海洋矿业发源于早在四千年前的中国，当时中国已能设法由海水中晒制食盐。一百多年前，在北海海域开始采掘砂砾料，并逐步发展为一项重要工业。1907年在泰国近海首次使用梯斗式挖泥机开采含锡冲积层，这种操作多年来从未间断。其他如黄金、钴石等重质矿物及硬岩矿床，也在各个近海区域进行开发。六十年代初期，在红海中心附近海床发现了金属矿泥，深度在2,000米左右，现正进行采掘。

十九世纪七十年代初，在深海内发现了金属瘤沉积物。目前，开采及处理技术正'由五个国际财团共同开发。预计需花费三亿美元。有关政府当局对这项开发事业，在学术上和环境保护的研究方面都给予资助。当前，深海矿瘤的开发在政治上处于胶着状态，但最终必能取得突破，并将为人类社会作出重大贡献。

海洋采矿业目前虽未发展为一项重要工业，但近年来已经引起各方面的重视。这可能是由于多种文献都断言海洋是人类的矿产宝库。此种论断影响极大，因为人们都乐于接受这样的观点：即未来的资源前途仍有保障，可以放心。其次还因为国际上的政客官僚在海洋矿瘤中发现了一项财源，希望以此作为他们在政治上纵横捭阖的资本。他们竭力鼓吹要开发海洋矿产，来为全人类造福，由此积蓄政治资本，取得选民信任。另外，还由于在自然资源部门中仍然不乏一些具有远见卓识的人士，他们深信海洋确是另一个矿产来源，它与当前的陆上矿业相比，无论从环境保护或者从工程技术、后勤补给等观点来看，在政治上比较保险，经济上也可能比较合算。可以断言，如果所有的人都要求把现有生活提高到接近高度发达国家的水平，那么，就必须在陆地以外另找矿源，取得够用的原材料，否则，将来的原材料会因供不应求而昂贵得十分惊人。总之，海洋采矿事业现在已经引起人们极大的重视，令人猜测其中定有奥妙。下文就拟从海洋开发的初创时期谈起。

人类自有历史的记载时起，即开始在海洋中提取矿物。此种活动，或许还可以上溯到史前时代，当时的沿海居民无疑已经采用围海造池的方法，蒸发海水，制取食盐。此类记载最早见于公元前2200年的中国，亦即用海水制盐。随着时间的推移，这种制盐业的规模日益扩大，但技术上的变化相对说来并不很大。目前世界各地有相当多的海滩用浅池蒸发海水，制取晒盐。现在，全世界晒盐的消费量每年约为二千万吨。其次，由海水中还可提取镁化物和金属镁。而且海水又是溴和碳酸钾的一个来源。此外，从海洋中有时还可取得其他一些化学制品和矿物，例如十九世纪初期，已由英国沿海的海藻中提取到碘。这种制碘工业，直到十九世纪后半期在智利发现并开发了含碘量较高的硝酸盐矿之后方才结束。今天还有不少国家用海藻提取藻酸盐或用海藻作为肥料。除此而外，人们还曾千方百计想从海水中提取黄金，其获准的专利权，件数之多，超过其他任何一种金属。本世纪二十年代，德国科学家F. Haber曾粗略估计了海水中的含金量约为每吨6毫克（按此计算，海洋内约含黄金八万亿吨！），并组织了一个考察队，去寻找高黄金含量的海域，同时研究提取方法。经过十年坚持不懈的考力，Haber断定海水中的含金量每吨还不到0.004毫克。如按这个浓度考察，要由海水中提取黄金，自然极不合算，无法付诸实施。

