形成和分布

??? 富鈷鐵錳結殼氧化礦床遍布全球海洋，集中在海山、海脊和海臺的斜坡和頂部。數百萬年以來，海底洋流掃清了這些洋底的沉積物。這些海山有一些和陸地上的山脈一樣大。太平洋約有50 000座海山，其富鈷結殼貯存量最豐，但經過詳細勘測及取樣的海山卻寥寥無幾。大西洋和印度洋的海山要少得多。

??? 結殼中的礦物很可能是借細菌活動之助，從周圍冰冷的海水中析出沉淀到巖石表面。結殼形成厚度可達25厘米，面積寬達許多平方公里的鋪砌層。據估計，大約635萬平方公里的海底(占海底面積1.7％)為富鈷結殼所覆蓋。據此推算，鈷總量約為10億噸。

??? 結殼無法在巖石表面為沉積物覆蓋之處形成。結殼分布于約400-4，000米水深的海底，多金屬結核則分布在4，000-5，000米水深的海底。最厚的結殼鈷含量最為豐富，形成于800-2，500米水深的海山外緣階地及頂部的寬闊鞍狀地帶上。

??? 結殼一般以每1至3個月一個分子層(即每100萬年1至6毫米)的速率增長，是地球上最緩慢的自然過程之一。因此，形成一個厚厚的結殼層可需要多達6，000萬年時間。一些結殼有跡象顯示，結殼在過去2，000萬年經歷兩個形成期，鐵錳增生過程為一層生成于800萬-900萬年前的中新世的磷鈣土所中斷。這一層在新、老物質之間的間隔可以為尋找更老、更豐富的礦床提供線索。最低含氧層的礦床較豐的現象，使調查人員將鈷的富集部分歸因于海水中的低含氧量。

??? 根據品位、儲量和海洋學等條件，最具開采潛力的結殼礦址位于赤道附近的中太平洋地區，尤其是約翰斯頓島和美國夏威夷群島、馬紹爾群島、密克羅尼西亞聯邦周圍的專屬經濟區，以及中太平洋國際海底區域。此外，水深較淺地區的結殼的礦物含量比例最高，是開采的一個重要因素。

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特點和成分

??? 除鈷之外，結殼還是其他許多金屬和稀土元素的重要潛在來源，如鈦、鈰、鎳、鉑、錳、磷、鉈、碲、鋯、鎢、鉍和鉬。結殼由水羥錳礦(氧化錳)和水纖鐵礦(氧化鐵)組成。較厚結殼有一定數量的碳磷灰石，大部分結殼含少量石英和長石。結殼鈷含量很高，可高達1.7％；在某些海山的大片面積上，結殼的鈷平均含量可高達1％。這些鈷的含量比陸基鈷礦0.1％至0.2％的含量高得多。在鈷之后，結殼中最有價值的礦物依次為鈦、鈰、鎳和鋯。

??? 另外一個重要考慮因素是結殼與其附著生長的基巖在物理性質方面的反差。結殼在各類巖石之上生成，因此使用普通的遙感技術難以區分結殼及其基巖。然而，結殼與基巖的不同之處在于結殼發出高得多的伽馬射線。因此在勘查上覆沉積物較薄的結殼以及測量海山上的結殼厚度時，以伽馬射線進行遙感可能是有用的工具。

??? 未來采礦者在尋找可以開采的結殼時，很可能注意以下一些特點。包括：水深不超過1，000-1，500米，年齡在2，000萬年以上的大海山，其頂部沒有大環礁或暗礁，所處位置有持續的強烈底流，上覆水體較淺并且為成熟的低氧帶，遠離大量注入海洋的河流和風生碎屑物。此外，他們要尋找的海底應起伏不大，位于山頂階地、鞍狀地帶或隘口，坡度平緩并且當地沒有火山活動。鈷平均含量至少應為0.8％，結殼平均厚度不低于4厘米。

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工業用途

??? 富鈷結殼所含金屬(主要是鈷、錳和鎳)用于鋼材可增加硬度、強度和抗蝕性等特殊性能。在工業化國家，約四分之一至二分之一的鈷消耗量用于航天工業，生產超合金。這些金屬也在化工和高新技術產業中用于生產光電電池和太陽電池、超導體、高級激光系統、催化劑、燃料電池和強力磁以及切削工具等產品。

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迄今為止進行的調查

??? 1981年在中太平洋地區第一次對結殼進行系統調查。早期工作由德國、美國、前蘇聯(后為俄羅斯聯邦)、日本、法國、英國、中國和韓國的科研隊伍進行。美國、德國、英國和法國已完成野外調查。經過最詳盡調查的是赤道太平洋的礦床，主要是多個島嶼國家專屬經濟區內的礦床。大約42個研究航次(1981年至2001年)調查了太平洋水域的富鈷結殼及其他深海礦床，野外和研究工作共花費7 000萬至1億美元。日本從1985年起，按照一個為期15年的項目，為南太平洋應用地球科學委員會(SOPAC)的發展中島嶼國家進行了許多上述的調研工作。

