深海采矿

维基百科,自由的百科全书
跳到导航 跳到搜索

深海采矿,或深海开采是一种新近的采矿程序,从海床或洋底开采矿物。地点通常选在蕴藏有大片丰富的锰结核或者海底热泉附近,距离海平面有 1400 米到 3700 米不等的距离。[1]这些涌泉是形成大量海底硫化物的良好条件,而这些硫化物之中会包含一些有价值的贵金属,例如[2][3]开采所使用的器械,则是利用液压或者使用桶装方法,将原矿带到地表以后再加以处理。

如同其他现存的采矿程序一般,深海开采具有高度环境污染的争议性。

简史[编辑]

1960年代中期,J. L. 梅洛在他的著作中《海洋的矿物资源》(Mineral Resources of the Sea)提出了深海探勘的可能性。[4]该书认为,在地球的海洋中可以寻得近乎无穷无尽的和其他金属矿。梅洛认为这些金属就藏在锰结核中,一种块状的压缩沉积物,位在海底大约 5000 米的地方。包含法、德、美之内的一些国家派出了探勘船来寻找这些结核物,结果显示,原先对深海开采的可行性预估被夸张了。过高的估计加上金属价格降低,深海探勘在 1982 年左右几乎完全被遗弃。美国从 1960 年代开始到 1984 年为止,在此项活动上花费了将近6亿5千万美元,成本几乎无回收。[5]

在过去十年,深海开采进入一个新的阶段。在日本、中国、韩国、印度不断上升的金属需求,将这些国家推向寻找新的矿源。并且将目标放在海底热泉,而非原先的结核物。

目前,最佳的深海开采可行地点,称作 Solwara 1 计划,位于巴布亚新几内亚境内的海岸,是一个高纯度的铜-金矿,而且它也是世界第一个海床大量硫化物资源。[6]Solwara 1 计划精确的说,位于新爱尔兰省俾斯麦海,深度 1600 米。[6]利用最新的 ROV(遥控水中运输)科技,那提勒斯矿业(Nautilus Minerals Inc.)成为第一个在海底大规模开采的矿业公司。[7]首批开采预期将在 2013 年开始。[6][8]

法律及条例[编辑]

规范深海开采的条例中,最重要的是联合国海洋法公约,它在 1973 年至 1982 年之间成形,并且在 1984 年实施。[9][10]该公约设立了国际海底管理局(International Seabed Authority),负责管理在专属经济海域以外的深海采矿活动(200 海里)。此管理局规定有意进行海底开采的国家,必须有两个等值的开采地点,并且将其中之一交由该局管理,附带 10 至 20 年后必须移转所使用的采矿科技给其他国家。这个限制在当时看似合理,因为一般认为海底开采有高额的利润。但是这个严格的规定,导致一些先进国家拒绝签署 1982 年的初步协定。[11][12]

资源种类[编辑]

深海中蕴含着许多不同的资源可供提炼,包括银、金、铜、锰、钴和锌,这些原矿可以在不同类型的海床寻得,而且通常比地表上的矿藏更加密集。

矿藏及其蕴藏深度[13]

种类 平均深度 可得资源
多金属结核物 4,000 - 6,000 米 镍、铜、钴、锰
锰痂(manganese crust) 800 - 2,400 米 主要为钴,少量的钒、钒和铂
硫化物 1,400 - 3,700 米 铜、铅、锌及少量的金、银

De Beers和其他公司也在海底开采钻石,那提勒斯矿业和海王星矿业公司(Neptune Minerals)则计划在巴布亚新几内亚和新西兰海岸开采。[14]

采法[编辑]

科技的进展让使用水下遥控载具(ROV)成为探勘开采地点的利器,它们利用钻头和切割工具,收集原矿的样本,带回地表分析。假如有可采的地点出现了,就会由采矿船或采矿站进行活动。[15]

对全面开采来说,有两种主流的采矿法:连续的线型桶装系统(continuous-line bucket system,CLB)和液压汲取系统。CLB系统适合用来开采结核物,类似一个输送带系统,由海底输向地表,将有价值的资源提取出来以后,再将尾矿(tailing)输回海洋中。[16]液压汲取系统则是利用两个导管,一个汲取原矿向上,另一个则将尾矿放回。[17]

近年最受瞩目的采矿地点位于环绕巴布亚新几内亚的马努斯盆地中部和东部,以及东部的锥状火山口。这些地点的硫化物显露出可观的黄金藏量(平均浓度为 26 ppm)。它的深度仅有 1050 米,相对较浅,而且邻近就有黄金的提炼厂,非常具可采性。[18]

对环境的冲击[编辑]

