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深海矿产与能源 · 专题

深海,地球最后的资源边疆

从深海平原的多金属结核,到海山上的富钴结壳、洋中脊的热液硫化物、 大陆坡的天然气水合物与远洋盆地的稀土泥——这里汇集公开数据与国际治理进展, 带你读懂海底之下的能源与矿产版图。

3,682 m
海洋平均深度
10,935 m
挑战者深渊
31 份
ISA 勘探合同
5 份
中国持有合同
资源全景 · 6 类

深海 · 资源类型

深海矿产大致可分为结核、结壳、硫化物、水合物与稀土泥五类,加上依赖化学能生存的深海生态系统,共同构成海底资源与生命的双重版图。

多金属结核

3,500 – 6,500 m

Polymetallic Nodules

深海平原上“长”了百万年的土豆状结核,核心常是有孔虫贝壳或鲨鱼牙齿碎片。

锰约 24–30%、铁 5–7%、镍 1.3%、铜 1.0%、钴 0.2%。水成成因生长约 10 mm/百万年,成岩成因约 10–100 mm/百万年——这意味着一旦破坏,恢复需要地质尺度的时间。

MnNiCuCo

富钴铁锰结壳

800 – 3,000 m

Co-rich Ferromanganese Crusts

生长在海山硬岩表面的铁锰壳层,厚度可达数十厘米,富含钴、镍、铂与稀土。

分布于碳酸盐补偿深度以上的海山顶部与斜坡,钴含量高于结核数倍,并伴生铂族金属与稀土元素,是“关键金属”的潜在来源。

CoNiPtREE

海底热液硫化物

2,000 – 3,000 m

Seafloor Massive Sulfides

洋中脊热液喷口堆出的“黑烟囱”,是铜、锌、金、银的富集体。

海水沿裂隙下渗被岩浆加热,以超过 370°C 的温度喷出,与近冰点海水混合后析出硫化物颗粒。黑烟囱以铁硫化物为主,白烟囱则富含钡、钙、硅。

CuZnAuAg

天然气水合物(可燃冰)

500 – 3,000 m

Gas Hydrate

低温高压下,甲烷被“冻”进水分子笼中形成的类冰固体,被视为未来的过渡能源。

广泛分布于大陆坡、海沟与永久冻土区。中国在南海神狐海域完成 2017 年首次试采与 2020 年第二轮试采,2025 年在催化转化与开采工艺上又有新突破。

CH₄H₂O

深海稀土泥

4,000 – 6,000 m

REY-rich Mud

远洋盆地深部的富稀土沉积物,中重稀土比例高,是稀土供应的潜在替代来源。

日本在南鸟岛周边海域推进试验:2026 年 2 月完成约 5,700 米水深试采,8 月回收约 50 吨稀土泥,中重稀土占比超过五成,并计划推进商业化。

REYYEuTb

深海生态系统

全深度带

Deep-sea Ecosystems

热液、冷泉与深海平原孕育着不依赖阳光的化能合成生态系统。

生物发光在海洋动物中普遍存在;热液喷口的生命依靠化学能生存。海底采矿的沉积物羽流、噪声与光污染对生态系统的影响,是当前治理争论的核心。

生物多样性基因资源
全球分布

海底资源 · 分布地图

太平洋的多金属结核最富集,海山富集富钴结壳,洋中脊分布热液硫化物;可燃冰广布于大陆坡,稀土泥则富集于远洋盆地深处。

图 1 | 全球海底地形与资源分布克拉里昂-克利珀顿区(CCZ):多金属结核 · 约 211 亿干吨克拉里昂-克利珀顿区(CCZ)秘鲁海盆:多金属结核 · ISA 保留区秘鲁海盆中印度洋海盆:多金属结核 · 印度合同区中印度洋海盆彭林海盆:多金属结核 · 库克群岛专属经济区彭林海盆南鸟岛:深海稀土泥 · 日本试采区南鸟岛南海神狐:天然气水合物 · 中国试采区南海神狐挪威海:热液硫化物 · 许可推迟至 2029挪威海大西洋中脊:热液硫化物 · 黑烟囱大西洋中脊东太平洋海隆:热液硫化物 · 洋中脊东太平洋海隆西太平洋海山:富钴结壳 · 海山群西太平洋海山60°S60°S30°S30°S0°0°30°N30°N60°N60°N180°120°W60°W0°60°E120°E180°海底深度(m)0200100040006000+资源类型多金属结核富钴结壳热液硫化物天然气水合物深海稀土泥
底图:Natural Earth 1:50m 陆地分层设色与晕渲(HYP_50M_SR_W)叠加海底地形(OB_50M),公有领域; 等深线取 200 / 1000 / 2000 / 4000 / 6000 m;投影:等距圆柱(Plate Carrée)。 资源点位为公开资料整理,供研究参考。
深度剖面

