走向深海大洋62：洞察大洋矿产的真相

——关于大洋矿产调查中的地质取样

　　人们如何探测赋存在茫茫海下世界中的结核、结壳类的大洋矿产资源？如何了解到这些矿产资源的真相？记者近日采访了中国大洋科考第27航次首席科学家助理邓希光博士。 

　　地质取样，是了解海底的第一手段

　　邓希光说，大洋矿产资源与陆地矿产资源不同，多金属结核、钴结壳资源，赋存于深海盆地或海山区，被厚厚的海水覆盖，因而调查评价的难度大。调查结核、结壳资源，首先要拥有先进的科学调查船。在此基础上，采用综合地球物理（包括多波束测量、重力测量、磁力测量、地震测量、浅地层剖面测量等）方法、直观调查法（海底摄像、载人深潜器等）、地质取样法，间接地、直接地去获取数据资料，来了解认识这些海底矿产资源，其中，通过各种采样器把结核、结壳直接采上来，让我们看得见摸得着，这个办法就是地质取样法。主要有深海浅钻取样、箱式取样、电视抓斗取样、拖网取样等。地质取样是我们了解海底的第一手段。通过地质取样，可以知道海底岩石、海底沉积物、海底矿产资源的类型和分布。我们可以从取得的这些样品了解到地球地质结构演化过程以及矿产资源的形成、气候环境的变化等。

　　结壳取样最有效的手段是深海浅钻，结核取样最有效的手段是箱式取样

　　邓希光介绍，根据调查评价和研究目的的不同，目前我国大洋科考中主要采用的地质取样手段有：针对沉积物取样，主要是箱式（包括可视化箱式）、多管、重力柱、抓斗取样；针对固体岩石取样，一般采用电视抓斗、浅钻、拖网取样。
　　目前结壳取样最有效、最常用的手段是深海浅钻取样，结核取样最有效的手段是箱式取样。硫化物取样的常规手段是电视抓斗。
　　我国结壳资源调查评价最早的取样手段是拖网，后来采用过电视抓斗，从2005年起开始大规模地使用深海浅钻取样。深海浅钻取样的优点是定位精确，取样直观和准确。我国早期使用的充电电池的铠装缆钻机，效率不高。从2009年起采用光纤缆钻机。2011年光纤缆钻机钻探有效站位69个，2012年为71个有效站位，取样效率大大提高，但光纤缆钻机的缺点，一是受海底地形限制，在海底坡度陡的地方不容易放稳，钻进时易卡钻；二是光纤娇贵，钻机移位时易损伤。结核调查目前采用箱式取样比较成熟。在27航次第三航段共作了18个箱式取样，其中5个没有取得结核、或者取得结核较少，13个箱式取样成功。邓希光认为，最精确的采样手段是载人潜水器。它可以实现海底原位精确取样，还可以海底对微地形观察、测量。载人潜水器取样用于矿产资源调查评价已在我国做过实验，并已在天然气水合物、多金属硫化物调查中得到应用。

　　中国结壳、结核取样水平属国际较先进

　　邓希光介绍，大洋矿产取样，是很不容易的环节。在这两年的富钴结壳调查中，深海浅钻在水深2800米处获得基岩样品，在2400的水深取得结壳样品。一般认为结核分布在水深4000米—5500米水深。邓希光说，通过观察我感到，超过6000米的水深很难有大规模的结核存在，因为其表层沉积物容易处于半固化状态；而半固化状态不利于结核的生长。
　　邓希光介绍，过去我国取得结核样品是5000多米的水深，而今年我们在超过6000米的水深处取得了结核样品。这是对结核生长环境的突破，可能也是对结核成矿理论的挑战。总之中国结壳、结核取样水平在国际上算比较先进的，特别是浅钻和电视抓斗取样，已属世界先进水平，同时，重力柱取样、保真取样等方面达到了世界的先进水平。但我们的大洋钻探以及深水钻探与世界的水平还有很大的差距。

（国土资源报　丁全利）