由于深海开采是一个全新的领域,实际开采的后果仍属未明。然而,专家仍十分确定,移除部分的海床会扰乱底栖区的生物,尾矿会增加水体的毒性,并且形成悬浮物漂流(sediment plume)。[19]依照开采的不同类型和地点,可能对底栖生物造成永久的伤害。[20]除了对该区域的直接影响外,泄漏、倾倒和侵蚀则会改变该地区的化学组成。

悬浮物漂流(一种羽状漂流结构)也许是深海开采的所有影响中,最具破坏力的。将尾矿送回海中时,它通常呈现一种精磨、非常细小的颗粒,进而形成在水中漂流、类似云雾的团状结构。有两种类型:水面型,或者水底型的。[21]近水底的类型,是透过通管将尾矿送回水底时形成的。这些水底的团状物,会增加水的浊度,阻塞水底生物用来摄食的过滤性器官。[22]水面性漂流的则造成较严重的问题,依照其颗粒的粒度,水流会将这些颗粒散布到占据一个广大的区域。[23][24]漂流团亦会影响浮游生物以及水的光透性,进而影响该地区的食物链。[25][26]

参考资料[编辑]

  1. ^ Ahnert, A., & Borowski, C. (2000). Environmental risk assessment of anthropogenic activity in the deep sea. Journal of Aquatic Ecosystem Stress & Recovery, 7(4), 299. Retrieved from Academic Search Complete database. http://web.ebscohost.com/ehost/pdf?vid=5&hid=2&sid=4b3a30cd-c7ec-4838-ba3c-48ce12f26813%40sessionmgr12
  2. ^ Halfar, Jochen, and Rodney M. Fujita. 2007. "Danger of Deep-Sea Mining." Science 316, no. 5827: 987. Academic Search Complete, EBSCOhost (accessed January 19, 2010) <http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/316/5827/987页面存档备份,存于互联网档案馆)>
  3. ^ Glasby, G P. "Lessons Learned from Deep-Sea Mining." Science Magazine 28 July 2000: 551-53. Web. 20 Jan. 2010. <http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/289/5479/551#ref3>
  4. ^ Glasby, G P. "Lessons Learned from Deep-Sea Mining." Science Magazine 28 July 2000: 551-53. Web. 20 Jan. 2010. <http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/289/5479/551#ref3>
  5. ^ Glasby, G P. "Lessons Learned from Deep-Sea Mining." Science Magazine 28 July 2000: 551-53. Web. 20 Jan. 2010. <http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/289/5479/551#ref3>
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 Solwara 1 Project – High Grade Copper and Gold. Nautilus Minerals Inc. 2010 [14 September 2010]. (原始内容存档于2010-08-12). 
  7. ^ 2006. "Treasure on the ocean floor." Economist 381, no. 8506: 10. Academic Search Complete, EBSCOhost (accessed January 19, 2010). <http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&db=a9h&AN=23321589&site=ehost-live>
  8. ^ Hill, Matthew. Nautilus says could start undersea mining in 2013. Mining Weekly. 2010-09-07 [14 September 2010]. 
  9. ^ Halfar, Jochen, and Rodney M. Fujita. 2007. "Danger of Deep-Sea Mining." Science 316, no. 5827: 987. Academic Search Complete, EBSCOhost (accessed January 19, 2010) <http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/316/5827/987页面存档备份,存于互联网档案馆)>
  10. ^ Glasby, G P. "Lessons Learned from Deep-Sea Mining." Science Magazine 28 July 2000: 551-53. Web. 20 Jan. 2010. <http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/289/5479/551#ref3>
  11. ^ Glasby, G P. "Lessons Learned from Deep-Sea Mining." Science Magazine 28 July 2000: 551-53. Web. 20 Jan. 2010. <http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/289/5479/551#ref3>
  12. ^ Nath, B., & Sharma, R. (2000). Environment and Deep-Sea Mining: A Perspective. Marine Georesources & Geotechnology, 18(3), 285-294. doi:10.1080/10641190051092993. http://web.ebscohost.com/ehost/detail?vid=5&hid=2&sid=13877386-132b-4b8c-a81d-787869ad02cc%40sessionmgr12&bdata=JnNpdGU9ZWhvc3QtbGl2ZQ%3d%3d#db=a9h&AN=4394513
  13. ^ Ahnert, A., & Borowski, C. (2000). Environmental risk assessment of anthropogenic activity in the deep sea. Journal of Aquatic Ecosystem Stress & Recovery, 7(4), 299. Retrieved from Academic Search Complete database. http://web.ebscohost.com/ehost/pdf?vid=5&hid=2&sid=4b3a30cd-c7ec-4838-ba3c-48ce12f26813%40sessionmgr12
  14. ^ Dan Oancea (2006). Deep-Sea Mining and Exploration http://technology.infomine.com/articles/1/99/deep-sea-mining.undersea-miners.black-smoker/deep-sea.mining.and.aspx页面存档备份,存于互联网档案馆
