09.04 陆上镍储量的1000倍,钴储量的5000倍,海底矿产储量十分丰富

海底矿产资源较为丰富,包括石油与天然气、磷钙土、热液硫化物、富钴结壳、多金属结核以及未来的新能源天然气水合物等。据全球矿产财富初步评估,

海底这些矿产资源的价值达数万亿美元。但在目前阶段,除石油和天然气开采较为成熟外,国际社会关注较多的主要是深海多金属结核多金属硫化物(即深海热泉附近形成的“深海块状硫化物”)和覆盖在海底山上的富钴铁锰结壳

一、深海矿产资源种类

(1)多金属结核

多金属(锰)结核是一种凸凹不平、土豆大小的球体,悬浮在极深海底的淤泥里。这些结核是经过千百万年的时间,从海水中析出,沉积在4000~6000米深的广袤的深海平原上。其首先在东太平洋一个名为克拉里昂-克利珀顿(CC区)的勘探区带被发现,这个区域具有极高的商业价值。据估计,其蕴藏的镍、钴和锰超过已知所有陆地储量的总和。麻省理工学院最近进行的一份成本效益分析发现,开采这些多金属结核有利可图,每年能够带来高达22亿美元的收入。

(2)多金属硫化物

多金属硫化物是通过热液活动形成的,即地壳中排出的热水与冷水相激,形成含有铁、银和金等金属的热液堆积体。这些喷口看起来就像烟囱,几乎都位于太平洋和大西洋深海陡峭的半活跃火山顶部。

(3)富钴结壳

富钴结壳又称钴结壳、铁锰结壳,且含有稀土,因其钴含量是多金属结核的3倍左右,因而被称为富钴结壳。富钴结壳在水下火山被发现,大多数在太平洋400-7000米的深海。根据相关勘探数据统计,太平洋底分布的富钴结壳资源最广泛,从地貌类型来看,海山区最有利于高钴品味结壳的产出,且结壳质量最好。

二、深海矿产资源分布情况

据统计,世界海洋矿产资源(多金属硫化物、多金属结核、富钴结壳、稀土)主要集中在太平洋、大西洋和印度洋区域

具体而言,多金属结核主要分布在中生代或年轻的深海盆地表层,包括太平洋和印度洋。目前世界上主要有四块具有开采价值的区域,分别为东北太平洋的克拉里昂-克利珀顿断裂区(即 CC 区)、南太平洋的彭林盆地、东南太平洋的秘鲁盆地以及北印度洋中心,其中 CC 区是公认的结核最富集且潜在经济价值最高的海区。

富钴结壳分布在太平洋、大西洋和印度洋,其中太平洋是主要分布区域,西太平洋和中太平洋海山区又是太平洋水域中的重点分布区。最具开采潜力的结壳矿址位于赤道附近的中太平洋地区,尤其集中在马绍尔群岛、夏威夷群岛以及中太平洋底的海山附近。

多金属硫化物主要分布在太平洋、大西洋和印度洋,太平洋是主分布区,主要集中在东太平洋洋隆、西太平洋火山弧和西南太平洋火山弧。大西洋的多金属硫化物主要分布在赤道以北的大西洋中脊;印度洋的多金属硫化物主要分布在印度洋洋脊三联点附近。

陆上镍储量的1000倍,钴储量的5000倍,海底矿产储量十分丰富

海底主要矿产资源分布图

三、深海矿产资源开采市场规模估算

深海底极为丰富的金属矿产如富含铜、镍、钴、锰的多金属结核、富钴结壳、含金、银、铅、锌的热液硫化物等。据统计,世界洋底的锰结核总量约3万多亿吨,其中太平洋底最多,约1.7万亿吨,含锰4000亿吨、镍164亿吨、铜88亿吨、钴58亿吨。这些储量相当于目前陆地锰储量的400多倍,镍储量的1000多倍,铜储量的88倍,钴储量的5000多倍。按现在世界年消耗量计,这些矿产够人类消费数千甚至数万年。更重要的是这种卵状矿物还在不断生长。太平洋底的锰结核以每年1000万吨左右的速度生长,一年的产量就可供全世界用上几年。

仅就太平洋海域而言,据梅洛和梅纳德估计;其蕴藏量达16000多亿吨,约含锰2000多亿吨,铜50多亿吨,镍90多亿吨,钴30亿吨,相当于陆地矿山中储有铜的50倍,锰的200倍,镍的600倍,钴的3000倍。如果考虑到大洋锰结核矿如此大的储量,而且还在继续增长,可以毫不夸张地说,深海大洋锰结核矿是人类“用之不竭的资源”。

此外,根据相关学者的经济性分析,对中国位于东太平洋的7.5万平方公里的多金属结核资源专属区的经济价值进行评估,目前控制干结核量、锰、铜、镍和钴的资源量分别为4.2亿吨、11175.52万吨、406.4万吨、514.42万吨、98.49万吨,可形成年产300万吨干结核、开采周期20年的深海产业;据初步测算,投资该规模的产业总资本为14亿~19亿美元,回收期7~12年,可获利润40亿~50亿美元。商业开发海底硫化物矿床的可行性研究结论是,在2000m水深的海底年产200万吨硫化物矿石,开采期为10年,技术上可行,经济上有利,投资与年作业业务费用低于许多陆地的地下矿井开采。

(1)多金属结核

据初步估计,分布于水深4000~6000米海底、富含铜、镍、钴、锰等的多金属结核达700亿吨,折合铜、镍、钴、锰金属量20多亿吨。我国已获得的太平洋克拉里昂-克利帕顿(Clarion-Clipperton)多金属结核和西南印度洋多金属硫化物两个矿区,经粗略推算就可满足我国数十年的锰、镍、铜、钴等矿产资源需求。随着陆地矿产资源日益短缺,这使得海底矿产资源的开采越来越具有必要性和经济性,尤其是我国金属矿产资源的对外依存度又比较高,供需缺口已经对我国经济发展形成严重制约。因此,海洋矿产资源的开发对我国国民经济发展具有深远的战略意义。

多金属结核主要分布在中北太平洋克拉里恩一克里帕顿区(CC区)、秘鲁盆地、彭林盆地、中北印度洋等区域,其中CC区是结核最为富集和潜在经济价值最高的区域,根据对CC区已调查的六个勘探合同区的统计显示,结核资源量约为340亿吨,其中含锰75亿吨、镍3.4亿吨、铜2.65亿吨、钴0.78亿吨,按照回收率20%和含水率30%计算,可回收21亿吨干结核矿石

(2)多金属硫化物

多金属硫化物富含铁、铜、铅、锌、金、银、钴、镍、铂等金属,成矿物质主要来源于下渗海水与下伏的热洋壳岩石相互作用产生。截至2010年底,已发现海底热液多金属硫化物矿床(点)588个,其中多处预测资源量达到百万吨级以上。

热液矿藏是一种含有大量金属的硫化物,海底裂谷喷出的高温岩浆冷却沉积形成,已发现30多处矿床。仅美国在加拉帕戈斯裂谷储量就达2500万吨,开采价值39亿美元

(3)富钴铁锰结壳

富钴铁锰结壳在三大洋均有分布,其中太平洋海山区是世界海底富钴结壳资源主要的产出区域;其中,中太平洋国际海域富钴结壳的潜在资源量达到5亿吨,分布面积达4万平方公里,其中5个地区发现了储量达100万吨的大矿床。


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