

“白岭号”船体中部配备一座35米高的船载钻井平台,并设有一个宽敞的甲板,一直延伸至船尾

日本领海、专属经济区

日本周边海域存在的矿产资源分布
日本拥有世界第六大领海和专属经济区。如果能够开发和利用其周边海域蕴藏的海洋矿产资源,就能提高资源自给率。事实上,日本已经发现了富含铜、锌等金属的“海底热液矿床”和富含钴等稀有金属的“富钴结壳”。
本文介绍海洋矿产有望成为日本新的资源来源。同时也介绍由日本能源金属矿产资源公司(JOGMEC)运营的海洋资源勘探船“白岭号”的卓越勘探能力。“白岭号”在海洋中搜寻、采集和分析矿产。
据日本政府统计,日本领海和专属经济区总面积约为447万平方公里,约为其陆地面积(约38万平方公里)的12倍。虽然日本陆地面积位居世界第61位,但其领海和专属经济区总面积却位居世界第六。包括地质和地形连续性公认的“延伸大陆架”在内,日本领海总面积约为477万平方公里,使其成为世界领先的海洋强国之一。
分布于冲绳、伊豆、小笠原、南鸟岛等海域。
日本海洋矿物大致分为四类:“海底热液矿床”,由海底喷发的热液中含有的铜、锌等金属元素在冷却过程中沉淀形成;“富钴壳”,覆盖海山表面从斜坡到山顶的薄层氧化锰;“锰结核”,分布于海底,含有铜和钴;以及“稀土泥”,一种海底黏土状沉积物,富含稀土元素。
冲绳附近海域发现了极具潜力的海底热液矿床。在南鸟岛附近海域,已证实存在富含钴的结壳和稀土泥,其中钴含量极高,而钴是锂离子电池生产的关键元素,因此备受国际关注。
至2025年11月,已探明合计七个海底热液矿床,矿产资源总量约为5180.5万吨。此外,在冲绳和伊豆-小笠原群岛附近海域还发现了七个新的矿床。除了继续开展大范围勘探以发现新的矿床外,还计划对目标矿床进行密集钻探调查和精确的资源评估。此外,还对小笠原海台和南鸟岛附近富含钴的结壳进行地形调查、海底观测和钻探调查,以评估其商业开发潜力。
海洋矿产资源的开发需要对海底资源储量进行评估、开展基础环境调查以及建立生产技术。由日本地质矿业资源研究所(JOGMEC)运营的“白岭号”调查船,在日本周边海域的这些活动中处于领先地位。“白岭号”一年中的大部分时间都在进行海洋调查。
“白岭号”长 118.3 米,宽 19 米,吃水 9.2 米,总吨位 6,317 吨。其总长度相当于六节 JR 山手线列车车厢,在同类型船舶中属于大型船舶。该船由三菱重工建造,造价 200 亿日元(船舶本身),勘测设备造价 75 亿日元,舾装造价 24 亿日元,于 2012 年 2 月投入使用。运营由海洋技术开发株式会社(总部位于东京)每年搭载团队进行九次为期 30 天的航行,每年进行近海勘测作业 270 至 280 天。
“白岭号”最大的特点是多功能,能够探索“哪些矿物存在、在哪里存在、数量多少以及处于什么状态”。
“白岭号”的布局是:船首设有生活区和实验室,船体中部为机舱和其他设施,船尾则是一个面积相当于两个网球场的大型甲板。可以安装各种设备,“白岭号”是日本第一艘根据海底和地质条件设计使用两种大型钻井平台的船舶。其中之一是“R140”,这是一座船载钻井平台,配备35米高的井架,最大钻探深度可达2000米,钻探深度可达海床以下400米。
此外,船体中部还设有一个7.5米见方的月池,从甲板一直延伸到船底,此处船体摇晃程度最小,便于将钻杆和科考设备放入海中。
该船还配备了遥控潜水器(ROV)和蟹爪状动力抓取器(FPG),用于从船上远程观察海底并采集样本,以及用于声学调查的声呐。这些设备用于采集的样本可在船上实验室进行现场分析。
海洋矿产资源勘探中最具挑战性的方面是保持“白岭号”的锚泊位置,因为该位置会受到洋流、波浪和风的影响。例如,在进行海底热液矿床钻探勘探时,如果船舶位置发生偏移,连接船舶与海底的管道可能会断裂。
在这种情况下,动态定位系统(DPS)的价值就体现出来了。该系统通过精确控制两个方位推进器(可使巨型螺旋桨水平旋转360度)、两个位于船首的固定式艏侧推器和一个俯仰推进器来保持船舶的位置。
因此,即使“白岭号”没有舵,它也能以几十厘米的增量调整自身位置。这使得在因恶劣天气暂停采矿作业、人员撤离后,能够“重新进入”勘探现场,从而避免了挖掘新孔的需要,提高了作业效率。
此外,“白岭号”所有动力,包括方位推进器和艏侧推器,均由发动机产生的电力驱动,以最大限度地减少船舶产生的噪音和振动。船舶运行时的噪音水平保持在60分贝以下。
佐藤正船长曾在“白岭号”的前身“白岭丸号”担任三副,拥有超过30年的操作经验。他表示:“我希望与我的众多船员一起,通过安全操作继续为科研事业做出贡献。”
“白岭号”有着多项成就,包括多项世界第一,在过去的13年中,该船进行了126次航行,累计研究天数达3649天,取得了诸多成就,包括发现大量矿藏。其中一项世界第一的成就是2017年成功连续提升海底热液矿床。该热液矿床位于冲绳附近海域,深度约1600米,采集到的矿物与海水一起,通过潜水泵连续提升至海面。这项技术验证了将海洋矿物作为资源进行商业化利用的关键技术。此外,2020年,“白岭号”在南鸟岛以南的专属经济区内成功开采了富含钴的地壳矿床。
对于依赖海外资源的日本而言,周边海域的海洋资源具有与世界各地的陆地资源相同的开发潜力。