资源 · 垂向分布与品位

不同资源各有其深度窗口:结壳贴着海山生长,热液硫化物沿洋中脊喷出,结核铺在深海平原,稀土泥沉在数千米的远洋盆地。

深海资源垂向分布

02,0004,0006,0008,00010,935水深 / m挑战者深渊富钴结壳海山 · 800–3000 m800–3,000 m天然气水合物大陆坡 · 500–3000 m500–3,000 m热液硫化物洋中脊 · 2000–3000 m2,000–3,000 m深海稀土泥远洋盆地 · 4000–6000 m4,000–6,000 m多金属结核深海平原 · 3500–6500 m3,500–6,500 m
  • 光合带0–200 m
  • 暮光带200–1,000 m
  • 深层带1,000–4,000 m
  • 深渊带4,000–6,000 m
  • 超深渊带6,000–10,935 m

多金属结核成分(干重)

锰 27%铁 6%镍 1.3%铜 1%钴 0.2%氧与脉石 64.5%结核金属成分
  • 锰Mn27%
  • 铁Fe6%
  • 镍Ni1.3%
  • 铜Cu1%
  • 钴Co0.2%
  • 氧与脉石O/其他64.5%

克拉里昂-克利珀顿区结核的保守估算总量约 211 亿干吨,其中含锰约 59.5 亿吨、 镍约 2.74 亿吨、铜约 2.26 亿吨、钴约 0.44 亿吨。

水体分层参考

深海资源多分布于深层带以下,越往下,温度越低、压力越大、光照越少。

  • 光合带0 – 200 m
  • 暮光带200 – 1,000 m
  • 深层带1,000 – 4,000 m
  • 深渊带4,000 – 6,000 m
  • 超深渊带6,000 – 10,935 m
资源博弈

勘探合同与 · 国际格局

ISA 已核准的 31 份勘探合同覆盖三类主要矿产。合同数量与勘探面积,是各国深海资源布局最直接的指标。

31份深海勘探合同
已获 ISA 核准
中国的合同构成5 份
  • 多金属结核3
  • 多金属硫化物1
  • 富钴结壳1
23.48 万 km²中国勘探合同面积
全球第一合同数量排名

