李江海 宋玨琛 洛怡

摘要：隨著陸地金屬礦產(chǎn)資源的日漸枯竭，深海多金屬硫化物逐漸成為海洋礦產(chǎn)資源勘探的新趨勢。文章介紹了全球主要海底多金屬硫化物礦床的成因及分布特點，闡述了多個國際礦業(yè)公司和國際海洋組織對西南太平洋、大西洋和印度洋海底塊狀多金屬硫化物勘探活動的最新進展。從海底多金屬硫化物的金屬品質(zhì)、深海采礦的法律政策和環(huán)境保護等方面對海底多金屬硫化物的開發(fā)前景進行探討，并提出積極投身國際海底資源開發(fā)規(guī)章制定，進一步細化國內(nèi)法律制度，為深海采礦提供良好的法律制度環(huán)境;提升深海治理能力，增強我國在深海領(lǐng)域的話語權(quán);完善深海技術(shù)裝備體系，提高深海開發(fā)創(chuàng)新能力等建議。

關(guān)鍵詞：多金屬硫化物;深海采礦;西南太平洋;西南印度洋;洋中脊

中圖分類號： P744文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1005-9857（2019）11-0029-09

Research Progress and Prospect of Deep Sea Polymetallic Sulfide Mining

LI Jianghai1，2，3，SONG Juechen1，2，3，LUO Yi1，2，3

（1Key laboratory of Orogenic Belts and Crustal Evolution，Ministry of Education，school of Earth and Space Sciences，Peking University，Beijing 100871，China;2Institude of oil and gas，School of Earth and Space Sciences，Peking University，Beijing 100871，China;3School of Earth and Space Sciences，Peking University，Beijing 100871，China）

Abstract：With the exhaustion of terrestrial metallic mineral resources，deepsea polymetallic sulfide has gradually become a new trend in marine mineral resources exploration.This paper introduced the major global origin and distribution characteristics of ocean polymetallic sulfide deposits，and expounded the latest development of exploration activities of massive polymetallic sulfide deposits in the southwest Pacific Ocean，Atlantic Ocean and Indian Ocean by several international mining companies and ocean organizations.The development prospect of polymetallic sulfides on the seabed was discussed from the aspects of the metal quality of polymetallic sulfides on the seabed，the law and policy of deepsea mining and environmental protection.It is also important for government to participate actively in the formulation of regulations for the development of international seabed resources，further refine the domestic legal system，and provide a good legal system environment for deepsea mining.Additionally，increasing deepsea governance capacity，and improving the deepsea technical equipment system as well as innovation capability are the top priority to enhance China′s voice in the deepsea field.

Key words：Polymetallic sulfide，Deepsea mining，Southwest Pacific，Southwest Indian Ocean，Midocean ridge

0引言

海洋約占地球表面積的71%，存在著巨大的、尚未被人類充分認識和利用的各種礦產(chǎn)資源。20世紀(jì)70年代中期，隨著海底熱液噴口及塊狀硫化物的發(fā)現(xiàn)，人們開始關(guān)注這些富含金、銀、銅、鋅等金屬礦物的塊狀硫化物礦床的潛在經(jīng)濟價值[1]。由于初期深海勘探和開采技術(shù)的落后和預(yù)期的高昂成本，以及70年代諸多陸上礦床的發(fā)現(xiàn)，這些礦床在金屬含量方面完全可以替代海底塊狀硫化物礦床，深海塊狀硫化物的勘探工作逐漸淡出公眾視線[2]。

自20世紀(jì)末，隨著陸上資源的大量消耗和海底資源勘探事業(yè)的發(fā)展，深海開采進入一個新的階段[3- 4]。除海洋油氣資源和海濱礦砂外，海底目前已知有商業(yè)開采價值的還有多金屬結(jié)核、富鈷結(jié)殼和多金屬硫化物等金屬礦產(chǎn)資源。海底多金屬硫化物礦床賦存水深一般在數(shù)十米至3 700 m，大量出現(xiàn)在2 500 m水深附近，相比于陸上礦床而具有更高純度金屬含量的特點，并且這些礦物中富含鉛、鋅、銅、金、銀等金屬[5]，總儲量分別高出陸上相應(yīng)儲量的幾十倍到幾千倍，單個硫化物礦床礦體的資源量高達1 000萬t，資源潛力十分可觀，吸引了各國開展勘探活動[6]。中國大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會在2011年便與國際海底管理局就西南印度洋區(qū)域多金屬硫化物勘探簽署合同;日本于2017年在沖繩縣附近海域成功進行了世界上第一次海底多金屬硫化物開采和提礦的中試。國際上一些深海采礦公司也開始籌備海底多金屬硫化物的商業(yè)開采，如鸚鵡螺礦業(yè)公司（Nautilus Minerals Inc）、海王星礦業(yè)公司（Neptune Minerals）、多拉多海洋資源官方管理公司（Dorado Ocean Resources）等，海底多金屬硫化物商業(yè)開采即將成為現(xiàn)實[7]。因此，一些分析人士預(yù)測，到2030年深海采礦行業(yè)將占到采礦業(yè)總產(chǎn)量的10%[8]。

