美国地质调查局（USGS）的科学家发现，从深海回收的一些富含金属的岩石在接触空气并经过处理后可能自燃，这给一个潜在的新采矿业带来了意想不到的安全隐患。
这一发现源于2022年对俄勒冈州与加利福尼亚州交界处外海的埃斯卡纳巴海槽（Escanaba Trough）进行的一次研究考察，在那里采集的57份热液岩石样本中，有两份在实验室处理过程中起火。
根据发表在Nature旗下Scientific Reports上的一项研究，这些反应产生的温度超过100°C，并将原始物质完全氧化。
研究人员写道：“海底块状硫化物矿床中尚未对放热反应产生热量的情况进行研究，但这有可能导致船上迅速起火。”
这一发现给寻求从海底提取有价值金属的公司带来了又一个挑战。研究人员指出，虽然深海硫化物矿床含有铜、锌、金和银，但人们对这些金属在回收、运输和加工过程中的行为仍知之甚少。
这些发现可能会影响安全标准，因为各国政府和矿业公司正在评估海底资源的商业潜力。
意外反应
美国地质调查局（USGS）与海洋能源管理局（BOEM）及国家海洋和大气管理局（NOAA）合作采集了这些样本，使用遥控潜水器对埃斯卡纳巴海槽的四个区域进行了调查。
该海槽位于美国专属经济区内，蕴藏着由热液活动形成的矿床，这些活动将铜、锌和铁等金属富集在海底。
回收的大多数岩石含有大量金属硫化物。然而，当研究人员在实验室中对样品进行冷冻干燥和粉碎时，有两份样品发生快速氧化，并产生足以使其燃烧的热量。
为了确定是什么引发了这些反应，科学家们比较了样品的矿物组成、化学性质和热行为。
他们最初考虑矿床内捕获的石油或焦油是否能够解释这种燃烧现象。热液过程和重沉积作用可以产生类似石油的物质，这些物质在接触氧气时能够自热。
相反，调查发现纳米晶白铁矿——一种不稳定的硫化铁形态——可能是罪魁祸首。
日本发现海底矿床以重稀土为主
科学家们确定，暴露于氧气以及来自破碎或研磨的机械力，可能引发岩石中产生热量的氧化反应。
“新的研究表明，一些海底块状硫化物岩石的物理和化学特性可能使其行为与陆地上开采的类似矿床大不相同，”美国地质调查局（USGS）在一份声明中表示。
这些发现并未确定所有含白铁矿的矿床都存在燃烧危害。相反，它们指出了在商业开采开始前可能需要更仔细审查的特定矿物特征。
采矿影响
这项研究开展之际，人们对深海矿产资源的兴趣日益浓厚，其驱动力来自基础设施、制造业和能源技术所用金属的需求。
国际海底管理局（ISA）已授予北大西洋中脊和西南印度洋脊多金属硫化物矿床的勘探合同，尽管这些合同下的商业开采尚未开始。
与在海底相对稳定条件下保持不变的矿物不同，采出的硫化物岩石在采矿作业期间将遭遇重大的环境变化。
深海采矿面临决定性时刻
“如果海底块状硫化物采矿发生，被带到地表的岩石将经历与海底截然不同的条件，包括暴露于氧气以及温度、压力和湿度的变化，”美国地质调查局（USGS）表示。
“此类变化可能影响硫化物矿物的反应方式及其产生的热量。”
这些风险可能要求运营商在开采前评估矿物稳定性，并制定处理、储存和运输潜在反应性材料的程序。船上热量积聚的可能性尤其令人担忧，因为大量破碎的硫化物岩石可能集中在封闭空间内。
深海采矿公司 The Metals Company（纳斯达克代码：TMC）、Deep Sea Minerals（CSE：SEAS）和 Impossible Metals 未回应 MINING.COM 就潜在运营安全问题或它们是否评估过类似风险提出的置评请求。
研究结果凸显了针对热液喷口周围形成的矿床的处理考量，在这些地方富含矿物的流体与冰冷海水相遇。这些矿床在成分和结构上不同于大多数海底勘探公司所瞄准的多金属结核。
然而，这项研究为一个已因潜在环境影响而受到审视的行业增添了职业安全层面的考量。
ISA规则使海底采矿陷入停滞，无法实现利益共享
环保组织警告称，海底采矿可能破坏脆弱的海洋栖息地、扰动沉积物，并威胁科学家们才刚刚开始了解的生态系统。大规模开采的后果仍不确定，尤其是在扰动后恢复可能缓慢的深海环境中。
中国研究人员在10月初于克拉里昂-克利珀顿区发现了11,700种新病毒，国际海底管理局已在该区域颁发了31份勘探合同。重庆大学的Bowen Hou和张丽兰，以及中国第二海洋研究所的Dong Sung，对克拉里昂-克利珀顿区的“病毒组”进行了研究，以建立他们所称的“为未来环境影响评估提供关键的采矿前微生物生态系统基线”。他们的研究成果已发表在《自然-通讯》上。
对于潜在的作业者而言，美国地质调查局（USGS）的研究表明，处理硫化矿石的传统方法可能无法充分应对深海采矿中遇到的条件。
还需要进一步测试，以确定反应性白铁矿在海底矿床中的分布范围有多广，以及实验室结果是否会在工业作业中转化为相当的危险。