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日本发现锰结核密集区,下海采矿是要先于奔月?

 产业前沿 2020-08-09

还记得AZORIAN工程吗?产业前沿发布的“海洋稀土锰结核,中情局的阴谋苏联的船”一文中有叙述。

AZORIAN工程影子

1968年3月,携带核弹道导弹的苏联高尔夫II潜艇在夏威夷1500海里西北部爆炸并沉没。五个月后,美国政府发现了残骸并决定偷走。于是开始了AZORIAN工程,这是中央情报局曾经设想的最荒谬的雄心勃勃的行动之一。

AZORIAN项目的潜在收益是巨大的——对苏联武器能力的详细了解,也许潜艇里有些令人垂涎的加密设备。但是,1750吨级潜艇已经沉没到16500英尺的深度,并需要巨大的回收船拖拉起来。因此,美国中央情报局招募霍华德·休斯提供了掩饰故事,解释为什么建造一艘619英尺长的船。

休斯的故事开始了,去挖掘在深海平原自然地形成的土豆大小的岩石锰结核——通过他的控股公司Summa公司。一个亿万富翁实业家建造一艘疯狂的新船去寻求在海底的宝藏?这听起来貌似足够真实,公众买账了。

“当时,人们没有意识到这一切都是一个阴谋,”马诺阿夏威夷大学的海洋学家弗兰克·桑塞告诉Gizmodo。 “有趣的是,中情局的掩饰故事设置了研究锰结核贯穿整个阴谋的路线。”

日本发现大片锰结核密集区

这是迄今为止有关锰结核的最新的消息,莫非昭示下海采矿列入日程,先于联合奔月采矿?

2016年8月31日日经BP社报道,日本海洋研究开发机构(JAMSTEC)与东京大学、千叶工业大学等组成的研究组2016年8月26日宣布,在南鸟岛周边的专属经济区(EEZ)自南向东、水深为5500~5800m的深海海底,发现了大片的锰结核密集区。

在日本的EEZ中,过去只知道海山缓坡的富钴结壳旁有小规模的锰结核分布,这次是首次在深海海底发现大片锰结核。

锰结核到底是个啥?

锰结核是沉淀在大洋底的一种矿石,它表面呈黑色或棕褐色,形状如球状或块状,它含有30多种金属元素,其中最有商业开发价值的是锰、铜、钴、镍等。

锰结核中各种金属成分的含量大约是:有经济价值的有锰(27-30 %)、镍(1.25-1.5 %)、铜(1-1.4 %)及钴(0.2-0.25 %)。其他成分有铁(6 %)、硅(5%)及铝(3%),亦有少量钙、钠、镁、钾、钛及钡,连带有氢及氧。

有的锰结核锰含量达到55%,除锰以外还含有铁、镍、铜、钴、钛等20多种金属元素,含量都很高。锰结核所富含的金属,广泛地应用于现代社会的各个方面。如金属锰可用于制造锰钢,极为坚硬,能抗冲击、耐磨损、大量用于制造坦克、钢轨、粉碎机等。锰结核所含的铁是炼钢的主要原料,所含的金属镍可用于制造不锈钢,所含的金属钴可用来制造特种钢。所含的金属铜大量用于制造电线。锰结核所含的金属钛,密度小、强度高、硬度大,广泛应用于航空航天工业,有“空间金属”的美称。锰结核不仅储量巨大,而且还会不断地生长。生长速度因时因地而异,平均每千年长1毫米。以此计算,全球锰结核每年增长1000万吨。锰结核堪称“取之不尽,用之不竭”的可再生多金属矿物资源。

各国对锰结核的探索


80年代,美国、日本、德国等国矿产企业组成的跨国公司,使用这些机械,取得日产锰结核300-500吨的开采成绩。在冶炼技术方面,美、法、德等国也都建成了日处理锰结核80吨以上的试验工厂。总之,锰结核的开采、冶炼,在技术上已不成问题,一旦经济上有利,便可形成新的产业,进入规模生产。