作為海洋勘探的一個新趨勢，深海采礦依然存在潛在的環(huán)境影響[9]。海洋資源巨大的商業(yè)價值和開采造成的生態(tài)環(huán)境破壞，讓人們開始尋找海底礦產(chǎn)資源可持續(xù)利用的方法和途徑[10-11]。本研究從海底多金屬硫化物的資源分布、開采現(xiàn)狀、法律條例、環(huán)境影響和開采前景等方面對多金屬硫化物的勘探與開發(fā)進行綜述和討論。

1海底多金屬硫化物成因與礦床分布

洋中脊熱液活動是集中發(fā)生在洋中脊及離軸區(qū)內(nèi)的海底熱液活動，具有獨特的熱液系統(tǒng)。在洋中脊熱液系統(tǒng)中，海水和洋殼巖石是熱液系統(tǒng)形成的兩大物源，而熱液流體和熱液產(chǎn)物代表了兩大物源在熱液系統(tǒng)不同區(qū)域和不同階段相互作用后的產(chǎn)物。巖漿沿通道上涌，在海底形成了新的洋殼。冷海水從洋殼斷裂或微裂隙中向下滲透，下滲過程中被巖漿等熱源加熱，從圍巖中淋濾出銅、鐵、鋅等金屬元素，隨后又沿裂隙上升從海底噴出，形成煙囪體結(jié)構(gòu)（即黑煙囪）和熱液羽狀流，冷卻后在海底及其淺部通道內(nèi)堆積了硫化物的顆粒，形成多種具有重要經(jīng)濟價值的金屬礦產(chǎn)。

海底多金屬硫化物形成于熱液噴口地區(qū)，由海底熱液產(chǎn)物堆積而成。前人對全球熱液硫化物區(qū)的研究揭示了3種完全不同的礦化類型：①形成于高溫集中噴溢熱液流體的塊狀硫化物丘體（如大西洋TAG熱液區(qū)）;②來自低溫彌散流的FeMn羥基氧化物和硅酸鹽的堆積體;③來自熱液羽狀流的細小顆粒沉淀物。其中，塊狀硫化物堆積體只占所有被搬運到海底的可溶性成礦物質(zhì)的一小部分，而搬運來的大部分物質(zhì)通過浮力和非浮力羽狀流擴散到了洋脊的側(cè)翼[12]。

幾乎所有已發(fā)現(xiàn)的海底多金屬硫化物礦床都位于板塊邊界的大洋中脊和溝-弧-盆體系，這些地區(qū)的巖漿活動、地震活動、熱液活動之間都有很強的時空關(guān)系[13]。全球57%的海底多金屬硫化物礦床發(fā)育在大洋中脊附近，另有19%發(fā)育在弧后盆地、21%發(fā)育在火山弧[1]，主要分布在東太平洋海隆、東南太平洋海隆和東北太平洋海隆[13-16]，已知大西洋中脊也有一些礦床，但在印度洋洋中脊附近發(fā)現(xiàn)的熱液硫化物礦點較少[17]。大西洋中脊和印度洋中脊的已知硫化物礦床較少，主要原因是在這些地區(qū)內(nèi)進行的勘探活動有限。根據(jù)國際大洋中脊協(xié)會InterRidge數(shù)據(jù)，截至2018年，全球發(fā)現(xiàn)熱液噴口區(qū)共計705處，其中探明的活動性噴口區(qū)297處，推測的活動性噴口區(qū)354處，以及無活動性噴口區(qū)54處[18]。

雖然發(fā)現(xiàn)了大量海底塊狀多金屬硫化物礦床，但是這些礦床無論是分布位置、規(guī)模還是礦石的金屬含量都存在較大差別，不同構(gòu)造環(huán)境下發(fā)育的多金屬硫化物礦床規(guī)模不一樣[19]。由于硫化物中金屬含量的高度變化，并不是所有的硫化物區(qū)都具有經(jīng)濟價值。如沿東太平洋海隆及大西洋中脊分布的一些硫化物區(qū)，由于多為富鐵硫化物而不具有經(jīng)濟價值。Petersen[20] 統(tǒng)計了不同構(gòu)造背景下的多金屬硫化物的Au、Ag、Cu、Zn、Pb等含量，發(fā)現(xiàn)洋中脊多金屬硫化物的Au和Ag的平均含量明顯低于弧后盆地及火山弧等構(gòu)造環(huán)境，Cu和Zn的含量與其他構(gòu)造環(huán)境相當(dāng)，而Pb的含量又明顯較低。

