何詩凡

中國地質大學(北京)2018級本科生，海洋科學專業

近年來，“綠牌車”逐漸走進了人們的生活。電力，這種更為清潔、低碳、環保的驅動方式，得到了大眾的青睞。與此同時，被譽為“電動車心臟”的動力電池也備受矚目。

分布于海底的多金屬結核被譽為“巖石中的電池”，其中貯存的銅、錳、鎳、鈷等金屬元素以及稀土元素不僅是制造電池的原材料，還是電子技術、新能源開發等高新技術產業的必需品。全世界大洋底多金屬結核儲量約3萬億噸，僅太平洋就有1.7萬億噸，其中約有700億噸具有工業開采價值，結核中的銅、錳、鎳、鈷等金屬資源儲量比陸地上高出幾十到幾千倍。除此之外，結核礦還以每年約1000萬噸的速度增長，源源不斷地供應金屬資源^[3],[7]。

相較于陸地采礦，從深海獲取制造電池所需的金屬，也將極大降低礦產開采產生的環境代價。據評估，從海底采集多金屬結核產生的二氧化碳與陸地采礦相比減少了75%，而且采礦過程中幾乎不產生固體廢物，也不會占用土地和森林資源。

多金屬結核究竟是“何方神圣”呢？說起它的“長相”，你或許會覺得并不陌生。

假如你在楊梅季節見到了多金屬結核，可千萬要抑制住想咬一口的沖動！同水果楊梅一樣，多金屬結核也有著黑色的外觀，由“果核”和“果肉”組成，可謂是“深海中的楊梅”。

多金屬結核的結構

結核核心是結核生長的起點，其來源多樣，最常見的有生物、巖石、礦物、隕石這幾類。金屬離子和膠體圍繞著核心沉淀、聚集，便形成了一圈圈殼層。

如同果肉貯存著水果的營養與滋味，結核的殼層也是其精華所在。殼層主要由錳礦物（錳的氧化物和氫氧化物）、鐵礦物（鐵的氧化物和氫氧化物）和硅酸鹽礦物組成，鐵、錳等金屬資源富集于此。

多金屬結核主要分布于3000米~5000米水深的海底，各大洋中都能找到它的身影，太平洋中的儲量最為豐富。

在夏威夷和墨西哥之間，有一個廣闊的深海平原，這里是全球最大的多金屬結核產出區——克拉里昂-克利伯頓斷裂帶海區（CC區），數萬億個拳頭大小的多金屬結核中蘊藏著世界上已知最大的鎳、鈷和錳礦藏。目前，CC區的多金屬結核勘探合同區占地120萬平方公里，據估計，其中貯存的金屬足以為全球的所有電動汽車提供電力。

認識到多金屬結核潛在的經濟價值后，人類自然不會無視它的存在。20世紀60年代，美國、蘇聯、德國等國率先掀起了多金屬結核“調查熱”。隨著深海技術的發展，深海采礦可行性變高，各國也逐漸轉變為“開發熱”。

“工欲善其事，必先利其器”，目前國際上主流的采礦系統是液壓汲取式開采系統。

這種開采系統主要由采礦船、提升系統、采集頭三個部分構成。如果把多金屬結核想象成奶茶里的珍珠，由水泵和管道組成的提升系統就像是喝奶茶的吸管，采礦裝置中的采集頭收集并“吸入”多金屬結核，統一送進“吸管”里，而以采礦船則負責為水下作業的設備提供動力。

我國對多金屬結核的調查起步較晚，但吸取了前人的經驗教訓，發展迅速。作為第一批大洋礦產的先驅投資國，我國至今已獲批兩塊多金屬結核勘探合同區。

在享受深海礦產優先開發權的同時，我國也履行著保護深海環境的義務，積極開展礦區環境基線調查，致力于研發高精度、低擾動的采礦裝置，以期推動深海采礦的可持續發展。

深海“楊梅”能夠驅動的不僅是電動汽車，更是一個國家的資源儲備和工業發展。期待未來，深海礦產的開發利用在方便人類生產生活的同時，也能讓經濟發展的快車跑得更遠。