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瞄准科学前沿 探寻海底“富矿”——我国推进西南印度洋多金属硫化物资源与环境评价研究纪实
开展“潜龙三号”作业 近日，“中国矿物岩石地球化学第17届学术年会”在浙江大学紫金港校区召开。自然资源部第二海洋研究所海底科学实验室“西南印度洋多金属硫化物资源与环境评价”项目组（以下简称项目组）在会议上展示了项目调查研究成果。 在本次年会上，项目组介绍了探索深海科学奥秘10余年的发展历程，展示了从2007年~2018年我国科学家在西南印度洋洋中脊的海上勘探活动、技术方法和研究成果等。 各国抢占“有利靶区” 海底多金属硫化物是海底热液活动的重要产物。大洋板块在沿着洋中脊扩张时会产生裂隙，海水从裂隙渗入，被深部岩浆加热后，将周边岩石中的金属元素淋滤出，变成富含金属元素的高温热液流体。热液顺着缝隙涌出，遇到海水后冷却堆积，逐渐形成多金属硫化物矿。 多金属硫化物富含铜、锌、铅、金、银、铁等金属元素，有望成为最早被开发利用的深海矿产资源之一。 1977年，美国“阿尔文”号载人潜水器在厄瓜多尔加拉帕戈斯群岛附近海域首次发现海底热液活动现象。1978年，美国、法国、墨西哥联合使用“深蓝号”潜水器在东太平洋海隆区域首次发现海底热液活动产生的块状多金属硫化物。 长期以来，美、日、德、法、俄、英等发达国家持续开展海底热液活动及硫化物的调查。据不完全统计，这些国家已组织实施了600多个航次海上调查。世界各国抢占海底硫化物资源“有利靶区”的竞争局面已逐步显现。 实现“零”的突破 由于起步较晚，我国海底多金属硫化物勘探只能在摸索中不断前行。 2005年，我国启动了西南印度洋多金属硫化物的科学调查。2005年4月~2006年1月，“大洋一号”船完成了我国首次环球大洋科考，开启了海底热液活动和多金属硫化物规模调查的新篇章。但当时对于洋中脊硫化物研究还比较少，调查方法、技术几乎还没有储备。 2007年，项目组首次在超慢速扩张西南印度洋洋中脊发现了活动热液区。此后，2007年~2010年，项目组在太平洋、大西洋、印度洋都相继发现了新的热液区。目前，我国科学家发现的海底热液区数量已占全球大洋被发现数量的10%。 2011年，在项目组积极推动和技术支撑下，我国与国际海底管理局签订了《西南印度洋多金属硫化物资源勘探合同》，在西南印度洋获得了1万平方公里的勘探合同区，这是自国际海底管理局通过《“区域”内多金属硫化物探矿和勘探规章》后接受和核准的首份矿区申请，也是世界首个国际海底多金属硫化物勘探合同。按照合同规定，我国将在该区域开展15年的资源评价与基础研究。 自然资源部第二海洋研究所研究员陶春辉担任该项目总地质师。从2005年我国首次环球大洋科考起，他长期致力于国际海底硫化物研究，带领科研团队在全球三大洋探秘海底热液区，在技术方面负责西南印度洋硫化物勘探合同的申请和执行；提出了控制西南印度洋脊热液活动分布的新机制，揭示了超慢速扩张脊硫化物矿藏前景；组织建立海底硫化物快速找矿方法体系，促进了我国海底硫化物资源找矿发展。此外，他还倡议建立了国际洋中脊协会洋中脊硫化物资源工作组并担任联合主席，并担任国际海底管理局秘书长卓越奖评委。 近年来，项目组取得了显著成绩，实现了我国洋中脊硫化物发现“零”的突破，助力我国海底硫化物资源调查研究，为维护我国国际海底权益，提升国际“深海舞台”话语权，促进深海技术发展、洋中脊科学研究具有重要意义。 跻身国际先进行列 近年来，在科技部、中国大洋矿产资源研究开发协会等部门和单位的支持推动下，项目组刻苦攻关，将海上勘查与成矿理论相结合，总结出洋中脊硫化物找矿标志，与技术团队协同开展找矿方法技术研究，建立了一套行之有效的洋中脊硫化物找矿方法技术体系，并实际应用于三大洋海底硫化物调查，取得了一系列科学成果。 同时，项目组通过西南印度洋硫化物探测和勘探合同区的圈定与资源评价，推动了我国自主研发的深海有人/无人运载和探测平台、深海瞬变电磁与化学传感器等技术发展。 此外，西南印度洋洋中脊“龙旂”等热液区还为深海装备提供了天然的试验场。蛟龙号、“潜龙二号”“潜龙三号”和“海龙号”等装备均在这里完成了复杂地貌条件下的试验应用，并在这里开展了多个航次的海洋调查，助力“三龙”深海探测装备体系发展。其中，蛟龙号和“深海勇士号”等载人潜器的第100次下潜均在“龙旂”热液区完成。 如今，随着深海探测技术发展，我国勘探手段由拖曳式探测设备向高精度无人、载人潜水器发展；由抓斗表层取样向探测矿体三维分布的瞬变电磁法、近底磁法和浅层钻探发展。 通过10多年的技术积累，项目组创立了深海热液硫化物“远景预测—异常圈定—异常查证”的探测“三步法”，形成高效探测海底硫化物的能力，总体性能指标和应用效果达到国际领先水平。 （编辑：逍遥客） |
