《大洋科考49航次第二航段发现三处热液异常》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: mall
  • 发布时间:2018-03-14
  • 当地时间12日上午8时30分左右,阵雨过后的毛里求斯路易港彩虹高悬。执行中国大洋49航次科考任务的“向阳红10”船在这里缓缓靠岸。这标志着,中国大洋49航次科考第二航段圆满收官,第三航段即将起航。

      “向阳红10”船去年12月6日从浙江舟山出发抵达印度洋执行科考任务,计划于2018年8月12日结束,共分五个航段进行。其中第二航段于今年2月3日从路易港出发,全航段历时41天,实际航行约2300海里。这个跨越春节的航段虽两次遭遇台风,但依然成果丰硕。

      “该航段在西南印度洋合同区内发现了三处热液异常,三个已知矿化区范围获得扩展。”中国大洋49航次科考第二航段首席科学家陶春辉告诉科技日报记者。除此之外,第二航段实现了“潜龙二号”无母船值守作业模式创新应用,并创造了开展西南印度洋海底微地震调查以来的多项纪录。

      2011年,我国与国际海底管理局签订《西南印度洋多金属硫化物资源勘探合同》,这是国际海底管理局在全球洋中脊签订的第一份多金属硫化物勘探合同。根据合同,我国在位于西南印度洋的国际海底区域内获得1万平方公里的勘探矿区。这就是陶春辉提到的“合同区”。该合同规定,2019年中国需完成50%的区域放弃,即至少放弃申请到的1万平方公里勘探矿区中的一半。

      作为空前综合的业务化航次,中国大洋49航次科考搭载了包括西南印度洋脊典型热液生态系统环境基线调查、印度洋热液区生物基因资源调查等10项科考任务。而最为重要的任务之一,便是在该合同区域基本圈定矿化异常区、矿化区等并开展资源评价,为完成勘探合同义务提供支撑。

      “截至第二航段,西南印度洋合同区矿化异常调查工作进度已达到90%。”同时担任本航次首席科学家的陶春辉告诉记者,由于明年是该合同履行的重要节点,因此中国大洋49航次科考尤为关键。他期望,接下来的航段能够基本完成合同区矿化异常调查工作。

      在陶春辉看来,中国对这份合同的履行,有望为国际海底多金属硫化物资源勘探和资源评价提供示范,为国际海底区域资源开发活动贡献中国智慧。

      记者了解到,“向阳红10”船靠港的几天时间内,将完成第二、三航段科考队员任务交接、设备交接、人员生活补给等工作。随后第三航段将正式起航。 .