除海水制盐而外，最早的海洋采矿作业可能是在英吉利海峡及北海海域内开采黄砂与砾石。这项工业开始于一百多年前。当时的方法是在涨潮期间，将平底驳船拖曳到浅海处的沙洲上方，等到退潮，驳船搁降在露出海面的沙洲上。于是铲掘砂砾，用手推车装运卸在驳船上。涨潮时，驳船再次浮起，就可把满载的货驳拖至海岸。现在，采用了现代化的挖泥技术，英国需用的砂砾就大约有20%取于近海海底。另外，北海沿岸其他国家由海滩采得的砂砾，数量亦极可观。

1907年，在泰国普吉岛沿海，首次采用梯斗式挖泥机采掘含锡冲积层。这种采矿工程至今从未间断。目前，在这个海域里，约有五台挖泥机进行操作。其中几台，按照普吉岛以西海区风浪较大的环境特点进行设计，能经受印度洋上的波涛冲击。在其他各地，另有多处砂矿矿床正在开发。这些砂矿大多沉积在近海区。沉积时的海平面，远较目前为低。现在的大陆架，当时大部分都是陆地。例如西南非洲沿海的钴石矿、阿拉斯加西华德半岛沿海的金矿以及印度尼西亚沿海的锡矿等，就属于这类矿床。此外，在世界各地，还有很多位于目前海平面上下的浅滩矿床，有的已经开发，有的正在开发。至于硬质矿床，例如阿拉斯加卡萨尔岛沿海的重晶石矿等，也有好几处进行了开发。另在芬兰、英国、加拿大和日本，则正在采掘海底煤层和铁矿。这些年来，海洋采矿业的进展缓慢，步子不大，看不出惊人成就，无法与近海采油事业相比。一般说来，不过将原先的陆上采矿或挖掘技术移用于海洋，只是在设备及技术方面逐步加以改进，以适应海上的风浪波涛运动，解决海水腐蚀等问题罢了。

1948年，瑞典水文考察船“信天翁”号上的海洋学家，在某次例行的水文取样航行中，发现红海中心附近海底水温异常。十一年后，一艘海洋考察船“大西洋”号上的科学工作者，又测得红海中心海底水中盐分反常。1963 ~ 1967年间，在这一特殊海域内先后进行了八次海洋勘察，结果发现其中有一系列沉积物集聚盆地，深度2,000米左右。其中一个盆地面积达60平方公里，内含富金属矿泥的成分是：铁29%，锌3.4%，铜1.3%，银54 ppm（以上均按除去盐分水分后的重量计算）。这一盆地经定名为大西洋-Ⅱ号深成盆地，估计表层十米中去盐后的沉积物约达五千万吨。这里的沉积物呈胶质细粒状，极易输出海面，但因其粒度细，盐分高（间充盐分占85%），在处理上则十分棘手。

1967年，苏丹政府提出这些金属泥沉积物矿床位于红海中心线的苏丹一侧，从此取得了矿产权，并将勘探许可证发给加里福尼亚州洛杉矶国际海洋地质公司的子公司——苏丹矿业有限公司。翌年，西德普鲁柴克公司参加开发，负责矿物处理的研究工作。几年后，苏丹发生军事政变，新政府取得政权。这一政府大大修订了勘探协议条款，将原定苏丹政府分享红海矿产纯利润25%改订为90%。按照这一比例，就苏丹矿业公司而论，自然无利可图，随后逐步退出。以后几年，西德政府对红海沉积物的开采和处理曾批准过多种技术开发计划，但作为一项营利的企业活动，则似乎已陷于停滞状态。

随着沙特阿拉伯财政收入的增长，沙特和苏丹于1975年合组沙-苏红海委员会，集资开发红海沉积物，由沙特阿拉伯承担大部投资。该委员会与法国地质矿业研究所及西德普鲁柴克公司分头签订合约，由前者负责进一步探明红海海底潜在的金属矿源，后者负责这些富金属沉积物的开采和处理系统的开发工作。现阶段的四年计划预算总支出额为二千万美元，其中六百万美元用于勘探，其余用于开采和处理系统的开发。在今后两年内，可望由普鲁柴克公司建成一座红海矿泥试验性处理装置。在这一装置筹建期间，普鲁柴克公司准备先设置一套试验性开采操作系统，以便取得足够的红海矿泥，供给上述试验性处理装置使用。