2全球海底多金屬硫化物開采技術(shù)與開發(fā)現(xiàn)狀

正是由于海底多金屬硫化物具有巨大的潛在資源價值，盡管目前對于海底多金屬硫化物的開采還存在技術(shù)可行性及經(jīng)濟性、環(huán)境影響和相關(guān)法律政策等諸多的未確定因素，一些國際大型礦業(yè)公司和國家已投入到海底多金屬硫化物的商業(yè)化開發(fā)活動中[11，21-22]。

21加拿大

加拿大鸚鵡螺礦業(yè)公司作為深海采礦的先驅(qū)，較早地進行了深海礦產(chǎn)資源開發(fā)戰(zhàn)略布局。在1997年鸚鵡螺礦業(yè)公司便獲得了在巴布亞新幾內(nèi)亞（PNG）專屬經(jīng)濟區(qū)內(nèi)開展多金屬硫化物礦床勘探的執(zhí)照，在該國以北約50 km的俾斯麥海16 km深處進行開采，成為世界上深海底礦產(chǎn)資源商業(yè)開發(fā)的“第一人”[3，23]。經(jīng)過將近10年的勘探籌備工作，鸚鵡螺公司在2007年3月啟動了世界上最大的高品位多金屬硫化物系統(tǒng)商業(yè)勘探計劃——Solwara項目，該項目位于巴布亞新幾內(nèi)亞專屬經(jīng)濟區(qū)俾斯麥海和所羅門海內(nèi)，所涉及的勘探開發(fā)項目包括海洋環(huán)境研究、礦床資源評估鉆探、多金屬硫化物礦石取樣等，其中最具經(jīng)濟價值的礦床位于俾斯麥海的一處海底噴溢口附近，該礦床被命名為“Solwara 1”。根據(jù)鸚鵡螺礦業(yè)公司勘探數(shù)據(jù)顯示，Solwara 1礦床位于水下約1 600 m，為一大型塊狀硫化物礦床，大約可生產(chǎn)130萬t銅和金的混合金屬，銅品位為75%，金品位遠遠超過20 gt [24]。到目前為止，Solwara項目開展近20年，涵蓋設(shè)計、船運和制造、冶金，但迄今為止仍未能進行海試。此外，在2008年鸚鵡螺礦業(yè)湯加公司在湯加海域開展了首個深海商業(yè)海底礦產(chǎn)資源勘探項目，已查明了19個富有遠景的多金屬硫化物礦點，其中8處位于西南太平洋勞盆地（Lau Basin）東北部，另外11處位于湯加塔普附近的Valu Fa脊附近。

根據(jù)對大量樣品的力學(xué)性能測試，多金屬硫化物的斷裂性能類似于煤，韌性和塑性類似于鹽和碳酸鉀，鸚鵡螺礦業(yè)公司根據(jù)陸上采煤技術(shù)提出了管道提升式海底多金屬硫化物采礦系統(tǒng)，該系統(tǒng)由采礦支撐船、海底采礦車和管道提升系統(tǒng)組成（圖1），并制造了海底采礦設(shè)備，如水下輔助切割車（Auxiliary Cutter）、散裝切割車（Bulk Cutter） 和集礦車（Collecting Machine）等。開采技術(shù)原理是首先通過采礦船下放主采礦車、輔助切割車和集礦車到海底，由采礦車負責(zé)破碎海底礦物，然后集礦車對破碎后的海底礦物進行收集，收集到的礦物從集礦車頂部出口通過泵送系統(tǒng)經(jīng)過提升管道泵送至采礦船。在采礦船上的后處理裝置中對礦物進行提純，提純后的廢物由排入海底回填。

22日本

日本一直致力于深海礦產(chǎn)資源的開發(fā)與研究，尤其是海底多金屬硫化物的開采。在過去的幾年里，日本在島縣周圍海域發(fā)現(xiàn)了6處礦藏，均位于日本專屬經(jīng)濟區(qū)內(nèi)。2017年9月，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)?。∕ETI）和日本金屬國家公司（JOGMEC）在沖繩縣附近海域進行了世界上第一次海底多金屬硫化物開采和提礦的中試，并取得了成功。在這次試驗中，METI和JOGMEC使用其自主研發(fā)的三菱挖掘與集礦試驗機成功地挖掘出位于海平面以下約1 600 m的海底多金屬硫化物，并通過潛水泵將其與海水一起收集和提升到集礦支撐船上。目前，日本主要采用由日本學(xué)者Tetsuo Yamazaki提出水深700～1 600 m，可在海底半徑250 m范圍內(nèi)采集多金屬硫化物的采礦方案[25]，該方案由半潛式平臺、垂直管道、水力旋流器、軟管和集礦機等組成。日本還在研制流體挖掘式采礦實驗系統(tǒng)，水深可達5 250 m，采礦能力可達日產(chǎn)1萬t。

