海底硫化物勘探取得進展，「潛龍二號」刷新紀錄，大洋49航次收官

科技日報記者 陳磊

歷時250天，航程29821海里，8月12日，赴印度洋執行中國大洋49航次科考任務的「向陽紅10」船順利回國靠港，返航舟山。

「向陽紅10」船返航

中國大洋49航次由自然資源部所屬第二海洋研究所組織實施，航次分5個航段執行。

本航次對履行全球國際海底首份多金屬硫化物勘探合同有什麼重要意義？

「潛龍二號」水下自主機器人（AUV）等國產深海裝備練兵情況如何？

我國重、磁、電和微震等綜合地球物理探測手段有哪些提升？

印度洋海洋健康狀況到底怎樣？

科技日報記者邀請大洋49航次首席科學家陶春輝為您一一解讀。

西南印度洋勘探合同區

硫化物資源前景看好

多金屬硫化物是海底熱液活動的產物,因富含銅、鋅、鉛、金和銀等金屬元素，成為一種重要的潛在礦產資源。2011年，我國與國際海底管理局簽訂了《西南印度洋多金屬硫化物資源勘探合同》。這也是世界上第一個國際海底多金屬硫化物勘探合同。

目前，我國已到執行資源勘探與環境評價的關鍵階段。大洋49航次前4個航段主要任務是完成西南印度洋合同區多金屬硫化物資源勘探與環境基線調查，基本完成熱液與礦化異常調查。

「本航次對1萬平方千米100個合同區塊中的28個開展了綜合拖曳異常調查和地質取樣，使得合同區的熱液與礦化異常調查進展總體達到95%。我們還對16個區塊開展了前期發現的礦化異常查證。」陶春輝透露，本航次共計發現3處礦化區、2處礦化異常區和9處異常區，為2019年計劃完成50%區域放棄前的資源評價工作奠定了數據和資料基礎。」

科學家以往認為西南印度洋屬於超慢速洋中脊，不易發育熱液活動。但2007年陶春輝團隊在西南印度洋發現正在活動的海底熱液噴口，這也是世界上首次在超慢速擴張洋中脊發現活動熱液區。

「航次調查表明合同區熱液活動發育的頻率高，說明洋中脊熱液活動的分布受局部岩漿供給的控制。因此，在超慢速擴張洋中脊也能大量發育，並形成硫化物。這深化了我們對合同區多金屬硫化物分布控制機制、成礦規律及資源評價的認識，進一步揭示了超慢速擴張脊硫化物礦藏前景。」陶春輝說。

從規模上來看，目前在合同區玉皇礦化區開展的瞬變電磁法調查表明，該區硫化物礦體的分布面積較廣；龍旂礦化區所在區域存在兩個礦化帶，具有找到新礦化區的潛力；此外，合同區部分硫化物樣品的銅含量達29%，並具有富含金的特徵。「這些特徵均表明，合同區具有較好的資源前景。」陶春輝認為。

根據勘探合同，2021年我國將進一步放棄25%，最終獲得區域面積不超過2500平方千米。「我國雖享有優先開採權的礦區，但首先要履行環境基線調查、生物多樣性研究與培訓等義務，並最終將四分之三的勘探合同區面積還給國際海底管理局。」陶春輝說，「我們希望能開展相關規範研究，為國際海底硫化物資源勘探開發貢獻中國智慧。」

深海裝備大練兵

我國硫化物勘探方法技術居世界前列

在裝備方面，最大亮點是「潛龍二號」AUV刷新紀錄。「潛龍二號」共進行了9個潛次應用，水下工作總計257小時，總航程654千米。在玉皇等區發現新的熱液異常區和熱液異常；獲取的近底磁資料為熱液區構造研究提供數據基礎。