深海锰矿瘤，主要由于渲染过度，在海洋矿业中崭露了头角。早在1873年，人们已经发现深海矿瘤，但直到1967年，马耳他驻联合国大使A. Pardo宣称矿瘤是“全人类的公共遗产”之后，这才引起各方面的重视。由于估算不实，某些国际上的政治活动家竟风传在全球海洋深处，所有锰矿瘤的总藏量价值将以千亿甚至百万亿美元计；并认为如果开发利用，就不难解决世界上贫穷国家中的很多困难问题。其他的国际政客和官僚随声附和，并以矿瘤为焦点，发起各项运动，有的甚至主张组织一个实质上由矿瘤开发取得财政经费的世界政府。有些人则发明了好几百种结构奇特的矿瘤开采机。实际上，这些运动的创议人和机器发明者，大都从来没有见到过一块矿瘤！在此期间，在自然资源的工业领域中，倒有一些远见卓识之士，例如国际镍公司（以下简称INCO）的G. Micheuer和肯尼考特铜业公司的C. H. Burgess都多次向所在公司方面提出，要将海洋矿瘤作为一种潜在的金属矿源认真对待。后来，这两家公司终于成为矿瘤开发事业的先行者，但却经过了12 ~ 15年的时间，他们才开始实施较大规模的矿瘤开发计划。

1873 ~ 1876年英国“挑战者”海洋考察队，曾在多处深海中找到矿瘤，但只将其中一份样品，对锰、铁以外的某些金属进行了成分分析。很不幸，这份样品中较有经济价值的铜、镍、钴的含量都很低。在此期间，除1952年，曾有一份资料提到过矿瘤，因其含锰而有开采价值，矿瘤还只停留在学术探讨阶段。及至1957年，作为当年即国际地球物理年研究计划的一部分，安排由斯克里普斯海洋学院的地质工作者采集海底基岩样品。在采样操作中，斯克里普斯的科学工作者在塔希提岛以东大约200海里处土莫托悬崖西缘的浅海区（深约1,270米），虽未找到海底基岩，却采集到大约40公斤的锰矿瘤。带回斯克里普斯后，经取样进行X射线荧光分析，发现钴的含量超过1%。当时钴还是一种贵重金属。为此，加利福尼亚大学海洋资源学院，在C. D. Wheelock海军少将主持下决定开展一项关于矿瘤开采和处理的经济价值的研究计划。这项计划由该大学伯克利学院矿业技术系具体落实。笔者被选任为这一项目的主要研究员。经过一年的调查研究和实验工作，我发表了一份题为《深海锰矿瘤的开采与处理》的报告。这份报告开始引起有关方面对于矿瘤商业上的兴趣，但起初，各矿业公司的热情并不高，因为当时有关矿瘤沉积物品位和浓度的可靠数据还不多。

最先对矿瘤产生兴趣的是加拿大国际镍公司（INCO）。该公司早在1959年就已作过一些调查。但在十五年的岁月里，该公司的矿瘤研究只在较低水平上持续进行。到了1974年，INCO才决定与西德的A. M. R（高级金属研究组）及日本的同和矿业公司，联合实施一项大规模的矿瘤开发计划。其后，一家大型的近海油井钻探企业西特科，又加入这一集团，一起从事一项三千五百万美元的矿瘤开采和处理技术的开发计划。这个集团现正对以下三种经济上切实可行的开采技术进行探究：即气提液压系统，离心泵液压系统和连续缆索铲斗系统。1977年底按计划将液压系统投入初期试验。处理的工艺过程是：先以火法熔炼，使矿瘤还原为金属锍；再用湿法冶金，回收钴、镍和铜。在此过程中还可取得锰的化合物。