23其他國家

澳大利亞公司海王星礦業(yè)也在西南太平洋區(qū)域申請并獲得了約175萬km2的多金屬硫化物礦區(qū)的勘探執(zhí)照，涉及日本、巴布亞新幾內(nèi)亞、所羅門群島、瓦努阿圖、斐濟、湯加和新西蘭等國家的專屬經(jīng)濟區(qū)。美國伍茲霍爾海洋研究所研制成功大深度自治潛水器ABE，該潛水機器人在2007年為我國科學(xué)家首次在西南印度洋中脊發(fā)現(xiàn)海底熱液活動區(qū)，并對噴口進行了精確定位。

3海底多金屬硫化物開采前景

在過去的幾年里，深海采礦技術(shù)取得了巨大的進步[26-28]。就勘探和開采方式而言，深海采礦業(yè)與近岸采礦業(yè)相似，隨著動力定位、海底地形成圖，攝像技術(shù)，遙控潛水器的運用，多金屬硫化物的開采可以在非常深的水域進行作業(yè)[29-33]。

根據(jù)《聯(lián)合國海洋法公約》，全球大部分的海底塊狀硫化物礦床都位于國際海底管理局直接管理的國際海底區(qū)域內(nèi)，不屬于任何國家經(jīng)濟專屬區(qū)。因此，在慢速和超慢速擴張洋中脊上發(fā)現(xiàn)的大型硫化物礦床引起了許多國家的興趣。例如，位于10°N—20°N的慢速擴張大西洋中脊，經(jīng)由俄羅斯科學(xué)家系統(tǒng)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了多個活動和非活動熱液區(qū)，其中部分熱液礦床與長期存在的大洋核雜巖有關(guān)，與極具經(jīng)濟前景的西南太平洋硫化物礦床相比，這些礦床也具有較高的Au和Cu等金屬含量[34]。目前發(fā)現(xiàn)海底熱液區(qū)和異常區(qū)700余個，其中具有硫化物資源效應(yīng)的熱液區(qū)達100余個。按照熱通量平衡理論[35]，預(yù)測全球熱液區(qū)數(shù)量應(yīng)達到1 000個左右。如果按上述比例估算，全球具有硫化物資源意義的熱液區(qū)的總量應(yīng)在330個左右，目前資源量在百萬噸以上的熱液區(qū)有13處（表1）。鑒于洋中脊的調(diào)查程度約為10%，而現(xiàn)在已調(diào)查區(qū)域被認為是成礦相對有利的地段，因此余下90%洋脊的找礦前景應(yīng)更低一些，在保守估算（50%）的情況下，初步預(yù)測全球洋脊熱液區(qū)為1 500處，其中有資源效應(yīng)的多金屬硫化物產(chǎn)地500余處，超過100萬t資源量的產(chǎn)地約40處。

海底多金屬硫化物礦床相比于陸上硫化物礦床有較高品位的金屬含量而具有較大的開采價值。表2是Slowara 礦區(qū)內(nèi)部分工區(qū)的金屬品位與陸地上的日本黑礦（Kurokotype）和加拿大Noranda地區(qū)兩個典型硫化礦的礦藏價值比較，可以看出總體上盡管海底硫化物礦床規(guī)模較小、開采流程較為復(fù)雜，但是它所蘊含的高品位銅、鋅、銀和金含量使其具有更高的商業(yè)開采價值[23，36]。

海底多金屬硫化物礦床往往上覆松散的沉積物或直接暴露于海底，并且受海底斷裂控制，與陸上硫化物礦床相比，具有礦床結(jié)構(gòu)簡單，垂向厚度小，高品位礦石集中的特點。除去開采環(huán)境限制，海底多金屬硫化物礦床是進行Cu、Zn、Au、Ag等金屬商業(yè)開發(fā)的最佳選擇。值得注意的是，幾年來銅、鋅、金、銀等金屬價格已經(jīng)上漲了數(shù)倍[38]，并且這樣的上漲形勢還將持續(xù)很長一段時間，這大大刺激了深海采礦事業(yè)的發(fā)展，使得越來越多的礦業(yè)公司開始介入海底多金屬硫化物的勘探與商業(yè)開發(fā)[39]。

4海底多金屬硫化物開發(fā)的可行性

深海礦產(chǎn)資源的開發(fā)涉及對海洋權(quán)益的爭奪和海洋大國間的政治博弈。國際海底區(qū)域（簡稱《區(qū)域》）的制度核心是資源開發(fā)制度，《聯(lián)合國海洋法公約》（簡稱“公約”）確立的國際海底制度是基于當(dāng)時的世界政治形勢以及對國際金屬市場前景的預(yù)測，是世界各國經(jīng)過長期談判達成的協(xié)議。

