多金属结核
3,500 – 6,500 mPolymetallic Nodules
深海平原上“长”了百万年的土豆状结核,核心常是有孔虫贝壳或鲨鱼牙齿碎片。
锰约 24–30%、铁 5–7%、镍 1.3%、铜 1.0%、钴 0.2%。水成成因生长约 10 mm/百万年,成岩成因约 10–100 mm/百万年——这意味着一旦破坏,恢复需要地质尺度的时间。
从深海平原的多金属结核,到海山上的富钴结壳、洋中脊的热液硫化物、 大陆坡的天然气水合物与远洋盆地的稀土泥——这里汇集公开数据与国际治理进展, 带你读懂海底之下的能源与矿产版图。
深海矿产大致可分为结核、结壳、硫化物、水合物与稀土泥五类,加上依赖化学能生存的深海生态系统,共同构成海底资源与生命的双重版图。
Polymetallic Nodules
深海平原上“长”了百万年的土豆状结核,核心常是有孔虫贝壳或鲨鱼牙齿碎片。
锰约 24–30%、铁 5–7%、镍 1.3%、铜 1.0%、钴 0.2%。水成成因生长约 10 mm/百万年,成岩成因约 10–100 mm/百万年——这意味着一旦破坏,恢复需要地质尺度的时间。
Co-rich Ferromanganese Crusts
生长在海山硬岩表面的铁锰壳层,厚度可达数十厘米,富含钴、镍、铂与稀土。
分布于碳酸盐补偿深度以上的海山顶部与斜坡,钴含量高于结核数倍,并伴生铂族金属与稀土元素,是“关键金属”的潜在来源。
Seafloor Massive Sulfides
洋中脊热液喷口堆出的“黑烟囱”,是铜、锌、金、银的富集体。
海水沿裂隙下渗被岩浆加热,以超过 370°C 的温度喷出,与近冰点海水混合后析出硫化物颗粒。黑烟囱以铁硫化物为主,白烟囱则富含钡、钙、硅。
Gas Hydrate
低温高压下,甲烷被“冻”进水分子笼中形成的类冰固体,被视为未来的过渡能源。
广泛分布于大陆坡、海沟与永久冻土区。中国在南海神狐海域完成 2017 年首次试采与 2020 年第二轮试采,2025 年在催化转化与开采工艺上又有新突破。
REY-rich Mud
远洋盆地深部的富稀土沉积物,中重稀土比例高,是稀土供应的潜在替代来源。
日本在南鸟岛周边海域推进试验:2026 年 2 月完成约 5,700 米水深试采,8 月回收约 50 吨稀土泥,中重稀土占比超过五成,并计划推进商业化。
Deep-sea Ecosystems
热液、冷泉与深海平原孕育着不依赖阳光的化能合成生态系统。
生物发光在海洋动物中普遍存在;热液喷口的生命依靠化学能生存。海底采矿的沉积物羽流、噪声与光污染对生态系统的影响,是当前治理争论的核心。
太平洋的多金属结核最富集,海山富集富钴结壳,洋中脊分布热液硫化物;可燃冰广布于大陆坡,稀土泥则富集于远洋盆地深处。
不同资源各有其深度窗口:结壳贴着海山生长,热液硫化物沿洋中脊喷出,结核铺在深海平原,稀土泥沉在数千米的远洋盆地。
克拉里昂-克利珀顿区结核的保守估算总量约 211 亿干吨,其中含锰约 59.5 亿吨、 镍约 2.74 亿吨、铜约 2.26 亿吨、钴约 0.44 亿吨。
深海资源多分布于深层带以下,越往下,温度越低、压力越大、光照越少。
ISA 已核准的 31 份勘探合同覆盖三类主要矿产。合同数量与勘探面积,是各国深海资源布局最直接的指标。
中国持有 5 份 ISA 勘探合同,控制勘探面积 23.48 万平方公里,数量居全球首位。
中国持有 5 份 ISA 勘探合同、23.48 万平方公里勘探面积,主张完善国际制度、统筹资源开发与环境保护。
瑙鲁、汤加、日本、库克群岛等资源国主张在完善规则前提下推进开发,挪威曾率先开放许可后推迟。
法国、智利、瓦努阿图、帕劳、斐济等国呼吁在科学认知充分前暂停商业开采,强调生态系统不可逆风险。
可燃冰被视为衔接化石能源与可再生能源的过渡选项。中国在南海完成了从“能采出”到“采得好”的工艺验证。
中国在南海神狐海域实现天然气水合物首次试采,连续产气 60 天,累计产气约 30.9 万立方米。
在水深约 1,225 米海域完成第二轮试采,30 天累计产气 86.14 万立方米,验证了水平井钻采工艺。
海南大学团队在《自然·通讯》发表纳米钯催化成果;西南石油大学提出固态流化井下双层管开采工艺。
第十五届全国运动会火种取自千米深海的可燃冰,深海能源首次以“圣火”形式进入公众视野。
深海资源属于“人类共同继承财产”。从《联合国海洋法公约》到 ISA《开发规章》谈判,规则之争直接决定商业开采的时间表。
确立“区域”(国家管辖范围以外的海床)及其资源属于人类共同继承财产。
ISA 依据公约成立,总部设于牙买加金斯敦,代表全人类管理深海资源。
ISA 开始讨论深海矿产商业开发的规则框架。
要求 ISA 在 2023 年 7 月前完成开发规章,谈判进入快车道。
各方在环保标准、机构设置与财政负担上分歧明显,规章审议延续。
联合国新闻指出,ISA 正制定全面采矿法规,强调深海不能沦为无序开采之地。
挪威宣布北极深海采矿首轮许可至少推迟至 2029 年;库克群岛亦推迟勘探审批。
ISA 理事会继续就《开发规章》核心条款展开谈判,规则博弈仍在进行。
深海生态系统恢复极其缓慢。结核每年只生长数毫米到数厘米(以百万年计),一旦破坏,恢复周期远超人类工程尺度。
采矿扰动海底沉积物,细小颗粒可扩散数十公里,遮蔽滤食生物并改变底栖环境。
结核本身即为底栖生物的附着基质,采集后栖息地消失,恢复周期以百万年计。
采矿设备与提升系统产生持续噪声与照明,可能干扰深海生生物的通讯与行为。
人类对深海生态系统的运行机制与恢复力基线仍存在大量认知空白,难以量化影响。
深海采矿的核心是“海底集矿 + 立管扬矿”,而载人深潜器与大深度连续取样技术,则是资源调查的先决条件。
海底采矿车采集结核并经立管提升至水面母船,是当前商业化方案的主流工艺路线。
中国 7,000 米级载人潜水器,2012 年创下 7,062 米下潜纪录,用于深海资源调查。
中国全海深载人潜水器,2020 年成功坐底马里亚纳海沟 10,909 米。
JAMSTEC 于 2026 年实现 5,569 米水深连续取样并回收约 50 吨稀土泥。
优先引用官方机构与同行评议来源;自媒体仅用于线索,数据均回落至原始来源核对。
部分资源量为公开资料中的估算区间,随勘探与规则进展会持续修订,仅供科普与参考。