1961年，肯尼考特铜业公司的C. H. Burgess开始研究矿瘤。该公司制订了一项开发计划，并要求笔者搜集一百吨矿瘤标本，作为矿瘤处理的研究之用。此后肯尼考特公司一直保持一项矿瘤开发计划。1973年末，肯尼考特与诺朗特公司、三菱公司、里约汀托锌公司、联合金矿公司和英国石油公司联合组成一个跨国财团。这个财团现正实施一项五千万美元的计划，研究矿瘤沉积物的勘探、开采处理系统的设计、制造和试运转。目前，他们正在研究一种离心泵液压开采系统及氨浸出处理系统。

1962年，纽伯特纽斯造船及干坞公司开始注意海洋矿瘤，并对此作出努力，旨在提供矿瘤开采需用的船只。该造船公司联合美国钢铁公司，计划在布来克海台采掘十吨左右的矿瘤，供处理开发之用。后来，美国钢铁公司断言，从布来克海台的矿瘤中回收锰，经济上并不合算，而在此时，造船公司方面已经设计好一套从布来克海台开采矿瘤的设备系统。造船公司决定用上述系统自行开采，但由于此时并无沉积物可供采掘，乃考虑在太平洋水深不到5000英尺的海域内寻找矿瘤沉积物。1964年，造船公司与道氏化学公司合作，用第一艘矿瘤勘察专用船“勘察者”号，在太平洋进行勘探。很不幸，这次勘察未能在近海浅水域找到可回收的矿瘤沉积物。道氏化学公司与纽伯特公司的计划只得告吹。直到1968年，造船公司由美国得克萨斯州休斯敦市的田纳科公司接管后，才重新恢复活动。当时主要由于J. E. Flipse的努力，组成一项“深海探测”工程，以发展矿瘤开采和处理技术，并对太平洋中的深水矿瘤沉积物作大面积勘察。由有关公司组成财剧集资进行这项工作。参加“深海”工程的，除田纳科公司外，还有日本的伊藤、日绵和兼松江商等公司合组的联合财团日矿组合。后来，美国钢铁公司及比利时联合矿业公司也参加这项工程，但田纳科和日矿组合则相继退出。前不久，又有太阳公司加入，并定名为“海洋矿业协会”。这一集团已在设备、处理过程研究和矿源勘探方面花费了三千万美元左右，今后还将投资一千万美元，用以探究“深海”工程原设计的开矿技术是否可行。它采用气提法开采矿瘤，1970年已在布来克海台水深3000英尺处成功地试验过该系统的样机。另在圣地亚哥，又将一套日采1000吨的采矿系统安装在一艘改装的22,000吨矿石运输船上。这艘“深海采矿H号”采矿船预定于1977年秋开往东北赤道太平洋海域进行试验，以鉴定气提式系统采矿技术的工作效能。在矿瘤处理上，“深海”工程也已发展了一项氯化物浸出系统，但其操作成本比较昂贵。据传闻，海洋矿协成员打算改变上述处理系统，今后将并用火法冶金和湿法冶金，以便于从矿瘤中回收锰等五种以上金属。

1966年，日本增田队长发明了一种开采矿瘤的缆索-铲斗系统。其后不断扩大系统的样机尺寸，进行试验。1970年夏，终于在塔希提岛以北200海里处成功地进行了一次一万二千呎深度的试验。这是深海矿瘤开采系统的首次成功试验。到了1972年，已由增田与笔者发起组成一个CLB财团，成员包括德国、法国、日本、加拿大、澳大利亚和美国六个国家的二十五个自然资源大型企业，发展矿瘤开采技术上的CLB系统。1972年八月，本财团制成一个日采三百吨矿瘤的试验系统，其中有一个长13,000米、抗断强度七十五吨的聚丙烯缆索圈和四百只一吨铲斗。这个系统在夏威夷东南1，200海里4,700米深海进行试验时，在极短时期内进展十分顺利，但不久由于牵引机及铲斗-缆索连接器发生机械故障，停工多时，未能按计划取得CLB系统的工程数据。但CLB财团对该系统的潜在可能性印象极深，于是继续投资作进一步研究，旨在确定该系统内的设备、船只和工艺技术的最佳设计以及结构之间的相互配合，做到顺利操作。现正积极进行该系统的现场试验准备，可望于1978 ~ 1979年具体实施。届时还将采用CNEXO（法国国家海洋开发中心）提出的双体船设计方案。