目前國際上對于海底多金屬硫化物的試采工作局限在沿海國領(lǐng)海外的專屬經(jīng)濟區(qū)內(nèi)。根據(jù)《公約》確立的法律制度，沿海國在其專屬經(jīng)濟區(qū)有勘探和開發(fā)、養(yǎng)護和管理海床和底土以及上覆水域的自然資源的主權(quán)權(quán)利。而對于“區(qū)域”內(nèi)的多金屬硫化物礦床的勘探與開發(fā)，各國必須按照與國際海底管理局簽訂的合同來實施，并且服從海管局的規(guī)章和程序。截至2018年9月，共有7份多金屬硫化物勘探合同已經(jīng)簽署，勘探區(qū)位置包括大西洋中脊和印度洋中脊，涉及的國家有中國、俄羅斯、韓國等[39-40]。我國大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會自2011年與國際海底管理局簽訂了面積1萬km2，為期15年的西南印度洋中脊海底多金屬硫化物礦區(qū)勘探合同以來，已進行了6個航次的勘探考察[41]。作為第一個與國際海底管理局在全球國際海域簽訂多金屬硫化物勘探合同的國家，我國依靠自主研發(fā)的4 500米級深海資源自主勘查系統(tǒng)“潛龍二號”、中深孔巖心鉆機和電法探測儀等設(shè)備，現(xiàn)已躋身全球多金屬硫化物勘探前列[42-45]。

隨著海底多金屬硫化物采礦事業(yè)的發(fā)展，采礦過程中所產(chǎn)生的環(huán)境問題也越來越尖銳[46-47]。海底多金屬硫化物開采對環(huán)境的破壞有多個方面，如采礦器械在海底進行礦物采集時，會嚴(yán)重破壞海地表面達數(shù)米，并產(chǎn)生巨大的漩渦，這將對熱液噴口附近的生物群落造成滅頂之災(zāi)[48];當(dāng)將礦石從海底提升到水面裝船時，不可避免地將大量的泥漿帶入到海洋表面，使一些金屬離子進入海洋中造成污染。近年來，包括中國在內(nèi)的不少國家就深海采礦對環(huán)境的影響開展了大量的研究[49-50]，聯(lián)合國海底管理局的有關(guān)規(guī)章準(zhǔn)則亦正在討論制定中。一些觀點認為，可以通過各種努力將深海采礦對環(huán)境的影響限制在可接受的程度，也有一些學(xué)者認為深海采礦對環(huán)境的影響實際上小于陸地采礦對環(huán)境的影響。綠色和平組織（Greenpeace）則對深海開采報以抵制的態(tài)度，正在尋求國際禁令，禁止海底采礦[8]。作為管理者，國際海底管理局有責(zé)任保護海洋環(huán)境使之不受到采礦的有害影響，以及必須發(fā)展環(huán)境規(guī)章，確保在勘探與開發(fā)活動時對海底和水體采取必要的保護環(huán)境措施，并樹立可持續(xù)發(fā)展的理念，讓每一個開采者減少、緩和以及盡可能地防止對廣闊生態(tài)系統(tǒng)和生境的有害影響和污染[51]。

我國是目前在國際海底區(qū)域擁有最多具有資源專屬勘探權(quán)和優(yōu)先采礦權(quán)的國家，為下一步實質(zhì)性開發(fā)深海礦產(chǎn)資源奠定了堅實的基礎(chǔ)。綜合分析結(jié)果，在未來10年內(nèi)，我國進行商業(yè)化開發(fā)深海礦產(chǎn)資源的可行性較低，在國際上其他發(fā)達國家已具備開發(fā)能力的背景下，我國應(yīng)加快深海礦產(chǎn)資源開發(fā)布局，利用空檔期，做好相應(yīng)的技術(shù)儲備和保障準(zhǔn)備工作，特提出以下建議。

（1）積極投身國際海底資源開發(fā)規(guī)章制定，進一步細化國內(nèi)法律制度，為深海采礦提供良好法律制度環(huán)境。鑒于國際海底礦產(chǎn)資源開發(fā)規(guī)章仍在制定當(dāng)中，我國應(yīng)加強與國際海底管理局的密切聯(lián)系，加大深海國際法規(guī)的研究，對開發(fā)規(guī)章草案提出建設(shè)性意見;針對《中華人民共和國深海海底區(qū)域資源勘探開發(fā)法》中的模糊性問題出臺更為詳細和具有操作性的實施辦法及配套政策，為深海采礦提供良好制度環(huán)境。

