2017年12月8日，依托地调局广州海洋局的国土资源部海底矿产资源重点实验室召开学术委员会第四次会议。

重点实验室主任杨胜雄总工程师向学术委员会汇报了重点实验室2016至2017年度工作情况。汇报内容涉及重点实验室总体科研水平与成果、队伍建设与人才培养、学术交流与科学普及、国际合作、科研条件等。学术委员会成员十分重视重点实验室的发展，充分肯定了重点实验室近两年的工作进展，认为重点实验室在依托单位的大力支持下，研究成果显著，运行管理逐步规范化，人才培养与团队建设成绩突出。会上委员们积极发言，纷纷建言献策，对进一步细化和凝炼重点实验室研究方向提出了指导性意见，建议加大运行管理机制体系建设，加强高端人才引进，并在开放交流、硬件设施等方面提出了细致而又实用的建议，力争把国土资源部海底矿产资源重点实验室建设成为国家级重点实验室。杨胜雄总工还总结了重点实验室2016至2017年度工作存在的问题，根据学术委员会成员提出的宝贵意见作出了进一步的发展规划，并对2018年度工作进行了部署。

会议结束前，Jan Harff教授为重点实验室青年科技人员杜文波、赵利颁发培训证书，并鼓励他们为中国-波兰国际合作项目取得更好成绩、做出更大贡献。

会议指出，自2012年6月批准建设、2015年7月通过国土资源部组织验收的五年多以来，重点实验室的目标、研究方向和发展规划更加明确，年度工作有序开展，开放合作更见成效，取得了许多创新性成果和重大突破。根据国土资源“十三五”科技创新科技发展规划部署，在学术委员会的支持和指导下，争取将重点实验室逐步建设成为国际一流的海底矿产资源科技创新研究平台和人才培养基地。

2013年度国家国际科技合作奖获得者、德国科学家Jan Harff教授等7位学术委员，中国大洋协会、广州海洋局相关领导，重点实验室领导、科技骨干人员以及办公室人员共20余人参加了此次会议。

2016年8月21-25日，第33届国际地理大会在北京顺利召开。会议闭幕后，由中国地质调查局岩溶地质研究所/联合国教科文组织国际岩溶研究中心与云南大学/云南科技厅岩溶国际联合研究中心，共同承担的岩溶专线考察路线迎来了来自美国、澳大利亚、波兰、俄罗斯、意大利、西班牙等6个国家的11名外籍学者。

8月26日上午，岩溶所所长/国际岩溶研究中心主任刘同良、国际岩溶研究中心常务副主任曹建华与考察的学者进行了会谈和研讨。刘同良所长介绍了岩溶所的发展历程、主要业务方向及在岩溶领域所取得的成果。通过观看毛村实验基地科学短片，外籍专家对中国西南地区的岩溶地质、地貌有了直观的了解，同时对岩溶碳循环的认识更加深入。曹建华研究员从背景意义、任务目标、路线方法及预期成果等几个方面对岩溶所正在提出的“全球岩溶动力系统的资源环境效应”国际大科学计划建议进行了介绍。

此外，专家团还在桂林考察了毛村野外试验基地，漓江流域喀斯特自然遗产地核心区。在昆明参观了石林博物馆，石林世界自然遗产地/世界地质公园，尚未开发的“野石林”，以及宜良县九乡风景区。

8月30日下午，为期5天的岩溶路线考察活动圆满结束，通过与各国学者间的交流，岩溶所/国际岩溶研究中心获得了各国学者对“大科学计划”的支持，收获了各国学者对于我国岩溶研究现状的建议，宣传了国际岩溶研究中心的平台作用，并就未来可能存在的合作进行了讨论。

欧洲的火山和沉积盆地中蕴藏着丰富的地热资源，熔岩驱动的高热烩地热资源主要分布在冰岛、意大利、希腊和土耳其，多用于发电；可供直接利用的中、高温地热资源多分布于盆地地区，如法国、德国、波兰、意大利、匈牙利、罗马尼亚等国家；而随着地源热泵技术的开发和应用，浅层地热资源随处可用，尤其在奥地利、瑞士、德国和瑞典等多个国家得到广泛推广应用。

目前，欧洲将地热利用方式划分为地热发电、直接利用和地源热泵三类，这三类地热利用市场均占据重要地位。欧盟委员会联合研究中心（JRC）报告显示，全球地热装机总容量2015年大约为82GW（吉瓦），地源热泵利用比例最高，达到61%，其中欧洲占据着最大的地源热泵市场。从具体国家来看，地热能装机总容量最高的前15个国家的总装机容量达到全球的85%，这其中有10个国家分布在欧洲。