由于1970年在法属玻里尼西亚作CLB系统试验时曾一度进行协作，CNEXO（法国国家海洋开发中心）对矿瘤产生了兴趣。结果，由法国的CNEXO、原子能委员会、镍公司、法兰西敦刻尔克及地质矿产调查局合组一个企业性财团，发展矿瘤开采和处理技术。CNEXO已经主持过一项对整个太平洋矿瘤进行大面积考察的计划，考察费用达一千万美元左右，现在则和其他矿瘤开采集团一样，正集中全力在东北赤道太平洋的高品位海域进行勘察。这个高品位海域，原是由哈佛大学的A. Agassiz在1903年前后的某次挖泥操作时发现的。但直到1960年笔者设法由哈佛大学的比较动物学博物馆里找出一些阿格西斯矿瘤之后，才进行取样分析。以后迟至1972年，经David和Barbara Horn根据拉蒙特——陶尔蒂地质研究室收藏的大量原始资料，作了研究，并参考刊行的文献资料，最终断定，这个高品位区大致位于太平洋上的克拉里恩和克里帕顿两个断层地带之间。

洛克希德导弹航天公司经C. Wedling的积极推动，1964年前后也对海洋矿业发生了兴趣，为各自然资源企业作了一系列深海利用研究工作。它参与Hughes的“格洛玛 · 勘探者”号的调查工作，并自行发展了一套矿瘤开采和处理技术。1975年，当其弄清“格洛玛 · 勘探者”号作为一艘潜海打捞船的真实意图后，发起筹组第五个矿瘤开发财团。1976年，这个跨国财团正式组成，其成员中还有，印第安纳标准石油公司的子公司阿姆科矿业公司、荷兰皇家壳牌石油公司的子公司别利通国际公司和荷兰——英国威斯敏斯特挖泥公司。

这些矿瘤开发财团共需支出三亿多美元才能完成各项计划。第一个大型工业化开采矿瘤、提取金属的项目，基本投资总额预计在二亿五千万美元以上，其能力每年可处理干矿瘤约一百万吨。

除组织企业外，某些国家政府也大力扶植矿瘤的研究开发计划。首先给予财政支持的是西德政府。AMR财团在太平洋、印度洋及红海海域进行大面积考察活动时，西德政府就资助了不少费用。1971年，“伐尔弟维亚”号在大西洋-Ⅱ号深成盆地收集到35吨长芯状沉积物，作为研究红海矿泥的处理之用。“伐尔弟维亚”号在非洲沿海、特别是在莫桑比克沿海也对重质矿产作了考察。“伐尔弟维亚”船上的深海矿瘤勘探设备，是现有矿瘤业中最先进的。它使用好几台牵引机，机内设有一整套测向装置。其中包括低照度电视摄像机、旁视声呐、音响定位传感器、地震显示器等等。船上的计算机可自动监控海底牵引机上传来的信息，给出所测矿瘤的区域值数据，估算牵引机航迹下的矿瘤浓度。据估计，AME财团的矿瘤勘察，包括设备的研制在内，几年来已花费了二千多万美元。

日本政府为海洋地质考察船“白令丸”承担了一部分建造和作业费用。这艘考察船几年来一直在太平洋从事矿瘤勘察作业。第二艘同类勘察船也正在日本建造。日本尊府中还有其他几个部门，对矿瘤开采和处理系统的发展工作都分别给予财政补助。