（2）提升深海治理能力，增強我國在深海領(lǐng)域話語權(quán)。積極培育國內(nèi)涉深海的社會組織，充分發(fā)揮研究機構(gòu)、智庫、公司等不同力量的優(yōu)勢，鼓勵各方在不同的國際場合積極發(fā)聲，闡明中國參與國際海底資源開發(fā)和保護的理念，各方相互配合形成合力，共同維護我國和廣大發(fā)展中國家的深海權(quán)益。加強深?；A(chǔ)科學(xué)研究提升國家對深海的認知，利用科學(xué)數(shù)據(jù)支撐深海關(guān)鍵領(lǐng)域，如采礦環(huán)境保護等方面國際規(guī)則的制定。

（3）完善深海技術(shù)裝備體系，提高深海開發(fā)創(chuàng)新能力。繼續(xù)加強深海運載和勘查裝備的配套技術(shù)研發(fā)，提高深?？碧疆a(chǎn)品的穩(wěn)定性和適應(yīng)性，加快開采和加工裝備的技術(shù)創(chuàng)新，全面保障深海礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)各個環(huán)節(jié)的穩(wěn)定運行。構(gòu)建以企業(yè)為主體的創(chuàng)新主體，避免深?？蒲袡C構(gòu)“單兵作戰(zhàn)”，出臺相關(guān)政策形成創(chuàng)新合力;建立深海裝備技術(shù)共管、共享平臺，促進國內(nèi)深海技術(shù)集成創(chuàng)新。通過大力發(fā)展深?？碧胶烷_發(fā)技術(shù)，降低未來深海采礦的成本，密切關(guān)注國際礦產(chǎn)品市場動態(tài)，預(yù)研預(yù)判評估深海采礦的成本收益，做好未來深海礦產(chǎn)資源商業(yè)化開發(fā)的遠景規(guī)劃和實施方案。同時，大力發(fā)展深海采礦環(huán)保技術(shù)和生態(tài)修復(fù)技術(shù)，為環(huán)境友好型深海采礦產(chǎn)業(yè)奠定基礎(chǔ)。

5結(jié)論

（1）海底多金屬硫化物形成于熱液噴口地區(qū)，由海底熱液產(chǎn)物堆積而成，賦存水深一般在數(shù)十米至3 700 m，大量出現(xiàn)在2 500 m水深附近，與海底構(gòu)造活動具有很強的時空關(guān)系。海底多金屬硫化物以其較高的資源量和商業(yè)價值，成為目前海底金屬礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)的新趨勢。

（2） 海底多金屬硫化物以其高品位金屬含量受到越來越多的國家關(guān)注。目前僅日本在沖繩縣附近海域成功進行了世界上第一次海底多金屬硫化物開采和提礦的中試，加拿大鸚鵡螺礦業(yè)公司正在巴布亞新幾內(nèi)亞專屬經(jīng)濟區(qū)內(nèi)進行商業(yè)勘探活動及開采準(zhǔn)備。中國和韓國等國家在國際海域內(nèi)多金屬硫化物的勘探活動，主要集中在大西洋中脊和印度洋中脊附近。

（3）海底多金屬硫化物礦床相對于陸上硫化物礦床開采環(huán)境相對惡劣，技術(shù)要求嚴(yán)格，開采成本高。國際上都在關(guān)注著鸚鵡螺礦業(yè)公司的Solwara 1項目是否能夠成功投產(chǎn)，如果該項目成功，則會改變?nèi)虻暮５锥嘟饘倭蚧镩_采模式。

（4）目前國際上對于海底多金屬硫化物的試驗開采，都位于國家近海的專屬經(jīng)濟區(qū)，關(guān)于該區(qū)域的開發(fā)遵循《公約》確立的法律制度，但該法律條例并不是對所有國家起到約束力，多金屬硫化物開采的合法性仍存在著諸多不確定因素。我國作為第一個與國際海底管理局在全球國際海域簽訂多金屬硫化物勘探合同的國家，在海底多金屬硫化物的勘探和開發(fā)方面發(fā)揮著越來越重要的角色。

（5）海底多金屬硫化物開采過程中產(chǎn)生的環(huán)境問題也越來越嚴(yán)重，環(huán)境保護嚴(yán)格限制著深海采礦的實施，對于海底多金屬硫化物的開采可以先從不活動的熱液噴口試采，努力將深海采礦對環(huán)境的影響限制在可接受的程度，減少因為開采所帶來的環(huán)境污染。

參考文獻

[1]HANNINGTON M，JAMIESON J，MONECKE T，et al.The abundance of seafloor massive sulfide deposits[J].Geology，2011，39（12）：1155-1158.

[2]吳世迎.海底熱液硫化物資源研究現(xiàn)狀與展望[J].科學(xué)對社會的影響，2002 （1）：27-31.

[3]CROWHURST P，LOWE J.Exploration and resource drilling of seafloor massive sulfide （SMS） deposits in the Bismarck Sea，Papua New Guinea[C] Exploration and resource drilling of seafloor massive sulfide （SMS） deposits in the Bismarck Sea，Papua New Guinea.Oceans.2011，1-6.