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將來的勘探和開采

??? 為了確定可能比較高產的地區的位置，未來的采礦者首先需要繪制結殼礦床詳圖和小比例尺海山地貌綜合圖，包括地震剖面圖。一旦確定了取樣站，就可以部署拖網、巖芯取樣機以及聲納攝像機和視頻攝像機，以查明結殼、巖石和沉積物的類別和分布情況。為此需要裝備齊全的大型研究船來操作海底聲波信標和拖拽設備，并處理大量樣品。在較后階段需要載人潛器或遙控作業系統（ROV）。為進行環境評估，需部署測流計錨定設備和生物取樣設備。

??? 開采結殼的技術難度大大高于開采多金屬結核。采集結核比較容易，因為結核形成于松散沉積物基底之上，而結殼卻或松或緊地附著在基巖上。要成功開采結殼，就必須在回收結殼時避免采集過多基巖，否則會大大降低礦石質量。一個可能的結殼回收辦法是采用海底爬行采礦機，以水力提升管系統和連接電纜上接水面船只。采礦機上的鉸接刀具將結殼碎裂，同時又盡量減少采集基巖數量。已經提出的一些創新系統包括：以水力噴射將結殼與基巖分離；對海山上的結殼進行原地化學瀝濾，以聲波分離結殼。除日本外，對結殼開采技術的研究和開發有限。盡管提出了各種想法，但這一技術的研究和開發尚在初期階段。

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海山環境

??? 需要對海山生物群落的性質進行更多研究，以便積累可靠的依據，就結殼勘探和采礦造成的環境問題提出建議。除了知道其復雜和變化大的特點外，目前對這些群落知之甚少；位于同一深度的兩座海山可能有完全不同的生物組成。海山生物群落的組成和特點由流型、地貌、海底沉積物及巖石類型和覆蓋面積、海山大小、水深及海水含氧量等因素確定。

??? 另外還必須了解海山周圍的海流，以便開發適當的采礦設備和技術，并確定被擾動沉積物顆粒和廢物的擴散途徑。海山阻擋海流流動，產生各種更強的渦流和上升流，從而增加生物的初級生產力。這些海流的影響在海山頂部周圍的外緣最為強烈，也正是在這些地方找到最厚的結殼。

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經濟因素

??? 結殼除了鈷含量高于深海錳結核之外，其開采之所以被認為有利，是因為高質量的結殼儲存在島嶼國家專屬經濟區內，水深較淺，離海岸設施較近的水域。1970年代后期，特別是在1978年，當時世界上的第一產鈷國扎伊爾(現在的剛果民主共和國)境內礦區爆發內戰，鈷價飆升，人們對結殼的經濟潛力有了深刻的認識。由于剛果民主共和國的生產持續下降，到2000年，贊比亞、加拿大和俄羅斯聯邦三國總產量占了全球總產量(29，500噸)的一半以上(見圖)。

??? 鈷和其他許多賤金屬一樣，現貨市場價格在過去30個月里持續下降，從1999年5月每磅20美元以上跌至每磅10美元以下。在歷史上，鈷價波動較大。在1979年前扎伊爾沙巴省發生動亂期間，鈷價在數周之內激增三倍。當時扎伊爾約占全球供應量的一半?，F在，鈷生產在地域上遠沒有以前集中。但從中、短期來看，需求仍趨于缺乏價格彈性。只要認為可能出現供應問題，價格仍可能迅速倍增。

??? 鈷供應不確定的一個原因是，在扎伊爾和贊比亞這兩個主要生產國，鈷是銅礦業的副產品。因此，鈷的供應量取決于對銅的需求。碲的供應量也是如此。這種不確定性已促使企業尋找其他代用品，因此市場僅略有增長。如果可以為這些金屬開發出其他重要來源，這將提供較有力的誘因，在產品中重新使用這些金屬，從而增加消耗量。對鈷以外的一種或多種結殼富含金屬的需求，最終可能成為開采結殼的驅動力。

??? 盡管存在上述的經濟和技術不確定因素，但至少有三家公司已經表示有興趣開采結殼。一些新情況(例如，土地用途優先問題、淡水問題和陸地礦區的環境關切問題)可能會改變經濟環境，推動海洋采礦活動?，F在人們日益認識到，富鈷結殼是一種重要的潛在資源。因此，必須通過研究、勘探和技術開發，填補結殼開采各個方面的信息空白區。

管理規章

??? 國際海底管理局理事會目前正在審議國家管轄范圍以外的深海多金屬硫化物和富鈷結殼的探礦和勘探活動的問題。相關條款考慮了管理局于2000年就該問題舉行的研討會及有關專題會上專家的意見。新規章和管理局已制訂的關于多金屬結核探礦和勘探規章一樣，將適用于監管可能與管理局簽訂合同的公、私實體對這些位于國家管轄范圍以外的深海底資源進行調查的活動。管理局理事會將在2006年繼續審議這一規章。