从整个欧洲来看，地热发电、直接利用和地源热泵三种地热利用方式都得到较好的应用和发展，而且都已具备相关的成熟技术。目前的研究和攻关焦点在于进一步降低成本，使地热利用更具市场竞争力。

1 高温地热发电占主导，中低温地热发电势头正旺

在欧洲，地热发电已经成为一种环境友好，且可持续的能源供应方式，这也使欧洲的地热发电市场在全球占有一席之地。截至2014年底，全球地热发电厂装机容量达12GW，其中欧洲地热发电装机容量约为2060MW（兆瓦），占全球总量的17%左右。

近10年来，全球地热发电量也在持续增长，年均增长率在3%左右，2014年全球地热发电量达到74TWh（太瓦时）。其中，欧洲88座地热发电厂总发电量为12TWh，占全球地热发电量的16.2%，10年间6.3%的年均增长率更是高于全球水平。目前，欧洲地热发电主要分布在意大利、冰岛和土耳其三个国家，占比分别为44%、43%和10%。其中，近几年地热发电量的增加主要集中于土耳其和冰岛，而意大利地热发电量相对稳定。由于2014年试运转和维修的原因，欧洲地热发电厂的产能利用率在76%左右，与过去几年的水平相当。

发电技术方面，主要有干蒸汽发电、闪蒸发电和有机朗肯循环发电等，其中干蒸汽发电和闪蒸发电技术主导欧洲市场，占比分别为40%和42%。比如，意大利以干蒸汽发电技术占据主导；冰岛地热资源为高温湿蒸汽资源，几乎都采用闪蒸发电技术。但最近10年，利用中低温地热能的有机朗肯循环（简称ORC）发电技术发展较快。由于土耳其拥有丰富的中低温地热资源，ORC发电技术成为主流。

2014年欧洲地热发电容量较2013年新增170MW，并全部来自于土耳其。从发电方式来看，新增容量全部集中在ORC方面，这主要是由于中温地热发电的增加，但传统发电装置仍占据主导地位。为了更加高效地利用地热资源，冰岛、法国、德国和土耳其已启动了围绕地热发电的地热综合利用项目，以地热发电为主，采用“热电联供”或“冷热电联供”模式，在解决电力的同时为周边地区的居民提供供热或制冷需求，这将显著提高当地地热资源利用效率。

2 地热直接利用技术已成熟，新技术出现较少

地热的直接利用主要包括：区域供暖、洗浴和游泳加热、温室加热、水产养殖池加热、工业用热、农业干燥和融雪等方式。目前，欧洲地热直接利用最为活跃的部门仍然是集中供暖，欧洲地热能委员会（EGEC）统计显示，2014年欧洲地热供暖产热量新增大约80GWh（吉瓦时），总计达到4260GWh，占到地热直接利用的40%。2015年欧洲地热直接利用装机总容量估计为4701.7MW，主要利用国为冰岛、土耳其、法国和匈牙利等。目前欧洲共有257个地热集中供暖厂，主要分布在法国、冰岛和匈牙利等国家，2014年和2015年共新增23个。

地热直接利用技术已经成熟，最近，除了在建筑供暖的集成利用方面有一些新的进展外，地热能直接利用领域并没有多少新专利。目前，供热系统是推动地热直接利用最有力的部门，由于地热流体往往不适合直接被分配到区域供热网络中，因此地热直接利用的发展取决于其他行业热交换器先进技术的发展。而在地热资源开发方面，一个新的概念“三重系统”被提出来，主要是通过钻探一个新的生产井，同时把前两个钻井转换成回灌井，以此来延长设计项目的寿命。这个概念已经在法国付诸应用，它可以使地热能源延长30年的使用寿命。目前，越来越多的供热系统开始采用此三重系统。

3 地源热泵技术方兴未艾，环保型技术成为关注点

地源热泵技术在欧洲获得广泛推广应用，2013年“欧洲地热大会”（EGC）将地源热泵作为地热利用的一个独立分类进行统计。据JRC2015年报告，全球地源热泵总装机容量约为50GW，其中欧洲装机容量达到19GW，全球占比最高，达到38%左右，其次为美洲和亚洲。

EGEC数据显示，目前瑞典、德国、法国、瑞士和挪威成为欧洲地源热泵领域的领头羊，5个国家地源热泵装机容量之和占欧洲的69%。欧洲的地源热泵市场已经从过去由许多小型本地公司组成的市场发展成为主要由供暖和空调制造商组成的大规模的市场。目前，欧洲热泵及地源热泵市场被几个主要生产商所控制，这些大的制造商主要来自于地源热泵发展较为迅速的德国和瑞典。