[4]LIU S，JIANHUA H U，ZHANG R，et al.Development of Mining Technology and Equipment for Seafloor Massive Sulfide Deposits[J].Chinese Journal of Mechanical Engineering，2016，29（5）：863-870.

[5]WEBBER A P，ROBERTS S，MURTON B J，et al.The formation of goldrich seafloor sulfide deposits：Evidence from the Beebe Hydrothermal Vent Field，Cayman Trough[J].Geochemistry Geophysics Geosystems，2017，18（6）：2011-2027.

[6]劉永剛，姚會強，于淼，等.國際海底礦產(chǎn)資源勘查與研究進展[J].海洋信息，2014 （3）：10-16.

[7]PIRAJNO F.Hydrothermal Processes and Mineral Systems[J].Economic Geology，2009，104（4）：597-601.

[8]COLES I R.Deep Sea MiningCurrent Status and Future Potential[J].Mining World，2017（6）：1-4.

[9]HEIN J R，MIZELL K，KOSCHINSKY A，et al.Deepocean mineral deposits as a source of critical metals for highand greentechnology applications：Comparison with landbased resources[J].Ore Geology Reviews，2013，51（2）：1-14.

[10]董冰潔.我國海洋多金屬礦產(chǎn)資源研究現(xiàn)狀及戰(zhàn)略性開發(fā)前景[J].世界有色金屬，2016 （12）：168-169.

[11]趙羿羽，曾曉光，郎舒妍.深海采礦環(huán)境影響不容忽視[J].船舶物資與市場，2017 （1）：57-59.

[12]GERMAN C R，JR W E S.8.7Hydrothermal Processes[J].Treatise on Geochemistry，2004（6）：191-233.

[13]BAKER E T，GERMAN C R.On the Global Distribution of Hydrothermal Vent Fields[M].Washington：American Geophysical Union，2004.

[14]BEAULIEU S E，BAKER E T，GERMAN C R.On the global distribution of hydrothermal vent fields：One decade later[C] On the global distribution of hydrothermal vent fields：One decade later.AGU Fall Meeting，2012.

[15]SPRENGEL C，BAUMANN K H，HENDERIKS J，et al.Modern coccolithophore and carbonate sedimentation along a productivity gradient in the Canary Islands region：seasonal export production and surface accumulation rates[J].Deep Sea Research Part II Topical Studies in Oceanography，2002，49（17）：3577-3598.

[16]YAMASAKI T.The Role of Bimodal Magmatism in Seafloor Massive Sulfide （SMS） Oreforming Systems at the Middle Okinawa Trough，Japan[J].Ocean Science Journal，2018，53（2）：413-436.

[17]景春雷，鄭彥鵬，劉保華，等.海底熱液多金屬硫化物分布及控礦因素[J].海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，2013（1）：57-64.

[18]BEAULIEU，S.E.，SZAFRANSKI，K.InterRidge Global Database of Active Submarine Hydrothermal Vent Fields，Version 3.4.[EBOL].（2016-10-13 ）[2019-03-25]http：ventsdata.interridge.org.

[19]PURCELL M，GALLO D，SHERRELL A，et al.Use of REMUS 6000 AUVs in the search for the Air France Flight 447[C] Use of REMUS 6000 AUVs in the search for the Air France Flight 447.Oceans.2011，1-7.

[20]PETERSEN S .Massive sulphidesresources from the deep sea.[J].Geomar，2016，（12）：1-14.

[21]戴瑜，劉少軍，李流軍，等.Nautilus礦業(yè)公司在海底塊狀硫化物勘探中采用的取樣技術(shù)與裝備[J].海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，2008，28（4）：141-146.

[22]鄔長斌，劉少軍，戴瑜.海底多金屬硫化物開發(fā)動態(tài)與前景分析[J].海洋通報，2008，27（6）：101-109.

[23]SIZER L.Nautilus Identifies Second Seabed Target[J].Australia′s Paydirt，2011，1（181）：1556-1570.

[24]Nautilus Minerals Inc.SMS Information[EBOL].（2019-01-13 ）[2019-02-25].http：www.nautilusminerals.com.

[25]ATKINSON A，CLARKE D R，WEBB S J.Mapping residual stress using optical microprobe in alumina films formed by thermal oxidation of NiAI[J].Materials Science and Technology，2013，14（6）：531-534.

[26]FAIRLEY P.Robot miners of the briny deep[J].Spectrum IEEE，2016，53（1）：44-47.

[27]LIU S，HU J，ZHANG R，et al.Development of mining technology and equipment for seafloor massive sulfide deposits[J].Chinese Journal of Mechanical Engineering，2016，29（5）：863-870.

