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“大洋一号”起航执行中国大洋52航次科考任务

海底硫化物资源勘探热悄然兴起

海底硫化物资源主要集中在洋中脊和弧后盆地,是海底热液活动的主要产物,因其富含铜、锌、铅、金、银、铁等金属元素成为一种潜在的海底矿产资源,备受关注。热液活动与大洋洋中脊的扩张有关,新生洋壳物质沿着洋中脊扩张过程中会产生裂隙,海水沿着裂隙进入深部,会与周边围岩物质发生交换反应,变成富含金属的高温热液流体,在一定条件下热液从海底下部上升到海底表面堆积起来,就会形成
“黑烟囱”块体即硫化物。

中国大洋第34航次总首席科学家陶春辉介绍,这个航次分为5个航段,其中前4个航段在西南印度洋中国多金属硫化物勘探合同区开展多金属硫化物资源勘探,兼顾环境基线和生物多样性等调查;第5航段在中印度洋海盆首次开展了深海稀土资源,兼顾沉积环境和生物多样性调查。

鹦鹉螺矿业公司是世界上第一家致力于深海海底矿产资源勘探的公司,该公司于2005年对巴布亚新几内亚专属经济区内的硫化物资源进行了商业勘探。截止到2011年12月,鹦鹉螺矿业已经获得汤加、斐济、所罗门群岛、新西兰和瓦努阿图等南太平洋[0.85%
资金 研报]岛国专属经济区内超过49万平方公里的硫化物勘探区。

新华网青岛6月18日电我国远洋科考功勋船大洋一号18日圆满完成中国大洋第34航次返回青岛,共历时215天,航程28125海里。本航次中,我国科学家在中印度洋海盆首次发现大面积富稀土沉积物,并初步推断划出了两个富稀土沉积区域。

自2007年以来,中国大洋调查航次在西南印度洋中脊开展了5个航次共计12个航段的海底热液活动调查,共发现了10余处热液区,进入了全球海底热液考察的前列。继2013-2014年大洋30航次后,中国大洋34航再赴西南印度洋,对我国硫化物资源合同区进行勘探。

这个航次是我国2011年与国际海底管理局签订《西南印度洋硫化物资源勘探合同》之后开展的第二个大洋航次。科考队员在合同区26个区块内开展了4000米间距的综合热液异常探测测线调查,圈定了多处矿化异常区。对龙旂、断桥等典型热液区的分布范围和构造特征取得了新认识。

我国与国际海底管理局签订的西南印度洋1万平方公里多金属硫化物资源矿区专属勘探权合同,是自2010年国际海底管理局通过《多金属硫化物探矿和勘探规章》后接受和核准的第一份申请。

美高梅正规网址,今年1月至2月,大洋一号与搭载中国载人潜水器蛟龙号的向阳红09船同在西南印度洋中国多金属硫化物勘探合同区开展科考作业,两船最近时距离不足2海里,两艘船互为补充,互相支持。

热液区意味着什么

此外,科考队员系统获得了多金属硫化物合同区部分区块的地质、地球物理、水文、环境等方面数据和样品,包括海底照片、摄像、水文、水体异常、沉积物和岩石等。

全球关注度不断提升

陶春辉介绍,这个航次实践了海底多金属硫化物资源的工程化勘探。开展了近底磁力等勘探方法探索,形成了一套海底矿化异常区圈定的探测方法。

值得关注的是,目前全球已发现的300多个热液活动,超过60﹪分布在大洋中脊地区,其中40%位于国际海底区域。
国际海底区域面积达2.517亿平方公里,占地球表面积的49%,是国家领土、专属经济区及大陆架以外的海底及其底土,不受任何国家管辖。“这一广阔的海底区域内蕴着丰富的战略金属资源,随着深海调查技术的发展以及陆地矿产资源的日益消耗,海底矿产资源的勘探开发将成为现实。”陶春辉断言。

从1995年开始,大洋一号先后执行了中国大洋矿产资源研究开发专项的多个远洋调查航次任务,为中国大洋事业发展打下了坚实基础。

我国研发的“进取者”深海底中深孔岩心钻机能到达4000米海底
图为进入海底地层以下20米取样

中国大洋第34航次第五航段首席科学家石学法说,科考队员对中印度洋海盆大约85万平方公里范围内的海底进行了地质取样和同步连续浅地层和多波束测量。科考队利用船载分析仪器对沉积物样品进行了现场测试分析,在15站样品中检测出较高的稀土元素含量,达到成矿条件。

运用电视抓斗可以抓取海底表面样品,若要判断硫化物厚度和分布情况,则需应用钻孔方式。“我国自主研发的‘进取者’深海底中深孔岩心钻机能到达最大水深为4000米的海底,进入海底地层以下20米取样。4000米深海意味着将承受40兆帕的压力,相当于每平方厘米上有400公斤的压力。”大洋34航次中深钻组组长、北京先驱高技术有限公司工程师钟路介绍。

稀土元素广泛应用于工业生产各个领域。但从全球范围来看,陆地稀土储量正急剧萎缩,急需寻找新型稀土资源。而很多深海沉积物中稀土含量较高,深海海底可能成为稀土资源的潜在产区。

“海底资源的国际关注度不断提升,基于我国当前的深海研究和技术现状,如何开展西南印度洋脊硫化物资源勘探和环境评价,并进一步带动超慢速扩张洋脊的基础科学研究,是我国目前面临的巨大机遇和挑战。”陶春辉说。

同时,科考队员根据现场元素测试数据并结合浅地层和多波束测量资料,在中印度洋海盆初步推断划出了两个富稀土沉积区域,为下一步在印度洋开展稀土资源调查评价和环境演化研究奠定了基础。

“第一个金属硫化物勘探合同”意味着什么?陶春辉表示,第一个合同给了中国,充分说明了我国的大洋考察实力已经得到国际认可,中国可以也应当为人类开发利用海底资源做出贡献;同时也意味着没有经验可循,科考任务更多需要在摸索中前行。

由我国自主研发的进取者号中深孔岩心取样钻机、电法探测仪等硫化物勘探关键设备在这个航次中取得应用突破,获得了断桥热液区岩心序列样品,显示了这个海区具有较好成矿条件。这两套装备的应用,为深海多金属硫化物勘探技术的突破积累了经验。

“在调查程度低的区块开展综合异常拖曳探测调查,圈出矿化异常区;在两个已知矿化区及矿化异常区开展加密调查,圈出矿化区;在其他典型矿化区开展中深钻取样,以得到上述重点区域硫化物矿体浅表空间分布认识。”这是中国大洋34航次第三航段的目标。

要把这些文字变为现实,并不容易。

中深钻作业是中国大洋34航次的重头戏。2月22日,“大洋一号”利用“进取者”首次获取了“断桥热液区”岩心序列,这也是我国首次钻取海底热液活动岩心序列。“海底岩心进尺共10米多,这是我国在西南印度洋海底硫化物钻探取样最长的一次,”苏新介绍,表层样品中可见低温热液作用形成的蛋白石,下部有高温形成的黄铁矿,此外还有少数小型硫化物烟囱,这初步揭示了该区域有多次发育的热液活动,显示了较好的成矿条件。

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