当前，地源热泵技术研发的主要目标在于提高地源热泵系统的效率和减少运作成本，主要进展包括：降低维修和养护成本，改进控制系统，使用更有效的液体工质，提高辅助设备（如泵和风扇）的工作效率。目前，地源热泵的COP值（用于评价热泵的能源转换率）通常在3～4左右，通过优化设计提高热泵的COP值是目前技术发展的主要关注点。同时，开发环保型的，并且具有更好的热特性的新型防冻液也是地源热泵技术发展的关注点。通过降低钻孔热阻指标（RB）以提高浅层地热系统的“赫尔斯特伦效率”也被寄予厚望。可以预期这些技术进步都将有助于提高地源热泵系统的效率。

4 针对不同利用方式推出系列支持政策

欧洲地热资源利用的发展离不开欧盟在区域层面推出的一系列支持政策和联合行动计划。欧盟通过其“研究和创新框架计划”和其他鼓励机制来支持地热资源的开发，并且通过建立相应的法律和政策框架来促进地热资源的有序健康发展。从1998年欧洲地热能源委员会成立、2000年欧洲热泵协会成立，到2010年EERA地热联合计划启动、2012年地热ERA-NET计划启动，欧洲地热能开发利用的平台和联合计划不断完善；从2004年欧洲经济和社会委员会起草决议以促进地热开发，到2012年《地热科技的战略研究重点》发布，明确欧洲地热开发利用的方向和目标，欧洲对地热能开发的支持政策不断细化。

针对地热能开发和利用，欧盟内部存在着一系列形式多样的政策支持制度。这些支持政策在不同成员国间有所不同，同时因三种不同地热利用方式（发电、直接利用和地源热泵）的发展现状而有所差异。

欧盟地热发电补贴形式多样，但进展较慢。地热发电项目通常具有前期投入大、开发时间长的特点，至少需要3年时间，平均开发时间大约为5至7年。鉴于此，欧盟在2009年立法要求在传统电力系统运行条件允许的情况下，要优先安排可再生能源发电。欧盟对地热发电的政策支持方式主要有：风险保险基金、上网电价补贴政策（FIT）、可再生能源溢价机制（FIP）、可交易证书、投标和软贷款等。虽然FIT和FIP这些基于市场的机制通常适用于多种新能源技术，但在地热发电项目的应用并不理想，因此欧盟对地热发电提供类似政策支持的国家并不多，目前实行FIT政策的有奥地利、法国、德国等9个国家，实行FIP的则仅有意大利、荷兰等4个国家。

目前，欧洲地热能的直接利用和地源热泵技术已经较为成熟，补贴正在逐渐减少。政府财政支持的方式主要有投资补助、减税、碳排放税减免、保险和低息贷款等，目前欧盟多数国家仅保留投资补助这一项支持政策，只有少数几个国家仍实行多种财政支持政策，比如法国在投资补助、减税、碳排放税减免和保险等方面都有支持。EGEC认为，从成本的角度看，地热取暖技术（增强型地热系统除外）与化石燃料采暖技术相比变得更有竞争力，这使得政府对地热直接利用和地源热泵技术的补贴逐步降低。但同时，地热开发前期投入大依然阻碍着地热相关技术的发展，因此需要引进一些创新性的融资工具，例如能源服务公司（ESCO）或对地源热泵消耗的电力给予折扣。

为活跃青年职工精神文化生活，提高人文修养，激发创新精神，2019年3月1日，自然资源部中国地质调查局国家地质实验测试中心团支部组织近20名青年职工赴首都博物馆参观《重生：巴洛克时期的西里西亚——波兰弗罗茨瓦夫国立博物馆馆藏精品展》主题展览。

这次展览是由首都博物馆与波兰弗罗茨瓦夫国立博物馆共同主办，展览共分为三个部分，选取了波兰弗罗茨瓦夫国立博物馆76件最具代表性的展品，集中展现西里西亚地区巴洛克艺术的繁荣和社会经济的复苏。这次展出的所有展品都是首次来到中国，具有很强的学术性和观赏性。大家在一件件珍贵的展品中品味观摩，探究西里西亚地区社会、政治和文化的独特之处，不时发出一声声的感叹。

大家纷纷表示，通过这次活动收获很大，既拓宽了知识面，陶冶了情操，又增进了感情。实验测试中心团支部书记表示，今后将积极开展各类符合青年特点的活动，为青年职工搭建相互交流、相互学习、共同提高的有效平台，促进青年人共同成长进步，为实验测试中心发展贡献青年人的力量。

