资源勘察学生

1、资源勘察资源勘察资源勘察资源勘察锰结核的特性锰结核的特性 核心物质形态的多样性，决定结核心物质形态的多样性，决定结核形态的多样性核形态的多样性在结核的生长空间中，各个方向在结核的生长空间中，各个方向提供金属物质不均一性，导致结核各提供金属物质不均一性，导致结核各个方向生长速度的不均一性。半埋藏个方向生长速度的不均一性。半埋藏型结核的型结核的“突缘突缘”可能是两种物质来可能是两种物质来源叠加引起的。源叠加引起的。 多矿物集合体，结晶程度都较差；多矿物集合体，结晶程度都较差；矿物颗粒十分细小，紧密随机地交织在矿物颗粒十分细小，紧密随机地交织在一起；一起；按成分可把结核中的矿物分为锰矿物、按成分可把

2、结核中的矿物分为锰矿物、铁矿物和铝硅酸盐铁矿物和铝硅酸盐( (杂质杂质) )矿物。矿物。锰结核的矿床特征锰结核的矿床特征 海底沉积物上单位面积多金属结海底沉积物上单位面积多金属结核的重量。核的重量。 结核中结核中cucuninicoco的重量百分总的重量百分总量称作结核的品位。量称作结核的品位。 依据各站结核长轴的度量，可把结依据各站结核长轴的度量，可把结核分为大于核分为大于6cm6cm，36 cm36 cm和小于和小于3cm3cm三三个粒级。个粒级。 东东区区 西西区区 平平均均海海区区占占 结结核核类类型型( (% %) ) 6 6c cm m 3 3 6 6c cm m 6 6c cm

3、m 3 3 6 6c cm m 6)带负电荷，它们可吸附带正电荷的微量成矿元素带负电荷，它们可吸附带正电荷的微量成矿元素cu、ni、co、pb、zn等，形成富含微量金属的多金属结核。等，形成富含微量金属的多金属结核。 锰结核成矿阶段及成矿模式锰结核成矿阶段及成矿模式锰结核内层及核心均分离培养出了许多菌种的锰结核内层及核心均分离培养出了许多菌种的活体，表明在结核内部仍保存有地质历史时期环活体，表明在结核内部仍保存有地质历史时期环境中的微生物。据此可以推断，在锰结核沉积成境中的微生物。据此可以推断，在锰结核沉积成矿过程中，微生物始终是积极的参与者。矿过程中，微生物始终是积极的参与者。洋底环境存在着

4、现代微生物的强烈活动，进洋底环境存在着现代微生物的强烈活动，进一步证明现今洋底环境条件下，多金属结核的微一步证明现今洋底环境条件下，多金属结核的微生物成矿作用仍在持续发生着。生物成矿作用仍在持续发生着。在洋底水在洋底水-岩岩-微生物生态系统中微微生物生态系统中微生物的代谢活动及物理化学因素的综生物的代谢活动及物理化学因素的综合作用，促使成矿元素得以阶段式的合作用，促使成矿元素得以阶段式的氧化沉淀氧化沉淀-还原溶解还原溶解-再氧化沉淀，最终再氧化沉淀，最终形成多金属结核的成矿模式。形成多金属结核的成矿模式。锰结核成矿阶段及成矿模式锰结核成矿阶段及成矿模式锰结核的勘查方法锰结核的勘查方法 90 9

5、0年代以前，地质矿产部和年代以前，地质矿产部和国家海洋局以国家海洋局以“海洋四号和海洋四号和“向向阳红阳红1616号号” ” 船对中太平洋和东太船对中太平洋和东太平洋海盆进行了较大规模的调查平洋海盆进行了较大规模的调查研究，取得了极其丰富的地质、研究，取得了极其丰富的地质、地球物理和多金属结核的数据资地球物理和多金属结核的数据资料和样品。通过对近料和样品。通过对近200200万万kmkm2 2面面积的调查，圈定了积的调查，圈定了3030万万kmkm2 2以上的以上的远景矿区。远景矿区。 1992年和年和1994年，年，“海洋四海洋四号号”和和“向阳红向阳红9号号”相继进行了相继进行了勘探，勘探

6、，1995年，年，“大洋一号大洋一号” 运运用多波束测深系统和深拖系统对用多波束测深系统和深拖系统对开辟区的地形、地貌和多金属结开辟区的地形、地貌和多金属结核的分布进行了详细的调查，并核的分布进行了详细的调查，并进行了深海水下机器人的试验及进行了深海水下机器人的试验及开辟区内的环境基线调查。开辟区内的环境基线调查。 1999 1999年年3 3月月5 5日我国登记矿区八日我国登记矿区八年届满时，中国多金属结核开辟区年届满时，中国多金属结核开辟区50%50%区域放弃工作全部顺利完成。区域放弃工作全部顺利完成。7.57.5万平方公里保留区域内的结核资万平方公里保留区域内的结核资源量，在目前可预期的

