中国载人潜水深度进展神速。

2009年，中国在南海成功进行了20次下潜，最大下潜深度达1 109米。

2010年8月26日，“蛟龙号”深海载人潜水器在南海取得3 000米级海试成功，最大下潜深度达到3 759米。这也标志着中国成为继美、法、俄、日之后第5个掌握3 500米以上大深度载人深潜技术的国家。

2011年7月26日，“蛟龙”号首次下潜至5 038.5米，顺利完成了本次5 000米级海试的主要任务。

2012年6月27日，“蛟龙”号下潜最深达到水下7 062.68米，创造了中国载人潜水器的新纪录。

“蛟龙号”拥有世界上同类型载人潜水器的最大下潜深度——7 000米，这也意味着“蛟龙号”可在占世界海洋面积99.8%的广阔海域自由行动。

图3-7　蛟龙号潜水器（图片来自人民网）

海底漆黑一片，“蛟龙”号不是去旅游的。它的任务多，尽管这东西不大（长、宽、高分别只有8.2米、3.0米与3.4米），速度也不快（最大速度为每小时25海里，巡航每小时1海里），海底探索仿佛是瞎子摸象。但是，如果技术成熟，它将担负起运载科学家和工程技术人员进入深海，在海山、洋脊、盆地和热液喷口等复杂海底有效执行各种海洋科学考察任务，开展深海探矿、海底高精度地形测量、可疑物探测和捕获等工作，并可执行水下设备定点布放、海底电缆和管道的检测以及其他深海探询及打捞等各种复杂作业。

笔者记得在2008年参加加拿大探矿者年会上，总部设在加拿大的鹦鹉螺矿业公司（Nautilus Minerals）正在准备实施世界上首个大型深海采矿项目。这个项目位于巴布亚新几内亚的巴布亚岛附近1 600米深的海域，鹦鹉螺矿业公司正在进行谈判，希望在2011年或2012年投入运营。这家公司的海底采矿融资项目引起了笔者的好奇。

石油的深海采油可达1 500米水深，但是矿物资源的深海采矿能否可行？

时隔不到4年的2011年1月，巴布亚新几内亚政府向鹦鹉螺矿业公司授予了世界上第一例深海采矿租约，矿山开采权时间为20年。允许其实施在太平洋西南部俾斯麦海域（Bismarck）海的“Solwara1”项目。该租约涵盖面积约59平方千米。鹦鹉螺矿业公司拟在水深约1 600米的海底进行高品位铜和金矿石的开采。据公司网站信息报道，该采矿区金矿储量为10吨，铜矿储量为12.5万吨。折合铜品位2.6%以上的推定硫化矿石量103万吨，铜、金、银和锌品位分别为7.2%、5克/吨、23克/吨和0.4%。

海底采矿从概念发展到了现实可行，海洋矿物资源的瓜分游戏已经开始。

我们知道，海底最常见的金属矿物要数锰结核（锰块团）。据初步调查，每平方米的海底约有60千克的锰结核，它所含的金属成分有锰27%～30 %，最高可达55%，镍1.25%～1.5 %，铜1%～1.4 %及钴0.2%～0.25 %。其他成分还有铁6 %，最高可达37%。

仅就太平洋底的储量而论，这种锰结核中含锰4 000亿吨、镍164亿吨、铜88亿吨和钴98亿吨，其金属资源相当于陆地上总储量的几百倍甚至上千倍。

如果按照目前世界金属消耗水平计算，铜可供应600年，镍可供应15 000年，锰可供应24 000年，钴可满足人类130 000年的需要，如果把它们全部开采出来，锰可供人类使用3.33万年，镍2.53万年，钴34万年，铜980万年。这是一笔多么巨大的财富啊！而且这种结核增长很快，每年以1 000万吨的速度在不断堆积。因此，锰结核将成为一种人类取之不尽的“自生矿物”，真可谓是一个人类金属资源的大仓库。

我国开展大洋海底资源勘查活动始于20世纪70年代。1978年，“向阳红05号”海洋调查船在太平洋4 000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，它们先后在太平洋赤道水域、中太平洋海盆和东太平洋海盆进行了数十个航次的科学考察，调查面积达200万平方千米。

经过长达20余年的深海调查取样筛选，于1999年在太平洋圈定了一个7.5万平方千米的海底专属采矿区，在本世纪可预期的回采率条件下，可满足年产300万吨多金属结核矿开采20年的需求。在这块“丰产田”里，初步估算有4.2亿多吨金属结核，其中含锰11 175万吨、铜406万吨、镍514万吨和钴98万吨。

深海矿物资源的开发利用涉及哪些海洋技术呢？按照海底资源研究开发工作的先后顺序，可以将深海技术归纳为勘查技术、开采技术和加工技术。(www.daowen.com)

深海矿物资源勘查与陆地矿物资源勘查有很大不同，深海环境极其恶劣，高压、黑暗、低温、缺氧，加上海水的腐蚀性和破坏性都很大，所以对深海勘查技术的要求很高。

勘查离不开地形、地质测量，海底地形测量的难度不大，可以通过拖曳侧扫声纳以测绘大片海底，或用于勘查个别潜在矿区周围的详细地形。地质图的测量可以借助石油勘探的地震测深技术来解决，即通过地震测深设备获得声学图像，再利用计算机绘制海底地图。