2018年12月4-15日，法国巴黎地球物理学院François Métivier、Olivier Devauchelle、Eric Lajeunesse 3人，波兰华沙大学Piotr Szymczak教授和天津大学陈玖斌教授一行5人访问了自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所。

12月4日，来访专家与岩溶所曹建华研究员等进行了座谈，介绍了各自机构的主要研究方向及进展，同时表示此次来访目的是希望对桂林岩溶地貌演化进行更深入的了解。双方就桂林峰林峰丛及岩溶和非岩溶演化过程进行了交流讨论，并寻找合作契机。

12月5日-15日，曹建华研究员等带领4位外籍专家分别考察了尧山岩溶与非岩溶地貌对比，峰丛洼地与峰林平原的分界及对比；毛村峰丛洼地顶部砾石层；盘龙洞、凉风洞等典型洞穴，对洞穴的的成因做出了分析；世界自然遗产地核心片区葡萄杨堤岩溶峰丛片区，认识了脚洞、边槽等岩溶形态；阳朔周边的岩溶峰丛地貌，尤其详细考察了遇龙河两岸岩溶峰丛地貌；冠岩、南圩等典型地下河；漓江上游华南第一高峰猫儿山，考察了不同海拔高度上气候条件和植被分布的差异性；对毛村峰丛洼地顶部砾石层和杨堤牛岭村石灰岩采石场进行了现场取样，并就峰林峰丛土壤发育厚度及特征、岩溶塌陷成因及机制与岩溶所人员展开了讨论。

来访专家不仅与岩溶所科研人员进行了深入的学术交流，而且深入考察了桂林岩溶地貌，对桂林独特的岩溶地貌发育特征及其演化过程有了更深刻的理解。        

为进一步加强和扩展对外合作，提高科研人员研究水平，11月11-17日，自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局派出工作组，赴波兰什切青大学和德国波罗的海海洋研究所开展项目合作交流，并就推动双方合作项目召开交流研讨会议。

在波兰什切青大学，中波双方40余名代表就第二阶段合作项目“南海琼西南海域晚更新世古三角洲沉积与古环境评价”展开深入交流，27位代表在会上作口头报告，8位学者作报告展板，围绕“边缘海沉积源汇系统”这一主题，分“源到汇”、“河口系统和海岸：陆-洋转换带”、“沉积物的古环境和源区”以及“极端和连续事件研究”四大分议题系统交流了第二阶段合作项目的新进展和新成果。交流期间，双方代表还共同赴德国波兰边境的奥德拉河谷国际公园进行了野外地质考察。在德国波罗的海研究所交流访问期间，中德波三方就中波及中德合作项目中的细节事宜进行交流，对合作研究关键问题进行了确认并初步达成一致，为中波和中德合作项目后续工作奠定了良好基础。

“南海西北部琼西南海域晚更新世三角洲沉积及古环境评价”为“深海地质探测国际科技合作基地”项目之一，根据2015年中国地质调查局和波兰高等教育与科学部什切青大学签署的地学合作谅解备忘录精神，本次交流旨在探讨南海西北部琼西南海域晚更新世三角洲的演化，提升广州海洋局的研究能力，促进中波和中德之间的海洋地学合作。

2018年11月13日-26日，联合国教科文组织国际岩溶研究中心“岩溶景观与岩溶生态地质”国际培训班顺利举办。此次是自国际岩溶研究中心成立10年来内容最为丰富、活动最为多元的培训班。

此次培训班分别与广西壮族自治区自然资源厅、湘西自治州人民政府、桂林市人民政府联合举办。学员们在广西南宁参加中国-东盟矿业合作论坛，学习区域合作研究进展，推动区域矿业合作发展；赴湖南湘西世界地质公园提名地开展野外实习，参加第二届湘西地质公园国际研讨会，聚焦湘西地质公园的岩溶特色，为湘西地质公园申报世界地质公园进行广泛宣传，为湘西十八洞地区脱贫攻坚贡献重要力量；在广西桂林参加中国-东盟可持续发展论坛暨第二届中国（桂林）国际健康旅游高端论坛，为支撑桂林市可持续发展议程创新示范区建设出力。

培训班期间，来自美国、奥地利、巴西、波兰、塞尔维亚、斯洛文尼亚、印尼、泰国、缅甸等国的14位教员做了精彩讲座。

据悉，本次培训班招生20人，报名50人，扩招至25人，录取率仅为50%。来自欧美、拉美等21个国家的学员主动积极报名，即使无法获得全额资助也积极要求参与此次培训课程。