苏联和新西兰政府则通过有关海洋研究机构对太平洋及印度洋的矿瘤沉积物考察作业进行资助。英国政府以前对矿瘤成因的研究工作已给予不少支持，现在对肯尼考特财团中英国公司的矿瘤开发也有少量补贴。

1969年，美国政府从海洋矿瘤开发的环境保护价值着眼，也重视起这项工作。国家海洋和大气管理局（NOAA）曾赞助过好多次有关矿瘤开采、处理的环境保护研究工作，派员观察了两次大规模的采矿系统试验：一次是1970年的布来克海台的气提系统试验，另一次是1972年的CLB试验。美国政府从1973年起，通过国家科学基金会，每年大约支付一百万美元资助全国各大学的25位科研人员，深入研究矿瘤沉积物的起源与成因。美国政府的海洋研究贴补方案，也资助过一些海洋矿产沉积物的研究工作，例如威斯康星大学R. Moore主持的一项研究计划。1975年初，内政部成立了海洋矿业局，制订了发展计划，以便在海洋法会议谈判一旦中断时授权美国企业进行深海采矿。商务部对此也不甘心落后，于1975年末建立起自己的海洋矿产局，规划并协调NOAA内部的海洋矿业活动。

加拿大政府最近建立了一个海洋资源机构，主要任务是调查海洋矿业的发展动向，和评价矿瘤开发对本国采矿业可能产生的影响。该机构并对国内其他有关行政部门——例如出席海洋法会议的加拿大代表团——提出这一方面的建议。

近十五年来，各国政府发起召开有关海洋矿业立法问题的研究会、座谈会、协商会等不下数百次。这些会议只不过是在世界胜地为老朋友们提供会面、交谈、吃喝的机会，除此之外，收效极微。在这些立法问题会议上，尽管各方代表费尽口舌，但锰矿瘤沉积物的法定地位仍和二十五年以前一样：即任何人任何企业都有权自由出海，采掘矿瘤。私营矿业公司，既已对矿瘤的开采和处理投入了大量资金，做了不少工作，当然不希望各国政府改变海洋法规。万一有所改变，也要求对他们的投资活动给以某种保证。另外还希望在一些法律程序上，确认他们的矿产开采权利，以便于各公司由银行取得巨额贷款用于投资。

海洋法会议与第三世界国家间的谈判已经陷入僵局，这是当前海洋矿业上的主要症结。第三世界国家宣称他们拥有全部深海沉积物的矿产权，并要求取得任何海洋矿业收益的大部分。主要工业国家，特别是美国，则不愿把矿瘤开发的控制权让给与先进国家选民毫无关系的其他国际组织。经过一连七次的海洋法会议，仍未能与第三世界达成协议。无论现有的海洋立法体制有无变化，人们仍将开采矿瘤，并由此提取金属。某些技术改革方案，当其影响投资利益时，在我们这样不合理的法制社会中，有可能暂时受到限制，但决不会被永久搁置。无论由环境保护的观点（矿瘤开采是一项新型工业，从设计初期就可努力防止污染，有助于环境保护。而且，开发了矿瘤，还可废弃一些严重污染环境的陆上老矿），或由廉价供应原材料的观点来看，海洋矿瘤都极有利于人类的幸福，最终定能获得开发，并由此取得重要的经济成果。

据权威方面预测：在八十年代初期，由矿瘤中提取金属很可能达到工业化阶段。这样，由人们开始发现矿瘤的开采和处理具有经济上的潜在价值时起，至此大约经历了j十五个年头。考虑到它所涉及的技术问题，和矿瘤开发几乎全由私营企业承担投资这一事实，我们认为，这个历程不算太长。另外，鉴于海洋矿瘤要由好些国家的很多集团通力合作才能投入生产，则矿瘤开发又是历史上大规模国际合作的一个范例。

[Marine Mining1978年1卷3期243 ~ 255页]