「潛龍二號」此次開發兩項新技能：無母船值守作業和多探測感測器模塊化搭載作業，顯著提高了作業效率。通過連續三年的深海試驗和航次應用，「潛龍二號」共進行了50個潛次的大深度安全作業，積累了現場工程化應用經驗，形成了業務化運行能力，累計水下工作時間763小時，航程2204公里，不斷刷新我國AUV在大潛深海底的作業紀錄，國際上能達到如此能力的潛水器屈指可數。

通過本航次科考，我國近底磁、電和微震等綜合地球物理探測手段有較大提升。

瞬變電磁法是圈定海底硫化物分布的關鍵設備，本航次對單拖體瞬變電磁儀首次進行了試驗和應用，取了20千米的有效探測數據。海上試驗結果表明，單拖體瞬變電磁儀具有較好的拖曳穩定性和近底作業能力，在測線偏移精度控制、離底探測高度和海上施工及探測效率方面具有一定的提升。此外，本航次還對改進的硫化物自然電位探測裝備進行了試驗性應用，達到了預想的效果。

陶春輝介紹，隨著硫化物勘探技術手段的迭代發展，我國勘探手段已由拖曳式向高精度的水下無人、載人潛器發展，由抓鬥表層取樣向探測礦體三維分布的瞬變電磁法、近底磁法和淺層鑽探發展。

通過十多年的積累，我國在海底硫化物找礦方法、高新技術裝備研發與應用、成礦理論和資源評價等方面取得長足進步,建立了一套成熟的「近底-底表-淺層」硫化物找礦方法與技術系統，形成高效探測海底硫化物的能力，其總體性能指標和應用效果處於國際前列。

首次開展印度洋微塑料污染

缺氧和海洋酸化等調查

本航次首次開展印度洋海域微塑料調查，調查覆蓋西南印度洋、西北印度洋及航線。微塑料通常被認為是粒徑小於5毫米的塑料纖維、顆粒或者薄膜，它源自人類活動，通過物理、化學過程和食物鏈富集，進入生物體甚至人體。微塑料也帶來越來越多的環境問題，被科學家形象地比作海洋中的「PM2.5」，是近年來國際海洋生態學與環境科學的研究熱點。全球在印度洋微塑料調查數據較為缺乏，此次調查將為評估印度洋國際海域的微塑料污染狀況提供基礎資料和樣品。

大洋49航次還首次開展印度洋缺氧和海洋酸化情況調查，初步表明調查海區水體處於氧化狀態，表層水體溶解氧處於飽和至過飽和狀態，水體pH值和總鹼度分析表明調查海區水體處於弱鹼性，這對評估印度洋海洋健康狀況具有重要意義。

科考隊員進行微塑料調查拖網作業

印度洋調查實現多個首次

本次科考還首次獲得90海嶺環境探測長期水體剖面結構的新認知。在90度海嶺回收深海潛標，該潛標連續工作11個月，獲取的數據可了解海洋動力環境特徵和變化規律，填補我國在該海域深層和底層海流觀測空白。

首次在印度洋投放氣象與波浪浮標，已連續工作6個月。揭示觀測區的氣象水文綜合要素的日、月際變化規律及潛熱通量和感熱通量變化特徵，為提升深海大洋環境安全保障增添新的觀測手段。

圍繞卡爾斯伯格脊熱液循環系統分布規律與形成機制這一科學目標，在天休熱液區新發現一處高溫噴口群，拓展了熱液活動的分布範圍，獲得了該熱液系統受控於拆離斷層的構造與岩石學的新證據；新發現3個熱液系統，使得我國在該區域發現的熱液系統數量增至9個，其中寶船熱液區是目前證實的距離中央裂谷最遠（20km）的熱液系統，這為創建慢速擴張洋脊構造控礦新模式提供了可能；首次布放2套綜合錨系，開展多學科的長期觀測，有望提升對熱液活動對海洋物質通量以及環境影響的認識水平。

據了解，本航次以落實「蛟龍探海」工程為核心，具有任務綜合化、資源環境並重、調查手段高精化和瞄準國際海洋熱點等特點。

來源：科技日報 文中圖片均由作者提供

編輯：岳靚

審核：王小龍

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！