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    • 编译者:liguiju
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    • 不少人玩过一个叫“黄金矿工”的网游,用键盘控制“抓斗”抓取金块、钻石。在西南印度洋,也有一群“矿工”。他们抓的不是黄金,而是来自数千米海底的“宝贝”。   下斗:直指水深3850米   当地时间6月12日2时,随着“向阳红10”船艉A型架的外摆,一个巨大黄色抓斗缓缓向船外侧海面移动,几分钟后,沉入海中。中国大洋第49航次第4航段的科考队员正在我国西南印度洋多金属硫化物勘探合同区下放深海电视抓斗。   近两吨重的电视抓斗,可以下放至6000米深的海底。通过其自带的摄像机,科考队员在船上实验室就能观察海底情况,再通过监视系统操控抓斗的开合,抓取海底样品。   2个小时左右,电视抓斗到达3850米深海底。   “石头、石头……”样品管理员梁锦小声念叨着,只有抓斗距离海底10米内,科考人员才能看清海底状况。“比较理想的点位在既有岩石又有沉积物的地方,样品更丰富。”梁锦说。   随着抓斗继续下沉,海底的情景渐渐清晰。一片灰白色,全是海底沉积物。没有看到石头,队员们有些失望。   “驾驶台,请向东南方向移动200米。”梁锦决定改换抓斗的下沉点位。   几分钟后,“向阳红10”船到达新的点位,抓斗再次缓缓下放……这一次运气不错,抓斗下方有几块石头,设备负责人徐航立刻控制抓斗择机抓取。   “抓到了,收缆!”   开斗:貌不惊人的“无价之宝”   经过近2个小时的漫长等待,抓斗即将浮出海面。从几千米海底抓来的样品就要呈现,令人充满期待。作业组的队员纷纷前往船艉甲板各就各位。   在网游里,玩家只需用手指轻轻一按,“抓斗”就会迅速收回。在“向阳红10”船上,回收抓斗却非易事。随着船的摇晃,几吨重的抓斗摇摆不定。   “拉紧绳子。”作业组组长丘磊喊道,几名科考队员在两侧用力拉紧止荡绳,抓斗的摇摆幅度慢慢变小,最后稳稳停在了甲板上方。   “开斗!”丘磊用对讲机向实验室的设备操作员发出指令。   抓斗缓缓打开,“咚!”随着一声闷响,一大块黑乎乎的石头和一堆灰白色的“软泥”落在甲板上。这看似貌不惊人的石头和海底沉积物,对于科考队员来说可是“无价之宝”。   队员们对样品拍照后,生物组的王跃云戴着手套,拿着镊子在石头上寻找着什么。不多时,便夹到一个白色的小珊瑚,小心翼翼地放入样品袋中,如获至宝。“石头上常常会附着珊瑚、海绵、海百合等生物,我的任务就是将它们采集起来,固定并保存起来,以用于后续分析底栖生物多样性。”   待王跃云挑拣完毕,剩下的就是地质组的事了,队员们将岩石、沉积物样品分别编号、封袋、装箱、检修抓斗、清洗甲板……在船到达下一个抓斗站点前,这些工作都要完成,同时做好再次放斗的准备。   “最希望抓到硫化物矿石”   船上的作业向来不分昼夜,24小时轮流倒班。电视抓斗一动,船上更是忙个不停,需要船员、作业组和专业组队员密切配合,严格按照流程进行。   首席科学家首先下发作业通知单,随后,船员驾驶船舶到达作业点,开启动力定位系统,保障船只精确定点;保障组队员操作绞车,控制抓斗起降;作业组队员拽住止荡绳,防止抓斗摆动;抓斗设备负责人在实验室观察监控屏幕,操作抓斗张合;多波束实验室值班队员记录收放抓斗的数据信息;生物、地质等组员到甲板取样,并在实验室进行分析……多人多点的默契,使得在黑暗海底里不知沉寂了多少年的石头和沉积物得以见天日。   上午9点,已经忙了一个通宵的梁锦再次来到实验室,研究抓斗样品。虽然值班时间早已结束,但身为样品管理员的他依旧毫无睡意。他和值班的地质组队员一起把沉积物烘干,然后过筛,最终剩下一堆干燥的灰白色粉末。   队员们借助电子显微镜来观察这些沉积物样品,同时还要用仪器测量分析其元素含量是否异常,以探寻矿藏的蛛丝马迹。   “这些样品可以帮助我们调查这片海区海底的基础地质信息,了解地质背景和成矿条件。”梁锦说。   截至6月12日,中国大洋第49航次的科考队员已经完成了80多站次抓斗作业,获得了大量岩石、沉积物、生物样品,其中包括珍贵的硫化物矿石。   梁锦介绍,在海底,金属硫化物热液区分布范围相当小,即使是大的热液区,其直径也不过几百米,寻找起来简直如同大海捞针。   “我们最希望的就是能够直接找到并抓到硫化物矿石。”梁锦说。(特派记者 赵宁)
