5月13日，在廣東深圳海域，重達1.5萬噸的恩平20-4海上鉆采平臺進行了動力定位浮托安裝。它是恩平油田群的重要組成部分，油田群全面投產(chǎn)后，將進一步加快新油田開發(fā)建設(shè)步伐，助力中國海洋石油、天然氣（統(tǒng)稱油氣）產(chǎn)能建設(shè)再提速！
除了海底油氣資源之外，海洋里還有哪些礦產(chǎn)資源？它們又是如何形成的？這些資源對人類有哪些用途呢？
海底的礦產(chǎn)藏在了哪里？
海底礦產(chǎn)資源是現(xiàn)代和地質(zhì)歷史時期地質(zhì)作用的結(jié)果，包括海底油氣資源、海濱砂礦資源、天然氣水合物、多金屬結(jié)核、富鈷結(jié)殼等。
地球表面70.8%以上被海洋覆蓋，水深大于200米的深海區(qū)域占據(jù)地球總面積的60%。陸地上大部分已被發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源，也同樣富集在海底沉積物和巖石中，有些礦產(chǎn)資源甚至是海洋獨有的。
由于數(shù)百米甚至數(shù)千米的海水阻隔，絕大多數(shù)海底礦產(chǎn)還處在沉睡狀態(tài)。而且，海底礦產(chǎn)的勘探和開采技術(shù)條件異常復雜，環(huán)境風險和開發(fā)成本遠大于陸地。目前，人類開采、利用較多的海底礦產(chǎn)資源就是海底油氣資源。
濱海砂礦資源：
陸地帶給海洋的“禮物”
當我們在新聞里看到飛機高飛遠航時，可能想不到，用在飛機發(fā)動機上的材料——鈦合金，與海洋有著千絲萬縷的聯(lián)系。這是因為，提取金屬鈦的重要原料——鈦鐵礦，主要來自濱海砂礦。
巖石是由礦物構(gòu)成的。陸地上的巖石，歷經(jīng)漫長的風化作用，慢慢解體、破碎，河流將這些碎屑帶到海里，經(jīng)過海浪、潮流、潮汐的進一步分解和“層層篩選”，相對密度較大的“重礦物”在特定位置富集起來，就形成了濱海砂礦。
除了鈦鐵礦之外，地球上已經(jīng)探明的濱海砂礦資源還包括金、鉑、錫、釷、鋯、石英砂、金剛石等。
其貌不揚的黑色寶藏
——多金屬結(jié)核
在深海沉積物上面，常散落著一些質(zhì)地堅硬的橢球狀黑色或褐色的金屬球，它們被稱為多金屬結(jié)核。多金屬結(jié)核曾被稱為錳結(jié)核、鐵錳結(jié)核等。
有些多金屬結(jié)核“皮膚”很平滑，貌似雞蛋或土豆；也有些“皮膚”很粗糙、凹凸不平，貌似葡萄或菜花。別看它們其貌不揚，卻含有錳、鐵、鎳、鈷、銅等30多種稀土元素或金屬元素，可謂黑色寶藏！
多金屬結(jié)核有一個或多個核心，核心可能是巖石碎屑，也可能是海洋生物遺骨。錳、鐵等金屬元素的氧化物圍繞著核心，一層層沉淀。這個過程仿佛滾雪球一樣，越滾越大，最終形成了大小不等的多金屬結(jié)核。只不過這個過程極漫長，要以百萬年為單位。
那么，海洋里的錳、鐵等金屬元素從何而來呢？一是陸地或島嶼上的巖石風化釋放出來的；二是火山或巖漿噴發(fā)產(chǎn)生的熔巖和大量氣體，與海水相互作用被萃取出來的；三是海洋生物死亡后，分解釋放出的；四是空氣塵埃中的元素。
多金屬結(jié)核中含有豐富的錳、鐵、鎳等金屬元素。其中，錳和鐵是鋼鐵工業(yè)的重要原料，廣泛用于電池生產(chǎn)和航天航空領(lǐng)域；而鎳主要用于生產(chǎn)不銹鋼和各種抗腐蝕合金。
奇形怪狀的珍貴資源
——富鈷結(jié)殼
在海下400～4000米的海山、海脊斜坡和頂部，有一種外形與多金屬結(jié)核迥異的礦產(chǎn)資源——富鈷結(jié)殼，它是層殼狀的，但也有少數(shù)是球狀、盤狀或瘤狀的。它的“膚色”與多金屬結(jié)核類似，都是黑色或黑褐色的。
鈷主要用于生產(chǎn)各種耐熱、耐磨和耐腐蝕的合金材料和永磁材料。富鈷結(jié)殼中鈷的含量高達2%，此外還含有鐵、錳、鋅等幾十種金屬元素。但富鈷結(jié)殼長得非常慢，可以說是地球上最緩慢的自然過程之一，有人估算，10厘米厚的結(jié)殼層，需要約6000萬年。
關(guān)于富鈷結(jié)殼的形成過程和機理尚無定論，多數(shù)學者認為是水成成因，即鐵、錳等金屬元素源于海水，結(jié)殼沉積可能是純粹的膠體化學沉淀過程。
海底熱液硫化物：
海底的“黑煙囪”
在洋中脊上有一種熱液噴口，會噴出黑色的煙，人們形象地稱其為“黑煙囪”。不過它冒出來的不是“煙”，而是溫度高達350～450攝氏度的熱液，其中黑色的物質(zhì)是硫化物“粉塵”。
一小部分硫化物“粉塵”從出口邊緣依次固結(jié)形成“黑煙囪”。“黑煙囪”破碎倒塌，就會形成塊狀礦。剩下一部分硫化物“粉塵”則在“煙囪”周邊的海底沉積下來，形成軟泥礦。其沉積速度很快，一年就能增長幾厘米。它們就是海底熱液硫化物。
海底熱液硫化物大多出現(xiàn)在大洋板塊擴張的洋中脊，與洋殼下活躍的巖漿活動有關(guān)。也有人認為是海水侵入海底裂縫，受洋殼下的熱源加熱，溶解洋殼內(nèi)的多種金屬化合物，再從洋底噴出而成的。熱液硫化物中富含銅、鋅、鉛、金與銀等金屬元素，而且很可能和生命起源有關(guān)，具有良好的開發(fā)遠景。
海洋深處還有很多“沉睡”的礦產(chǎn)資源等待人類去發(fā)現(xiàn)和開發(fā)，但它們并不是取之不盡用之不竭的。珍惜海底礦產(chǎn)資源，合理開發(fā)與應(yīng)用，是人類共同的責任！
（文/圖：蘇德辰 中國地質(zhì)科學院地質(zhì)研究所）