7月23日，波兰地调局副局长沙美斯瓦夫·布若科夫斯基一行4人到自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局交流访问。

广州海洋局对波兰地质调查局代表团的到来表示热烈欢迎。指出，在中国地质调查局与波兰地质调查局签署的合作框架下，广州海洋局与波兰什切青大学在过去的7年里先后开展两轮海洋地学合作项目，进行了多次互访，互派青年科技人员交流学习，取得一系列重要成果。中国的“一带一路”倡议与波兰的“可持续发展计划”高度匹配对接，希望双方在以往合作的基础上，围绕“21世纪海上丝绸之路”建设，继往开来，进一步深化合作，巩固友谊，逐步形成具有创新意义的重大科学成果。

双方各自介绍了单位概况及中波合作项目进展，并充分交流了下一步合作意向。波兰地调局波美尼亚分部局长、海洋地质分部局长，波兰什切青大学代表，广州海洋局科技处、项目团队成员等20人参加会议。

会议现场

近些年，深海矿产资源勘查开发引起了世界各国的高度重视，海底技术进步、原材料价格上涨和价格大幅波动造成的原材料供应风险，已成为推动各国开展海洋矿产资源商业化开发的三大驱动力。近日，《地质调查动态》撰文对深海采矿现状、面临的主要挑战进行了深入探讨，并对深海采矿的前景进行展望，本期摘编其精华内容。

●海底矿床勘查目前正在加速进行，不断有国家或公司要求签订新的合同，其中在公海地区进行的勘查项目需经国际海底管理局批准。

●虽然开采海底矿产的技术取得重大进展，但还远远不够，亟待开展技术创新，采用降低成本的绿色技术是未来深海采矿的必由之路。

●深海采矿将成为本世纪人类满足自身发展需求的战略之举，但其前景受到技术、经济、地缘政治、国际法律法规等多重因素制约。

动因

唤醒沉睡海底的矿产宝藏

传统意义上的“深海”，是指大陆架以外的海洋部分，通常水深在200米以上。深海资源一般指公海以及国家专属经济区（EEZ）以外的海洋资源部分。深海资源可分为矿产资源和生物资源两类。矿产资源主要分为多金属结核、富钴铁锰结壳和海底块状硫化物（SMS）三种类型。

这些富集在深海的金属或非金属资源的副产品，很多都是现代高科技、绿色技术或新兴技术必不可少的原材料。例如：碲用于光伏太阳能发电，钴用于混合动力汽车和电动汽车电池，铋用于核反应堆的液体铅-铋冷却剂，铌用于高科技高温合金等。

过去15年来，深海矿产资源勘查开发引起了世界各国的高度重视。有的国家以国有企业或专业科研院所为主进军深海，有的则是通过国家层面的立法为民间投资深海创造便利条件。至于全球层面的深海资源勘查开发治理平台也不断涌现，并日臻完善。从根本动因上来看，海底技术进步、原材料价格上涨和价格大幅波动造成的原材料供应风险，已成为推动各国开展海洋矿产资源商业化开发的三大驱动力。

开发深海矿产资源的意义在于，它不仅可以满足国家产业发展对战略性矿产供应安全的需求，还能促进洋底填图及相关技术的发展，促进海底采矿相关服务和装备的研发，提升对深海资源的认识，维护国家战略利益。21世纪以来，世界各国对深海矿产资源的兴趣与日俱增，竞争日趋激烈。据荷兰资源专业中心数据，2010年美国在深海采矿方面的创新力排在第一位，欧洲排名第二，中国居第三位，其后依次为日本、韩国。

此外，相较于陆地采矿，深海采矿的优势较为显著。例如：陆地采矿会在环境中留下大量“足迹”：需要修路，建造房屋和基础设施，挖掘露天采矿场矿坑，影响河道，并产生数百万吨的废石。而海底采矿不需要修路，没有海底矿石运输系统或建筑物，几乎不需要建任何海底基础设施。铁-锰结壳和结核基本上都是暴露在海床之上呈平铺状态。SMS矿床厚度可达几十米，但矿床上几乎或完全没有覆盖物。开采陆地矿床需要剥离覆盖层，挖掘出来的废石量在总挖掘量中的占比可达75%之高。而深海采矿的平台是船，可以很方便地从老矿点转移到新矿点，选择规模虽小但品位高的矿床进行开采。除矿石品位高外，海底采矿的另一个优点是可以在一处采矿场回收3种或更多种金属。3种主要类型的深海矿床（结壳、结核和SMS）都具有这样的优点。陆地采矿影响土著居民或原住民生活的问题正日益受到关注，而深海采矿不会引发这样的问题。