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    • 编译者:liguiju
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    •   历时250天,航程29821海里,8月12日,赴印度洋执行中国大洋49航次科考任务的“向阳红10”船顺利回国靠港,返航舟山。   本航次对履行全球首个国际海底多金属硫化物勘探合同有什么重要意义?“潜龙二号”水下自主机器人(AUV)等国产装备深海练兵情况如何?印度洋“体检”状况到底怎样?大洋49航次首席科学家陶春辉接受记者采访,一一解读。   西南印度洋勘探合同区硫化物资源前景看好   多金属硫化物是海底热液活动的产物, 因富含铜、锌、铅、金和银等金属元素,成为一种重要的潜在矿产资源。2011年,我国与国际海底管理局签订了《西南印度洋多金属硫化物资源勘探合同》。这也是世界上第一个国际海底多金属硫化物勘探合同。   目前,我国已到执行资源勘探与环境评价的关键阶段。大洋49航次前4个航段主要任务是完成西南印度洋合同区多金属硫化物资源勘探与环境基线调查,基本完成热液与矿化异常调查。   “本航次对1万平方千米100个合同区块中的28个开展了综合拖曳异常调查和地质取样,使得合同区的热液与矿化异常调查进展总体达到95%。我们还对16个区块开展了前期发现的矿化异常查证。”陶春辉透露,本航次共计发现3处矿化区、2处矿化异常区和9处异常区,为2019年计划完成50%区域放弃前的资源评价工作奠定了基础。同时,还拓展了龙旂、玉皇和断桥等矿化区的分布范围。   科学家以往认为西南印度洋属于超慢速洋中脊,不易发育热液活动。但2007年陶春辉团队在西南印度洋发现正在活动的海底热液喷口,这也是世界上首次在超慢速扩张洋中脊发现活动热液区。   “本航次调查表明合同区热液活动发育的频率高,说明洋中脊热液活动的分布受局部岩浆供给的控制。因此,在超慢速扩张洋中脊也能大量发育并形成硫化物。这深化了我们对合同区多金属硫化物分布控制机制、成矿规律及资源评价的认识,进一步揭示了超慢速扩张脊硫化物矿藏前景。”陶春辉说。   根据勘探合同,2021年我国将进一步放弃25%,最终获得区域面积不超过2500平方千米。“我国虽享有优先开采权,但首先要履行环境基线调查、生物多样性研究与培训等义务,并最终将3/4的勘探合同区面积还给国际海底管理局。”陶春辉说。   深海装备大练兵 我国硫化物勘探方法与技术居世界前列   在装备方面,最大亮点是“潜龙二号”AUV刷新纪录。“潜龙二号”共进行了9个潜次应用,水下工作总计257小时,总航程654千米。   “潜龙二号”此次开发两项新技能:无母船值守作业和多探测传感器模块化搭载作业,显著提高了作业效率。通过连续三年的深海试验和航次应用,“潜龙二号”共进行了50个潜次的大深度安全作业,积累了现场工程化应用经验,形成了业务化运行能力,累计水下工作时间763小时,航程2204公里,不断刷新我国AUV在大潜深海底的作业纪录,国际上能达到如此能力的潜水器屈指可数。   通过本次科考,我国近底磁、电和微震等综合地球物理探测手段有较大提升。陶春辉介绍,随着技术的迭代发展,我国勘探手段已由拖曳式向高精度的水下无人、载人潜器发展,由抓斗表层取样向探测矿体三维分布的瞬变电磁法、近底磁法和浅层钻探发展。   通过十多年的积累,我国已建立一套成熟的“近底—底表—浅层”硫化物找矿方法与技术系统,形成高效探测海底硫化物的能力,总体性能指标和应用效果处于国际前列。   印度洋调查实现多个首次   本航次还对海洋健康状况进行评估“体检”:首次开展印度洋海域微塑料调查,调查覆盖西南印度洋、西北印度洋及航线;首次开展印度洋缺氧和海洋酸化情况调查,初步表明调查海区水体处于氧化状态,表层水体溶解氧处于饱和至过饱和状态,水体pH值和总碱度分析表明调查海区水体处于弱碱性。   此外,科考还首次获得90海岭环境探测长期水体剖面结构的新认知;首次在印度洋投放气象与波浪浮标;在微震与羽状流变化相关性等方面取得新成果,提高了对超慢速扩张脊热液循环系统的认识。   特别值得一提的是,围绕卡尔斯伯格脊热液循环系统分布规律与形成机制这一科学目标,科考队员在天休热液区新发现一处高温喷口群,拓展了热液活动的分布范围;新发现3个热液系统,使我国在该区域发现的热液系统数量增至9个;首次布放2套综合锚系,开展多学科的长期观测,有望提升热液活动对海洋物质通量以及环境影响的认识水平。