地质勘查的基础图件是可以解决的。接下来就是如何进行资源勘探，由于海底矿物资源大多分布在水下3 000米以下，大量的人工作业是不可能的，只能依靠深海运载技术和深海机器人来完成。

深海运载技术是指运载各种电子装置、机械设备及人员到深海特定区域的超常环境中，进行特定作业的深潜技术。深海运载技术包括无人自治运载器（AUV）、有缆无人遥控运载器（ROV）及载人深潜器（HUV）。深海运载技术是人类进入地球海域内层空间，认识深海，勘探和开发深海资源必不可少的手段。同航天运载技术一样，深海运载技术是一国综合国力的象征，是意义深远的战略与前沿高技术。

深海运载技术是深海勘查技术与未来开发技术及装备的基础性技术，涉及系统通信、定位、控制、能源和材料等各种通用基础技术。因此，深海技术体系从内容上说应是深海运载技术与资源勘查技术、资源开采及加工专有技术的有机组合；从适用性上说应是既能提供适用深海多种资源勘查开发的技术基础，又能适应不同阶段技术继承与发展的需要。

深海运载技术涉及的高新技术范围很广，其关键技术包括深海运载器复合材料耐压仪表舱技术、深水耐压浮力材料技术、高精度定位技术及水下目标跟踪技术、水声通信和图像传输技术、高效生命维持系统技术和高比能量（瓦时/千克）动力装置技术等。

最典型和最重要的设备应属潜水器。它可以直接到达深海指定矿区，和深海机器人配合进行深海探矿、海底高精度地形测量等。可以开展对多金属结核资源按要求的网度进行勘查，包括对小区地形地貌以及勘探线的精细测量；可以定点采集样品（包括水样、沉积物样等）；还可以通过摄像、照相对多金属结核覆盖率、金属含量等进行评价；对多金属硫化物热液喷口进行温度测量，采集热液喷口周围的水样，并能保真储存热液水样等；对钴结壳资源的勘查，利用潜钻进行钻芯取样作业，测量钴结壳矿床的覆盖率和厚度等。

深海勘查是否成功还取决于遥感设备和技术。

海洋遥感技术主要包括以光、电等信息载体和以声波为信息载体的两大遥感技术。海洋声学遥感技术是探测海洋的一种十分有效的手段。利用声学遥感技术，可以探测海底地形、进行海洋动力现象的观测、进行海底地层剖面探测，以及为潜水器提供导航、避碰、海底轮廓跟踪的信息。卫星遥感技术的突飞猛进，为人类提供了从空间来观测大范围海洋现象的可能性。

深海开采技术经过几十年的发展和完善已经不是一件难度非常大的技术了。一般认为有3种方法比较经济、实用。

一种是空气提升采矿系统，由高压气泵、采矿管和集矿装置3部分构成。高压气泵安装在船上，采矿时，首先在船上开动高压气泵，气泵产生的高压空气通过输气管道向下从采矿管的深、中、浅3个部分输入，在采矿中产生高速上升的固、气、液三相混全流，将经过集矿装置的筛滤系统选择过的锰结核提升到采矿船内，其提升效率为30%～50%，这种采矿系统已于1970年试验成功，它能在5 000米水深处达到日产300吨锰结核的采矿能力。

另一种是水力提升式采矿系统。主要由采矿管、浮筒、高压水泵和集矿装置4部分构成。采矿管悬挂在采矿船和浮筒下，起输送锰结核的作用；浮筒安装在采矿管道上部15%的地方，中间充以高压空气，以支撑水泵的重量；高压水泵装置在浮筒内，其功率为8 000马力，通过高压使采矿管道内产生每秒5米的高速上升水流，使锰结核和水一起由海底提升到采矿船内。集矿装置起挑选、采集锰结核的作用。1975年采矿试验已获成功，现能达到日产500吨的采矿能力。

还有一种是连续链斗采矿系统。它是在高强度的聚丙二醇脂材料编成的绳上，每隔25～50米安装一个采矿戽斗。采矿时，船上的牵引机带动绳索，使戽斗不断地在海底拖过挖取锰结核并将其提升到采矿船上，卸入船内储仓。这种采矿法是由日本人发明的，1970年8～9月在希塔提岛以北400千米、水深4 000米处进行试验并获得了成功。这种装置结构简单、适应性强、采矿成本低。

深海矿产资源加工技术的研究包括大洋多金属结核冶炼加工中间试验、富钴结壳冶炼加工实验室扩大试验、前瞻性冶金方法探索、资源的非传统应用技术及选冶尾渣的综合利用等，形成技术先进、可靠高效、节能低耗、环境友好的深海矿产资源加工技术体系，为我国圈定多金属结核商业开采矿址和圈定满足商业开发规模所需资源量的富钴结壳矿区提供技术经济评价依据。

深海矿产资源加工可以放在地面上进行，传统的一矿和加工方法都可以使用。需要特别指出的是海底矿物即使是提升至地表，矿物颗粒表面还是会附着一层盐壳，需要后续处理。

深海采矿还必须有一项技术需要突破，那就是海水淡化技术。因为长时间在海上作业，不可能带足够多的淡水，需要在海面上进行海水淡化以满足海上采矿人员的需要。

随着陆地矿产资源开发成本的提高，使得深海资源的开发从经济上来讲越来越可行，海洋技术尤其是深海技术已经成为深海矿物资源开发的关键因素，是一把开启海洋矿物资源利用的金钥匙。