挑战

深海矿产开采存在法律空白

深海采矿将是本世纪人类满足自身发展需求的战略之举，其前景受到技术、经济、地缘政治、国际法律法规等多重因素的制约。

对深海矿产资源认知不够，勘查开发监管存在风险。行业内和研究学者们基本都知道深海矿床在哪里，但是对于资源的集中度、规模大小却知之甚少。这对于需要据此开展成本效益评估的单个项目来说，矿床品位及规模的不确定性成为制约其开发的主要因素。例如：加拿大鹦鹉螺矿业公司圈定的索尔瓦拉1号矿床，是当前世界上最先进的深海采矿项目，但其资源仅够开采两年。其结果是，现在还不能确定，该公司为开矿而进行的巨大投资是否具有经济效益，因为仅仅建造一艘船的费用就高达10亿欧元。

深海采矿主要的缺陷和风险在于“社会环境运营许可”。由于深海采矿通常位于国家管辖区外，关于勘查活动的国际监管框架的制定进程缓慢。这就导致企业参与无章可循，使得投资者望而却步。环境组织和科学家们也声称，当前对于深海采矿给生态系统造成的环境破坏风险知之甚少。

国际法律框架不完善，开采条款未出台。大部分深海资源都位于国家管辖区以外的国际水域，法律框架复杂。对于深海采矿引发的新问题，国际法律框架层面还存在着诸多的不确定性和空白。规制海洋活动最重要的国际法是联合国海洋法公约（UNCLOS），其在1982年通过，1994年开始实施，目前世界上有166个国家已经签约成为会员国，但也有例外，如美国。

为了管理和协调深海矿床相关事宜，1994年在UNCLOS下成立了自治国际组织——国际海底管理局（ISA）。所有公约签署成员国自动成为ISA的成员。截至目前，ISA分别于2000年、2010年和2012年通过了勘查结核、硫化物、结壳的条款，但是关于开采的条款还在制定当中。

结核和SMS勘查开发技术较为成熟，结壳挑战性大。深海采矿通常包括几项关键技术。首先是要有现代化的装备齐全的船。目前，已有好几艘勘查船在运营，它们通常属于国家研究机构和地质调查局。开展巡航研究是很昂贵的事情，一艘船的运营成本约5万～10万欧元/天。另一项关键技术是可用于深海采矿作业的遥控机器人（ROV）。SMS在输送至海面之前，要用ROV进行开采。散落于海底淤泥中的锰结核，可通过ROV真空将其从海底吸出来。锰结壳可通过在洋底作业的ROV进行剥离并磨碎。ROV可将这些混合物运送至提升系统，管运至海面的船上。通常，一套深海采矿系统包括4个子系统：采掘系统、提升系统、海面平台和处理系统。

对于深海采矿技术，行业内似乎对商业化开采很有信心，认为以当前的技术水平足以满足需求。这些技术源自油气钻探，钻进深度通常可达2000米以上。然而，开采不同类型的深海矿产，其技术要求不尽相同。现有的或目前正在建立的第一代深海勘查开采技术只适用于铁-锰结核和SMS，不适用于铁-锰结壳。勘查和开采铁锰结壳需要克服两个主要的技术难题，一个是勘查和描述矿山特征，另一个是开采。勘查工具必须是深海拖曳式或可以装载在ROV上，并且可以在现场测量结壳的厚度以计算储量。最佳途径可能是开发一种多光谱地震探测工具和伽马辐射探测器，但必须解决伽马射线信号在海水中衰减的问题。与铁锰结壳相比，结壳基岩的种类繁多，伽马射线探测器在区别结壳基岩物理性能方面效果最好。开采方面的难题是，采矿工具必须能把铁-锰结壳与结壳基岩分离开，从而做到只开采结壳，不开采基岩，因为基岩开采会大大稀释矿石的品位。困难在于，结壳是牢固地附着在基岩之上的。分离结壳与结壳基岩的工作必须在水下1500m～2500m处的不规则且往往是粗糙的海床上进行，而且结壳以下的各种结壳基岩的韧性又各不相同。攻克这一难关需要进行高水平的技术创新。

资源价格和资本成本是制约深海采矿的两个主要外在因素。深海采矿主要受到包括资源价格和资本成本在内的外部因素影响。对于采矿本身，用于造船和开发必要技术的初始投资成本是巨大的。不是所有项目都在商业上可行，但是走向深海在很多情况下却是一个战略性问题。采矿业一直是一个高成本产业，将深海采矿成本与陆域采矿进行对比很重要。对于陆域采矿，总成本包括环保成本、固定基础设施成本和劳动力成本，相较而言，深海采矿对投资者颇具吸引力。