20世纪初,美国海洋调查船“信天翁号”在太平洋东部的许多地方采到了锰结核,并且得出初步的估计报告说:太平洋底存在锰结核的地方,其面积比美国都大。尽管如此,在那时也没有引起人们多大的重视。

1959年,长期从事锰结核研究的美国科学家约翰·梅罗发表了他的关于锰结核商业性开发可行性的研究报告,引起许多国家政府和冶金企业的重视。此后,对于锰结核资源的调查、勘探大规模展开。开采、冶炼技术的研究、试验也迅速推进。在这方面投资多、成绩显著的国家有美国、英国、法国、德国、日本、俄罗斯、印度及中国等。到80年代,全世界有100多家从事锰结核勘探开发的公司,并且成立了8个跨国集团公司。

中国从70年代中期开始进行大洋锰结核调查。

1978年,“向阳红05号”海洋调查船在太平洋4000米水深海底——首次捞获锰结核。此后,从事大洋锰结核勘探的中国海洋调查船还有“向阳红16号”、“向阳红09号”、“海洋04号”、“大洋一号”等。经多年调查勘探,在夏威夷西南,北纬7度至13度,西经138度至157度的太平洋中部海区,探明一块可采储量为20亿吨的富矿区。

1991年3月,“联合国海底管理局”正式批准“中国大洋矿产资源研究开发协会”的申请,从而使中国得到15万平方公里的大洋锰结核矿产资源开发区。问时,依据1982年《联合国海洋法公约》,中国继印度、法国、日本、俄罗斯之后,成为第5个注册登记的大洋锰结核采矿“先驱投资者”。

2011年7月28日,30日,中国5000米蛟龙号载人潜水器顺利完成5000米级海上试验第三,四次下水任务,“蛟龙”号成功下潜5000米深度后,给我们带回来了5000米海底锰结核的画面,这也是5000米海底锰结核画面的首度曝光。“蛟龙”号同时带回5000米海底锰结核样本,中国开发海底锰结核矿源迈出重要一步。

2013年7月3日,正在进行首次试验性应用航行的“蛟龙号”载人潜水器在南海“蛟龙海山”区下潜,并在海底发现大面积铁锰结核。“蛟龙号”号带回了8块铁锰结核,其中5块比鸡蛋略大,另外3块则比成人拳头还大,表层都呈黑色。


“蛟龙”号拍摄到的海底铁锰结核

在铁锰结核样品中,有一块被潜水器机械手夹碎。同济大学教授周怀阳指着这块样品对记者说:“里面这个圆核就是火山的熔岩,外面一圈一圈的就是铁锰氧化物,是上万年逐渐形成的。如果打磨一下,就可以看到外面这些圈像树的年轮一样,具体这块结核有多少年历史需要在实验室测定。”

据早期的报道,从商业角度讲,最具开采前景的矿区是北太平洋东部北纬5度~15度的区块,面积有500万平方千米。这里是全球锰结核矿最富集的地段。海底照像显示,那儿的锰结核就像平堆在地上的土豆,密密麻麻地布满在海底。在这个区域,估计储存的铜就4.5亿吨。目前全球铜的年产量约600万吨,而在陆上已几乎找不到新的矿源。我国划定的7.5万平方千米的矿区就在这一富集区内,但储量不是最丰。原因是我国对锰结核资源的调查起步较晚,一些最富的矿区早已被西方发达国家所划占。不过就这样一块不大的区域也足可以供我国开采上百年之久。

据日本此次发现推算,锰结核的分布范围几乎相当于北海道面积的一半,约达4.4万平方公里。虽然这些锰结核分布在天然资源管辖范围所及的专属经济区(EEZ)之内,但因其位于水深5500~5800米的深海,目前尚未确立有效的打捞方法。

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