7、回来率条件源量，在目前可预期的回来率条件下，可以满足年产下，可以满足年产300300万吨干结核，万吨干结核，开采开采2020年的目标要求。年的目标要求。 “ “八五八五”、 “ “九五九五”期间，中期间，中国共进行了十个航次的海上勘查。国共进行了十个航次的海上勘查。在调查中采用综合的调查方法和在调查中采用综合的调查方法和由概查到详查的工作原则。由概查到详查的工作原则。 先由多频探测或地质取样的区域先由多频探测或地质取样的区域性概查，在此基础上选出结核分布的性概查，在此基础上选出结核分布的富集地区进行加密取样，深入详查。富集地区进行加密取样，深入详查。运用地质取样、多频探测和深海照相运用地质取样

8、、多频探测和深海照相等多种先进的设备和技术进行调查等多种先进的设备和技术进行调查。 测站网距为测站网距为 7.57.57.57.5，测线网距大，测线网距大3.753.75 3.753.75。 测线布设一般力求与区域构造线、地形走向相垂直测线布设一般力求与区域构造线、地形走向相垂直。 c-cc-c区构造线主要为近东西向，因此测线走向近南区构造线主要为近东西向，因此测线走向近南北。北。 调查区风浪多为北东向，有时因风浪过大，为考虑调查区风浪多为北东向，有时因风浪过大，为考虑船只的安全和调查效果，对测线方向作适当调整。船只的安全和调查效果，对测线方向作适当调整。 东、西区测线以水深测量和多频与浅剖探

9、测为主，东、西区测线以水深测量和多频与浅剖探测为主，适当布设重力、地磁和单道地震探测。适当布设重力、地磁和单道地震探测。 测站网距为测站网距为 7.57.57.57.5，测线网距大，测线网距大3.753.75 3.753.75。 测线布设一般力求与区域构造线、地形走向相垂直测线布设一般力求与区域构造线、地形走向相垂直。 c-cc-c区构造线主要为近东西向，因此测线走向近南区构造线主要为近东西向，因此测线走向近南北。北。 调查区风浪多为北东向，有时因风浪过大，为考虑调查区风浪多为北东向，有时因风浪过大，为考虑船只的安全和调查效果，对测线方向作适当调整。船只的安全和调查效果，对测线方向作适当调整。

10、 东、西区测线以水深测量和多频与浅剖探测为主，东、西区测线以水深测量和多频与浅剖探测为主，适当布设重力、地磁和单道地震探测。适当布设重力、地磁和单道地震探测。 测站是用经纬度表示的进行地质取样或海底照相的测站是用经纬度表示的进行地质取样或海底照相的位置。有时也延伸为进行地质取样的一个小区域。位置。有时也延伸为进行地质取样的一个小区域。 根据多频探测和普查取样资料确定测站的布设区。根据多频探测和普查取样资料确定测站的布设区。在结核较富集的地区布设测站，结核富集区和丰度变化在结核较富集的地区布设测站，结核富集区和丰度变化较大的地区适当加密取样，了解结核丰度变化。较大的地区适当加密取样，了解结核丰度

11、变化。 测站间航线的方向一般与概查时测线方向相垂直。测站间航线的方向一般与概查时测线方向相垂直。 每个测站取样前，先由多频探测预报该站结核的丰每个测站取样前，先由多频探测预报该站结核的丰度，以便两者对比与参考。在取样器投放时与投放约度，以便两者对比与参考。在取样器投放时与投放约80min80min后后( (取样器触地时取样器触地时) )均进行船只定位，测水深和结均进行船只定位，测水深和结核丰度，对所测的数据进行统一处理和校正，提高准确核丰度，对所测的数据进行统一处理和校正，提高准确性。性。 地质采样方法及设备地质采样方法及设备 深海地质采样是指通过深海地质深海地质采样是指通过深海地质采样器直接

12、获取海底结核和沉积物样采样器直接获取海底结核和沉积物样品，它是大洋多金属结核调查的基本品，它是大洋多金属结核调查的基本方法。方法。 吊放设备吊放设备万米深海绞车万米深海绞车倒倒l l型吊架型吊架 由液压驱动，运转稳定可靠，配有自动排缆器、速度由液压驱动，运转稳定可靠，配有自动排缆器、速度计、钢缆长度计和张力计，钢缆的收放可以无级调速，计、钢缆长度计和张力计，钢缆的收放可以无级调速，并有应急报警装置和电动、手动刹车装置并有应急报警装置和电动、手动刹车装置 。先导重锤先导重锤平衡杆释放器平衡杆释放器大洋大洋5050型抓斗型抓斗取样面积取样面积 ：0.5m0.5m0.5m(0.25m0.5m(0.2

13、5m2 2) ) 重量：约重量：约 200 kg 200 kg 电视抓斗浅海试验成功电视抓斗浅海试验成功电视抓斗在浅海试验中电视抓斗在浅海试验中取样面积：取样面积：0.5m0.5m(0.25m2) 重量：约重量：约440kg 箱式、管式或袋式装置的箱式、管式或袋式装置的加长，在船只慢速走航时加长，在船只慢速走航时进行海底拖曳作业。进行海底拖曳作业。 表表 4-1 各各种种地地质质采采样样器器的的工工作作特特点点 采采 样样 器器 类类型型 取取样样目目的的 作作业业特特征征 (以以 5000m 水水深深计计算算) 作作业业强强度度 自自返返抓抓斗斗 结结核核丰丰度度 结结核核品品位位 沉沉积积