据欧盟方面测算，深海勘查一天的成本超过10万美元，大部分勘查航次的预算在5000万～2亿美元之间。对开采而言，一天的运营成本高达好几亿欧元，这还取决于矿床及其位置。最大的成本是船、钻探及船员的费用。从经济角度来看，很多方面都取决于上述外在因素，主要包括某种资源在一定时期的市场价格以及相较于陆域采矿的成本控制。

深海采矿的环境影响可能会很大，要提前开展风险评估。所有扰动地球表面的活动，无论是陆上的还是深海的，都会扰动甚至摧毁动植物栖息地。因此，必须制定最环保的工作计划，并使所有地球表面的活动都按计划开展。与陆域采矿相比，深海采矿具有环境影响小的优势。然而，至今业界对于深海采矿会造成哪些环境问题尚知之甚少，目前全球只有一座海底矿山——索尔瓦拉1号矿，拥有此矿的加拿大鹦鹉螺矿业公司提交了一份开采此矿的环境影响报告，这是当前现实中唯一的陈述海底采矿环境影响的报告。考虑到矿床类型和开采工具等方面的因素，海底采矿的环境影响可能会很大。因此，基于不同尺度原地实验的风险评估是深海采矿实施前必不可少的工作环节。

研究人员通过实施一些国际科学计划研究了开采铁-锰结核可能会造成的影响，这些国际计划以广泛的野外考察以及理论和实验室研究为基础。在采矿车辆经过的地方，动植物栖息地显然会遭到破坏，海底水层中还会产生沉积物卷流，卷流的范围有多大则不可预知。国际海底管理局2008年开展的一个项目得出这样的结论：难以预料开采海底结核会对生物多样性产生什么样的威胁，以及会带来多大的物种衰落风险，因为我们对海洋物种数量和地理分布情况的了解十分有限。存在潜在毒性的金属可能会在短时期内从孔隙水中释放出来，或在结核碎屑解吸作用下产生，特别是当采矿作业降低了表面沉积物中的氧含量时，这种情况会发生。

从深海采出的矿石将被运送到陆上的选矿厂。一旦矿石被运到现有或新建的选矿厂加工处理，也会引发与现有陆上选矿厂同样的环境问题。但新建选矿厂可能会更高效并采用先进的绿色技术。船上的选矿工作可能将仅限于矿石脱水，把水回灌到水下采矿场。如果是开采结壳，可能会在船上进行浮选，以去除结壳基岩。

现状

各国加速“淘金”探明深海富矿区

其实，科学家早在100多年前就知道深海里有矿产。然而，对深海矿床成因、分布和资源潜力的研究却始于最近几十年。20世纪70年代，科学家首次对东北太平洋克拉里昂-克利伯顿断裂带（CCZ）铁-锰结核进行了详细研究。当时有人预言，对CCZ海区铁-锰结核的开采将于20世纪70年代末至80年代初开始，但这一预言没有成为现实。1977年，科学家又在太平洋加拉帕戈斯海脊发现了热液系统。此后不久，研究人员又于1979年在东太平洋隆起发现了“黑烟囱系统”。20世纪80年代早期，对海底铁-锰结壳的研究引人注目，因为从铁-锰结壳中开采钴的前景被看好。然而，由于全球市场金属价格在20世纪90年代前后直至21世纪初持续低迷，开采海底矿产的积极性受到打击，开采计划被搁置。但针对海底矿床的研究与开发工作一直没有中断。进入21世纪以后，随着全球金属价格的上涨，深海矿产资源的勘查开发再次引起广泛关注。

结壳通常沉淀在海底山岭、山脊和高原上，水深400m～7000m，厚度最大和含金属最多的结壳位于水下800m～2500m处，采矿作业最佳水深1500m～2500m。西北太平洋底海山的年代为侏罗纪，是全球海洋中最古老的海山，其结壳最厚，稀有金属的含量通常也最高。因此，西北太平洋中部赤道海区被认为是勘查海底结壳的主要地带，即通常所称的“中太平洋主结壳带（PCZ）”。

对于结核而言，太平洋尤其是东北太平洋的克拉里昂-克利伯顿断裂带（CCZ），秘鲁盆地，以及南太平洋的彭林-萨摩亚盆地是发现结核最多的海域。印度洋盆地中部也发现了一处大型结核带，西南大西洋的阿根廷盆地和北冰洋等海域内可能也有铁-锰结核带，但这些海域的勘查程度非常低。CCZ海区最具经济吸引力，在这一海区内，已经或正在等待与国际海底管理局签署勘查合同的勘查区块有13处。矿业公司之所以对CCZ海区感兴趣，是因为此海区有大量铁-锰结核且镍和铜的富集度高。