  15. ^ 2006. "Treasure on the ocean floor." Economist 381, no. 8506: 10. Academic Search Complete, EBSCOhost (accessed January 19, 2010). <http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&db=a9h&AN=23321589&site=ehost-live>
  16. ^ Nath, B., & Sharma, R. (2000). Environment and Deep-Sea Mining: A Perspective. Marine Georesources & Geotechnology, 18(3), 285-294. doi:10.1080/10641190051092993. http://web.ebscohost.com/ehost/detail?vid=5&hid=2&sid=13877386-132b-4b8c-a81d-787869ad02cc%40sessionmgr12&bdata=JnNpdGU9ZWhvc3QtbGl2ZQ%3d%3d#db=a9h&AN=4394513
  17. ^ Nath, B., & Sharma, R. (2000). Environment and Deep-Sea Mining: A Perspective. Marine Georesources & Geotechnology, 18(3), 285-294. doi:10.1080/10641190051092993. http://web.ebscohost.com/ehost/detail?vid=5&hid=2&sid=13877386-132b-4b8c-a81d-787869ad02cc%40sessionmgr12&bdata=JnNpdGU9ZWhvc3QtbGl2ZQ%3d%3d#db=a9h&AN=4394513
  18. ^ Glasby, G P. "Lessons Learned from Deep-Sea Mining." Science Magazine 28 July 2000: 551-53. Web. 20 Jan. 2010. <http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/289/5479/551#ref3>
  19. ^ Halfar, Jochen, and Rodney M. Fujita. 2007. "Danger of Deep-Sea Mining." Science 316, no. 5827: 987. Academic Search Complete, EBSCOhost (accessed January 19, 2010) <http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/316/5827/987页面存档备份,存于互联网档案馆)>
  20. ^ Ahnert, A., & Borowski, C. (2000). Environmental risk assessment of anthropogenic activity in the deep sea. Journal of Aquatic Ecosystem Stress & Recovery, 7(4), 299. Retrieved from Academic Search Complete database. http://web.ebscohost.com/ehost/pdf?vid=5&hid=2&sid=4b3a30cd-c7ec-4838-ba3c-48ce12f26813%40sessionmgr12
  21. ^ Ahnert, A., & Borowski, C. (2000). Environmental risk assessment of anthropogenic activity in the deep sea. Journal of Aquatic Ecosystem Stress & Recovery, 7(4), 299. Retrieved from Academic Search Complete database. http://web.ebscohost.com/ehost/pdf?vid=5&hid=2&sid=4b3a30cd-c7ec-4838-ba3c-48ce12f26813%40sessionmgr12
  22. ^ Sharma, R. (2005). Deep-Sea Impact Experiments and their Future Requirements. Marine Georesources & Geotechnology, 23(4), 331-338. doi:10.1080/10641190500446698. <http://web.ebscohost.com/ehost/pdf?vid=7&hid=13&sid=cd55f6a4-c7f2-45e4-a1da-60c85c9b866e%40sessionmgr10>
  23. ^ Nath, B., & Sharma, R. (2000). Environment and Deep-Sea Mining: A Perspective. Marine Georesources & Geotechnology, 18(3), 285-294. doi:10.1080/10641190051092993. http://web.ebscohost.com/ehost/detail?vid=5&hid=2&sid=13877386-132b-4b8c-a81d-787869ad02cc%40sessionmgr12&bdata=JnNpdGU9ZWhvc3QtbGl2ZQ%3d%3d#db=a9h&AN=4394513
  24. ^ Ahnert, A., & Borowski, C. (2000). Environmental risk assessment of anthropogenic activity in the deep sea. Journal of Aquatic Ecosystem Stress & Recovery, 7(4), 299. Retrieved from Academic Search Complete database. http://web.ebscohost.com/ehost/pdf?vid=5&hid=2&sid=4b3a30cd-c7ec-4838-ba3c-48ce12f26813%40sessionmgr12
  25. ^ Ahnert, A., & Borowski, C. (2000). Environmental risk assessment of anthropogenic activity in the deep sea. Journal of Aquatic Ecosystem Stress & Recovery, 7(4), 299. Retrieved from Academic Search Complete database. http://web.ebscohost.com/ehost/pdf?vid=5&hid=2&sid=4b3a30cd-c7ec-4838-ba3c-48ce12f26813%40sessionmgr12
  26. ^ Nath, B., & Sharma, R. (2000). Environment and Deep-Sea Mining: A Perspective. Marine Georesources & Geotechnology, 18(3), 285-294. doi:10.1080/10641190051092993. http://web.ebscohost.com/ehost/detail?vid=5&hid=2&sid=13877386-132b-4b8c-a81d-787869ad02cc%40sessionmgr12&bdata=JnNpdGU9ZWhvc3QtbGl2ZQ%3d%3d#db=a9h&AN=4394513