[28]SPAGNOLI G，MIEDEMA S A，HERRMANN C，et al.Preliminary Design of a Trench Cutter System for DeepSea Mining Applications Under Hyperbaric Conditions[J].IEEE Journal of Oceanic Engineering，2016，41（4）：930-943.

[29]ASAKAWA E，MURAKAMI F，TSUKAHARA H，et al.Development of vertical cable seismic （VCS） system for seafloor massive sulfide （SMS）[C] Development of vertical cable seismic （VCS） system for seafloor massive sulfide （SMS）.Oceans.2015：1-7.

[30]ASAKAWA E，MURAKAMI F，TSUKAHARA H，et al.New marine seismic survey techniques for seafloor massive sulphide （SMS） exploration[C] New marine seismic survey techniques for seafloor massive sulphide （SMS） exploration.TechnoOcean.2016：134-139.

[31]杜新光，官良清，周偉新.深海采礦發(fā)展現(xiàn)狀及我國深海采礦船需求分析[J].海峽科學(xué)，2016（12）：62-67.

[32]劉少軍，劉暢，戴瑜.深海采礦裝備研發(fā)的現(xiàn)狀與進展[J].機械工程學(xué)報，2014，50（2）：8-18.

[33]趙羿羽，曾曉光，郎舒妍.深海采礦系統(tǒng)現(xiàn)狀及展望[J].船舶物資與市場，2016（6）：39-41.

[34]CHERKASHOV G，POROSHINA I，STEPANOVA T，et al.Seafloor Massive Sulfides from the Northern Equatorial MidAtlantic Ridge：New Discoveries and Perspectives[J].Marine Georesources & Geotechnology，2010，28（3）：222-239.

[35]DAI B Z，ZHAO K D，JIANG S Y .Modern seafloor hydrothermal activity and genesis of massive sulfide deposits：An overview[J].Bulletin of Mineralogy Petrology & Geochemistry，2004，23（3）：246-254.

[36]LIAGHAT S，MACLEAN H.Lithogeochemistry of altered rocks at the New Insco VMS deposit，Noranda，Quebec[J].Journal of Geochemical Exploration，1995，52（3）：333-350.

[37]Nautilus Minerals Inc.Exploration Programs 2009[R].2018.

[38]童國慶.深海采礦可能帶來新的淘金熱[J].海洋世界，2016 （8）：68-71.

[39]邵珂，陳建平，任夢依.印度洋中脊多金屬硫化物礦產(chǎn)資源定量預(yù)測與評價[J].海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，2015，35（5）：125-133.

[40]方捷，孫靜雯，徐宏慶，等.北大西洋中脊海底多金屬硫化物資源預(yù)測[J].地球科學(xué)進展，2015，30（1）：60-68.

[41]陶春輝.中國大洋中脊多金屬硫化物資源調(diào)查現(xiàn)狀與前景[C] 中國大洋中脊多金屬硫化物資源調(diào)查現(xiàn)狀與前景.中國地球物理學(xué)會年會，2011.

[42]汪建軍，陶春輝，王華軍，等.海底多金屬硫化物自然電位觀測方式研究[J].海洋學(xué)報，2018 （1）：57-67.

[43]王榮耀，高宇清，臧龍，等.海底鉆機沖擊回轉(zhuǎn)鉆進取芯方法研究與實踐[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2016 （11）：99-102.

[44]吳濤.西南印度洋脊熱液硫化物區(qū)近底磁法研究[D].吉林：吉林大學(xué)，2017.

[45]朱偉亞，萬步炎，黃筱軍，等.深海底中深孔巖芯取樣鉆機的研制[J].中國工程機械學(xué)報，2016，14（1）：38-43.

[46]王春生，周懷陽，倪建宇.深海采礦環(huán)境影響研究：進展、問題與展望[J].海洋學(xué)研究，2003，21（1）：56-65.

[47]徐慧.深海采礦將威脅海洋生態(tài)環(huán)境[J].資源環(huán)境與工程，2015 （1）：108.

[48]BOSCHEN R E，ROWDEN A A，CLARK M R，et al.Mining of deepsea seafloor massive sulfides：A review of the deposits，their benthic communities，impacts from mining，regulatory frameworks and management strategies[J].Ocean & Coastal Management，2013，84（6）：54-67.

[49]HOAGLAND P，BEAULIEU S，TIVEY M A，et al.Deepsea mining of seafloor massive sulfides[J].Marine Policy，2010，34（3）：728-732.

[50]SHARMA R.Deep-Sea Mining：Economic，Technical，Technological，and Environmental Considerations for Sustainable Development[J].Martechnolsocj，2011，45（45）：28-41.

[51]朱永靈.關(guān)于中國國際海底區(qū)域礦區(qū)采礦的思考[J].海洋開發(fā)與管理，2017，34（8）：109-112.