了他的看法。
海底热液矿床是近年来颇为引人注目的深海资源,在世界大洋水深数百米至3500米处均有分布。它主要出现在2000米深处的大洋中脊和地层断裂活动带,是具有远景意义的海底多金属矿产资源,主要元素为铜、锌、铁、锰等,另外,银、金、钴、镍、铂等也在一些地区达到工业品位。
目前,世界上已有鹦鹉螺矿业公司和海王星矿业公司在积极地进行开采海底热液矿床可能性的探索。海王星公司正在评估他拥有采矿权的位于新西兰北岛北海岸水域的矿产资源,鹦鹉螺公司和加拿大一家金矿公司正从拥有采矿权的巴布亚新几内亚东海岸俾斯麦海域的沉积物中收集样本。对这些公司来说,最大的问题是海底多金属硫化物的经济潜力。
这些富含硫和金属的海底热液矿床,由分布于世界各地水下火山区域的“黑烟囱”生成。所谓“黑烟囱”,就是当含有矿物质的热水出现在热液口时,与周围的冷水混合迅速变冷,使得许多矿物质硬化,在热液口周围逐渐形成的一种像烟囱一样的结构,这里的“烟”实际上是矿物颗粒形成的浓云。
斯考特博士现担任斯卡夏海洋地理实验室主任,他是第一位研究“黑烟囱”的矿物地质学家,1982年他就开始了对墨西哥海岸外的加利福尼亚海湾2000米以下“黑烟囱”的研究。他认为,经过20多年对由黑烟囱形成沉积物的采矿可能性研究,现在是需要采矿公司突破心理障碍,采取实际行动实施海底采矿的时候了。他说:“20年前,大多数采矿公司根本就听不进这种意见,他们都认为这太难了。但现在已经有一些公司发现,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。”
目前,最深的海底采矿是位于南非附近的钻石矿开采,深度也就几百米。斯考特博士认为,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,正在生产的油井的深度是1500米;而在墨西哥湾,正在钻探2500米深的油井。
斯考特博士说,对于新从事海底采矿的公司,最大的问题是如何运送海底矿石。他认为,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,就能够解决矿石的运送问题。由于上世纪七、八十年代,国际上投入了6亿多美元用于海底锰结核矿开采技术的研发,深海采矿技术得到了很大发展,而且深海机器人已经是成熟的工业技术,广泛使用于海上石油开采和海下搜救中。
斯考特博士当初从事“黑烟囱”研究的目的,主要是因为陆地的金属硫化沉积物与海底非常相似,他将其作为研究陆地沉积物的一种途径。例如在安大略省北部的铜锌矿就是这种形式的矿藏,世界上其他地区还有许多类似矿藏。斯考特博士说:“我们希望通过了解海洋地质,能为我们研究陆地上的沉积物带来一些启发。”
对于海底采矿对环境的影响,斯考特博士认为,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,所以也无须掘洞开采而在海底留下永久性的建筑物;海底采矿也不会触及活跃的黑烟囱,即不会威胁到活跃黑烟囱附近聚集的各种海底生命。他说:“与其他形式的工业生产一样,海底采矿肯定会引发一些环境问题,公众对此给予关注是可以理解的。”
(中国有色金属工业协会)