14、物物性性质质(不不包包括括直直接接 测测量量的的工工程程力力学学性性质质) 船船体体静静止止漂漂泊泊。 采采样样器器自自由由落落下下并并返返回回，耗耗时时约约 3h，作作业业时时间间约约为为 46h 较较小小 自自 返返 重重 力力取取心心器器 沉沉积积物物性性质质(不不包包括括直直接接 测测量量的的工工程程力力学学性性质质) 船船体体静静止止漂漂泊泊。 采采样样器器自自由由落落下下并并返返回回，耗耗时时约约 2.5h，作作业业时时间间约约为为 4h 较较小小 有有缆缆抓抓斗斗 结结核核丰丰度度 结结核核品品位位 沉沉积积物物性性质质(包包括括直直接接测测 量量的的工工程程力力学学性性质质)

15、船船体体静静止止漂漂泊泊。 采采样样器器用用绞绞车车放放下下与与回回收收，耗耗时时约约 3h，作作业业时时间间约约为为 4h 一一般般 箱箱 式式 取取 样样器器 结结核核丰丰度度 结结核核品品位位 结结核核赋赋存存状状态态 沉沉积积物物性性质质(包包括括直直接接测测 量量的的工工程程力力学学性性质质) 船船体体静静止止漂漂泊泊。 采采样样器器用用绞绞车车放放下下与与回回收收，耗耗时时约约 3h，作作业业时时间间约约为为 4h 一一般般 大大 型型 重重 力力活活 塞塞 取取 样样器器 沉沉积积物物性性质质(不不包包括括直直接接 测测量量的的工工程程力力学学性性质质) 船船体体静静止止漂漂泊泊

16、。 采采样样器器用用绞绞车车放放下下与与回回收收， 耗耗时时约约 3h， 作作业业时时间间约约为为 56h 较较大大 拖拖网网 结结核核品品位位 为为其其它它研研究究(如如采采冶冶)取取样样 船船体体慢慢速速(12kn)。采采样样器器用用绞绞车车放放下下与与回回收收，作作业业时时间间约约为为 56h 较较大大 海底视像探测技术海底视像探测技术海底视像探测包括海底照相、海海底视像探测包括海底照相、海底电视和深施系统（光学系统）。底电视和深施系统（光学系统）。海底照相在测站上有两种工作方式，一海底照相在测站上有两种工作方式，一种是连续照相，另外一种是单次照相种是连续照相，另外一种是单次照相 。连续

17、照相：连续照相：由照相机、闪光灯、声脉冲发生器、触发器、直流由照相机、闪光灯、声脉冲发生器、触发器、直流电源、同步控制器及组装框架组成。在照相机镜头离海底电源、同步控制器及组装框架组成。在照相机镜头离海底3m时，每张照片画面最大可覆盖时，每张照片画面最大可覆盖3.9m2.6m的海底面积。通过控的海底面积。通过控制绞车收放钢缆，使触发拍照的重锤接触海底或离开海底。制绞车收放钢缆，使触发拍照的重锤接触海底或离开海底。单次照相：单次照相：相机安装在自返式抓斗上在相机上用相机安装在自返式抓斗上在相机上用1.5m的细绳的细绳悬挂一个小重锤，当抓斗接近海底时，重锤先着地，同时拍悬挂一个小重锤，当抓斗接近海

18、底时，重锤先着地，同时拍摄一张海底照片，在照片上重锤落地的位置即为抓斗采样的摄一张海底照片，在照片上重锤落地的位置即为抓斗采样的位置，故相片与抓斗采样同域，抓斗的开口面积为位置，故相片与抓斗采样同域，抓斗的开口面积为0.4m0.5m，照片所覆盖的面积约为，照片所覆盖的面积约为(2m1.5m)。拍摄单次。拍摄单次照片的目的在于验证和校正抓斗采样结果照片的目的在于验证和校正抓斗采样结果 。声学拖体作业示意图声学拖体作业示意图 光学拖体作业示意图光学拖体作业示意图 声学探测广泛应用于水深、地形、沉积声学探测广泛应用于水深、地形、沉积层及多金属结核分布情况的探测。层及多金属结核分布情况的探测。多频探测系统探测深海底结核的粒径和多频探测系统探测深海底结核的粒径和丰度，是通过声波频率与反射率的关系而推丰度，是通过声波频率与反射率的关系而推算出来。算出来。大洋沉积层的声学探测技术利用声波在大洋沉积层的声学探测技术利用声波在沉积层中波阻抗面上的反射进行勘探，即利沉积层中波阻抗面上的反射进行勘探，即利用反射波法地震勘探。常采用的勘探方法是：用反射波法地震勘探。常采用的勘探方法是：多道地震调查、单道地震调