西北太平洋北京先驱结核矿区海上调查最新进展——中国大洋81航次简况

2023年8月9日—11月8日,自然资源部第二海洋研究所组织实施了中国大洋81航次暨北京先驱第4航次。本航次由“大洋号”综合科学考察船承担,在北京先驱高技术开发有限责任公司(简称“北京先驱”)的西北太平洋多金属结核矿区内开展资源勘探、环境基线调查和技术装备试验工作。

《“区域”内矿物资源开发规章》草案试采条款要求下的应对建议

《“区域”内矿物资源开发规章》正在协商中,环境保护与保全已成为各方谈判的焦点。2019年,德国提交给国际海底管理局的一项书面意见中建议增加试采的条款,要求承包者在商业性采矿前进行试采。试采作为勘探阶段向开发阶段的过渡期间需求,对采矿技术、经济性和环境影响评估均起到验证性作用。相较来说,我国在深海采矿进程中紧随西方发达国家之后,但技术成熟性较弱。积极应对试采要求,在试采中验证经济性、技术性和环境影响,跨过环境门槛,成为第一批进入商业深海采矿的承包者对我国至关重要。为此,我国需要大力发展深海采矿关键技术、加强深海环境科学研究、参与环境规则的制定,实现深海矿产资源开发与环境保护的平衡。

国际海底管理局开发规章草案制定中深海采矿相关条款浅析

大洋多金属结核是区域内最具开发前景的矿物资源,由国际海底管理局对其勘探和开发有关活动进行管理。目前正值多金属结核资源从勘探到开发的转型阶段,开发规章草案正在紧锣密鼓地修订。针对草案所涉及的“利益攸关方协商、沿海国权利与义务、水下文化遗产保护、环境影响评价范围和步骤、试采、关闭计划、有效控制、检查机制”等条款的背景和案文修订情况进行解读。2023年7月10日至21日,国际海底管理局第28届理事会第二期会议在牙买加金斯顿举行,会议继续聚焦开发规章的协商和修订工作,理事会还就“两年期规则”和“开发规章制定路线图”达成了一致并通过了决议草案。虽然目前在开发规章草案的修订过程中各方对诸多条款及相关问题还存在一些争议,但如果可以证实深海采矿对深海生态系统的影响有限,同时充分考虑到其开发对全球能源经济格局的影响,这种深海矿物资源的开发便可为全人类造福。

基于Sea-thru和Mask R-CNN的深海多金属结核图像处理

利用现代图像处理技术探测矿区内矿物基本形态结构、分布状态以及多金属结核的其他赋存数据时,为了进一步提高深海矿物评估精度,提出了基于Sea-thru和Mask R-CNN相结合的深海矿物图像分割系统。实验结果表明,Sea-thru能够对海底矿物图像进行有效增强,还原衰退的矿物图像,Mask R-CNN可提高矿物颗粒分割准确率,进而获取更加准确的矿物颗粒信息,提升矿物资源的评估精度。

西北太平洋多金属结核矿区沉积物沉降特性研究

深海沉积物的沉降特性是计算多金属结核开采引起的羽状流影响范围的重要依据。通过沉积物静水沉降实验,得到了不同粒径组沉积物的沉降速度,并分析了西太平洋深海沉积物的沉降特性。研究结果表明:西太平洋深海海底沉积物主要由黏性细颗粒组成,中值粒径为3~4μm,最大粒径为240.3μm。粒径大于32μm的粗颗粒沉积物的沉降速度在3.33~8.33 mm/s之间,粒径小于32μm的细颗粒沉积物的沉降速度范围在0.01~3.33 mm/s之间。

两相淋滤实验在深海铁锰结核研究中的应用

两相淋滤实验能够分离深海铁锰结核的水生矿物相和残留矿物相组分,为研究深海铁锰结核成矿作用以及古海洋环境提供直接信息。为了探讨两相淋滤实验在不同成因类型铁锰结核成矿作用研究中与全岩样品分析结果的差异,本文选取了西太平洋海山区和东太平洋CC区6个站位的铁锰结核样品进行了全岩样品矿物学和元素地球化学分析,利用两相淋滤实验分别提取了铁锰结核样品的水生矿物相和残留矿物相组分,并进行了元素地球化学分析。结果表明,不同类型铁锰结核的两相淋滤实验中残留相质量占比为14.0%~17.6%,变化较小,残留矿物相组分中Nb、Rb、Ta、Ti、Zr等元素含量较高。水生矿物相组分中的Co、Ni、Cu、Zn、Sr、REY元素含量及其比值变化与全岩样品基本一致。水生矿物相与残留矿物相中Ti、Nb、Sr含量的比值与全岩样品的Mn Fe值呈较好的负相关关系,可作为研究铁锰结核成矿环境的指标参数。

深海矿产资源开采系统技术指南探讨

深海资源的开采对材料供应链、全球矿产经济和一些国家的经济发展、海洋生态系统以及人类应对气候变化的能力有长期的影响。本文对深海矿产资源开发系统技术指南的绿色、经济、可靠性、智能、安全等五个准则进行了深入分析,用以指导深海矿产资源开发系统研发,支撑形成系统设计、建造、验收统一标准,最终推动实现商业化开采的目标。