中国持有 5 份 ISA 勘探合同,控制勘探面积 23.48 万平方公里,数量居全球首位。

中国:合同数量全球第一

中国持有 5 份 ISA 勘探合同、23.48 万平方公里勘探面积,主张完善国际制度、统筹资源开发与环境保护。

推进开发 / 规则先行

瑙鲁、汤加、日本、库克群岛等资源国主张在完善规则前提下推进开发,挪威曾率先开放许可后推迟。

主张暂停 / 预防原则

法国、智利、瓦努阿图、帕劳、斐济等国呼吁在科学认知充分前暂停商业开采,强调生态系统不可逆风险。

能源前沿

天然气水合物 · 从试采到突破

可燃冰被视为衔接化石能源与可再生能源的过渡选项。中国在南海完成了从“能采出”到“采得好”的工艺验证。

  1. 2017南海神狐首次试采官方进展

    中国在南海神狐海域实现天然气水合物首次试采,连续产气 60 天,累计产气约 30.9 万立方米。

  2. 2020第二轮试采成功官方进展

    在水深约 1,225 米海域完成第二轮试采,30 天累计产气 86.14 万立方米,验证了水平井钻采工艺。

  3. 2025-08催化转化新突破科研突破

    海南大学团队在《自然·通讯》发表纳米钯催化成果;西南石油大学提出固态流化井下双层管开采工艺。

  4. 2025-10深海“源火”官方进展

    第十五届全国运动会火种取自千米深海的可燃冰,深海能源首次以“圣火”形式进入公众视野。

规则博弈

深海治理与 · 开发规章

深海资源属于“人类共同继承财产”。从《联合国海洋法公约》到 ISA《开发规章》谈判,规则之争直接决定商业开采的时间表。

  1. 1982《联合国海洋法公约》签署官方进展

    确立“区域”(国家管辖范围以外的海床)及其资源属于人类共同继承财产。

  2. 1994国际海底管理局成立官方进展

    ISA 依据公约成立,总部设于牙买加金斯敦,代表全人类管理深海资源。

  3. 2016《开发规章》草案启动官方进展

    ISA 开始讨论深海矿产商业开发的规则框架。

  4. 2021瑙鲁触发“两年规则”官方进展

    要求 ISA 在 2023 年 7 月前完成开发规章,谈判进入快车道。

  5. 2023第 28 届会议未按期通过官方进展

    各方在环保标准、机构设置与财政负担上分歧明显,规章审议延续。

  6. 2025-07联合国关注深海治理官方进展

    联合国新闻指出,ISA 正制定全面采矿法规,强调深海不能沦为无序开采之地。

  7. 2025-12挪威推迟许可至 2029官方进展

    挪威宣布北极深海采矿首轮许可至少推迟至 2029 年;库克群岛亦推迟勘探审批。

  8. 2026-07第 31 届会议继续审议官方进展

    ISA 理事会继续就《开发规章》核心条款展开谈判,规则博弈仍在进行。

环境争论

不可逆的 · 生态代价

深海生态系统恢复极其缓慢。结核每年只生长数毫米到数厘米(以百万年计),一旦破坏,恢复周期远超人类工程尺度。

沉积物羽流

采矿扰动海底沉积物,细小颗粒可扩散数十公里,遮蔽滤食生物并改变底栖环境。

栖息地破坏

结核本身即为底栖生物的附着基质,采集后栖息地消失,恢复周期以百万年计。

噪声与光污染

采矿设备与提升系统产生持续噪声与照明,可能干扰深海生生物的通讯与行为。

科学基线不足

人类对深海生态系统的运行机制与恢复力基线仍存在大量认知空白,难以量化影响。

装备与技术

把矿 · 从五千米海底带上来

深海采矿的核心是“海底集矿 + 立管扬矿”,而载人深潜器与大深度连续取样技术,则是资源调查的先决条件。

集矿 + 扬矿

海底采矿车采集结核并经立管提升至水面母船,是当前商业化方案的主流工艺路线。

蛟龙号

中国 7,000 米级载人潜水器,2012 年创下 7,062 米下潜纪录,用于深海资源调查。

奋斗者号

中国全海深载人潜水器,2020 年成功坐底马里亚纳海沟 10,909 米。

连续取样技术

JAMSTEC 于 2026 年实现 5,569 米水深连续取样并回收约 50 吨稀土泥。

参考资料

优先引用官方机构与同行评议来源;自媒体仅用于线索,数据均回落至原始来源核对。

  1. [1]国际海底管理局(ISA)技术研究第 30 号:CCZ 多金属结核资源评估(2020)
  2. [2]ISA 秘书长报告:勘探合同现状及相关事项(ISBA/29/C/2)(2024)
  3. [3]联合国新闻:《国际海底管理局:深海绝不能沦为稀有矿物开采的蛮荒之地》(2025-07)
  4. [4]中国常驻国际海底管理局代表团在第 30 届大会上的发言(2025-08)
  5. [5]光明网:《国际海底矿产资源治理规则博弈》(2025-10)
  6. [6]学习时报:《国际海底矿产资源》(2025-10)
  7. [7]中国地质调查局:《大洋深处的宝藏——多金属结核》(2023-11)
  8. [8]NOAA Ocean Service:Hydrothermal Vents / Ocean Depth / Bioluminescence(2026)
  9. [9]中国海洋信息网:《我国“可燃冰”开发利用取得重要突破》(2025-08)
  10. [10]nippon.com:《日本在南鸟岛海域成功开采稀土泥》(2026-05)
  11. [11]上海有色网:《挪威推迟深海采矿决定深度解析》(2025-12)
  12. [12]ISA 第 31 届会议理事会公开报道整理(2026-07)

部分资源量为公开资料中的估算区间,随勘探与规则进展会持续修订,仅供科普与参考。

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