总体来看，截至2013年，已签署海底勘查合同的占地面积约为1843350km2，其中约一半勘查项目是沿海国家在其各自的专属经济区（EEZ）内进行的，其余勘查项目是在国家管辖区外的公海地区进行的，在公海地区进行的勘查项目需经国际海底管理局（ISA）批准。SMS矿床勘查项目的面积约占海底勘查总面积的45%，大多数都位于西南太平洋国家的EEZ范围内，公海地区SMS矿床勘查项目的占地面积仅有5万km2。在占据其余55%海底勘查面积的项目中，大多数为铁-锰结核勘查项目，这部分项目全部在公海范围内进行。此外，还有两个占地面积很小的磷灰岩勘查项目，一个在新西兰海域，另一个在纳米比亚海域；还有一个面积非常小的多金属泥勘查项目，此项目在红海海域进行。这3个小项目以及一个位于西南太平洋的SMS项目已被批准签署采矿合同。2012年7月，ISA理事会和大会通过了勘查海底铁-锰结壳的法规，此后不久便收到了申请在西太平洋进行勘查并签订合同的两份工作计划，勘查合同的占地面积9000km2。

中国、法国、德国、印度、日本、韩国、俄罗斯以及一个名为“洋际金属”的多国集团（成员国有：保加利亚、古巴、捷克共和国、波兰、俄罗斯和斯洛伐克共和国）签署了勘查海底铁-锰结核的合同，每块勘查区的面积约为7.5万km2；中国、法国、德国、韩国和俄罗斯等国已经或即将签署勘查SMS矿床的合同，每块勘查区的面积约为1万km2；中国、日本和俄罗斯已经制定或预计将制定勘查海底铁-锰结壳的工作计划，每块勘查区的面积约为3000km2。此外，有4家公司已经或即将签订勘查海底铁-锰结核的合同，其中3块勘查区的面积为7.5万 km2，1块为5.862万km2。海底矿床勘查工作目前正在加速进行，不断有国家或公司要求签订新的合同。

前景

铺就“产学研用”深海采矿之路

至今我们并不十分清楚全球海洋中铁-锰结壳、结核和SMS矿床的资源潜力到底有多大。相对而言，对CCZ海区和中印度洋盆地结核矿床的特性描述最为清楚。必须用评价陆地矿床的方法评价海洋矿床，从而发现海洋矿床作为许多种稀有、战略性和紧缺性重要矿产来源的重要性。对比评估工作应包括对每一种重要矿产整个生命周期的评价，以及对矿床开采环境影响的评价。

从工程技术的角度看，必须取得几方面的重要突破才能使结壳开采具有可行性。与结壳开采相比，结核开采技术较为简单，因此已进入可开发阶段。阻碍铁-锰结壳勘查的最大难点是，需要在原地实时测量结壳的厚度，开采矿石的最大障碍则是把铁-锰结壳与结壳基岩有效地分离开。减少或消除对铁-锰结壳和结壳基岩物理性质测量结果的偏差有助于解决这一技术问题。需要对种类繁多的样品，尤其是磷酸盐化的厚层结壳进行分析。一个更困难的问题是，需要在原地测量浸透海水的样品。这些测量开展以下工作：认识从海水中捕获金属的机理；对比结壳和结壳基岩以开发勘查技术；描述结壳强度和结壳对各种采矿方法的承受程度。

虽然开采海底矿产的技术正取得重大进展，但还远远不够，亟待开展技术创新，采用降低成本的绿色技术是未来深海采矿的必由之路。使用简单的酸浸法就可以浸出结壳和结核中的全部主要和稀有金属，因此，应该研发化学和生物化学选矿工艺，比如使用特定的金属结合药剂，以便能够选择性地回收想要回收的金属。在回收了想要的金属后，剩下的矿渣可以送入另一个提取流程，回收其他种类的金属。从矿渣中回收这类金属往往不具经济可行性，因此，回收这类金属的前提是国家有经济鼓励政策或战略需要。

对于一个国家而言，要么是通过国家科学研究机构或地质调查机构加强深海矿床的勘查、开发研究及技术储备，要么是通过立法不断创造并完善有利于深海采矿的优良环境，吸引社会投资进军深海。深海矿产资源勘查开发将是一个事关民族发展、国家兴盛的重要领域，需要政府加强政策引导，强化监管与服务，铺就一条“产学研用”的深海采矿创新之路。