第四節(jié)海洋礦產(chǎn)資源――名副其實的聚寶盆

1、第四節(jié)海洋礦產(chǎn)資源 名副其實的聚寶盆1 海洋礦產(chǎn)資源概述海洋是一個名副其實的 “聚寶盆” ，有取之不盡、用之不竭的巨大財富。海洋中蘊藏的礦產(chǎn)資源種類繁多，資源量極大。在目前已發(fā)現(xiàn)的百余種元素中，海洋中就存在有80 余種，可提取的有60 余種。它們以三種形式存在于海洋中：一是液體礦床；二是海底富集的固體礦床；三是從海底內(nèi)部的油氣資源。據(jù)估計，海洋中含黃金達550 萬噸，銀 5500萬噸，鋇 27 億噸，鈾 40 億噸，鋅 70 億噸，鉬 137 億噸，鋰 2470 億噸，鈣560 萬億噸，鎂1767 萬億噸。海洋礦砂主要有濱海礦砂和淺海礦砂，是在水深不超過幾十米的海灘和淺海中富集成的工業(yè)礦砂。從

2、中可淘出黃金、金剛石、石英、獨居石、鈦鐵礦、磷釔礦、金紅石、磁鐵礦等。深海海底則存在多金屬結(jié)核，又稱錳結(jié)核。 1872-1876 年，英國一艘名為“挑戰(zhàn)者 ”號的考察船在北大西洋的深海底處首次采集到了這種物質(zhì)。中國于 20世紀 70 年代后期在太平洋中部開展了多金屬結(jié)核的調(diào)查和科學(xué)研究，是繼印度、蘇聯(lián)、法國、日本之后第五個進行深海采礦的國家。這些黑色的（或呈褐色）的鵝卵團塊，直徑一般不超過20 厘米，高度富集于水深3000-6000米的大洋底表層沉積物上，主要由鐵錳氧化物和氫氧化物組成，富含錳、銅、鎳、鈷等 70 多種金屬和稀有元素。據(jù)估計整個大洋底多金屬結(jié)核的蘊藏量約為 3 萬億噸左右。另外

3、，海底沉積物軟泥，含有豐富的金屬元素。比如海底的紅粘土中，富含軸、鐵、錳、鋅、鈷、銀、金等多種元素，具有較高的經(jīng)濟價值。在海底，還存在一種被稱為 “海底金庫” 的資源，它就是多金屬硫化物礦床，是由海底熱液成礦作用形成的塊狀硫化物、重金屬軟泥及金屬沉積物堆積而成，也稱熱液硫化物礦床。海底熱液硫化物礦主要產(chǎn)于水深1 500 7 000 米的高熱流區(qū)的洋中脊、海底裂谷帶和弧后邊緣海盆的構(gòu)造帶內(nèi)，主要分布在東太平洋海隆、大西洋中脊、印度洋中脊、紅海、北斐濟海盆、馬利亞納海槽及中國東海沖繩海槽軸部等處。熱液硫化物礦床堆積成礦的速率較快，形成的時間短，一般每 5 天就能堆積40 厘米左右，因此獲得 “海底

4、金庫 ”和 “礦床制造廠”的美譽。石油和天然氣是遍及世界各大洲大陸架的礦產(chǎn)資源。全世界海底石油儲量約為1500億噸，占世界石油總地質(zhì)儲量的1/3;天然氣約為1.40X1014：方米。目前，已探明的世界海洋石油和天然氣儲量的可采量分別為 354 億噸和0.26 X 10但方米。另外，隨著海洋環(huán)境觀測和資源勘查技術(shù)的發(fā)展，一系列海洋高新技術(shù)陸續(xù)被開發(fā)啟用，使得海洋自然資源的勘查工作有了更大的進展和新的發(fā)現(xiàn)，其中最為引人注目的發(fā)現(xiàn)之一就是天然氣水合物。海底天然氣水合物又稱甲烷水合物，它是目前已知的分布于寒冷極地永凍帶大陸架和深海盆海底一定埋深的沉積層內(nèi)富含甲烷、二氧化碳等氣體的固態(tài)氣體水合物，高壓下

5、才能處于穩(wěn)定的固態(tài)。 1811 年首次發(fā)現(xiàn)，但直至20 世紀 90年代，一些國家才開始對天然氣水合物產(chǎn)區(qū)進行勘查、開發(fā)等方面的研究。目前，世界各大洋已查明的天然氣水合物賦存區(qū)域有47 處，其中太平洋海域最多，有22 處，大西洋海域次之，有 14 處。2 淺海礦產(chǎn)資源淺海海底的礦產(chǎn)資源是指大陸架和部分大陸斜坡處的礦產(chǎn)資源。主要有石油、天然氣、各類濱海砂礦、煤和天然氣水合物。（ 1）石油、天然氣世界陸架區(qū)（少部分陸坡區(qū)）海域的含油氣盆地面積約 1500 萬平方千米，具有勘探開發(fā)遠景的面積達500 萬平方千米。目前世界上已有100 多個國家和地區(qū)從事海上油氣勘探開發(fā)活動，迄今已發(fā)現(xiàn)800 多個含油氣

6、盆地，共計 1600多個油氣田。作為現(xiàn)代海洋開發(fā)中最具有代表性的油氣新興產(chǎn)業(yè)，從問世、崛起到迅猛發(fā)展，在 1995 年世界海洋產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值9600 億美元中居首位占48%，約為4600 億美元。 20 世紀各國海洋油氣勘探開發(fā)主要集中在陸架區(qū)。進入90 年代，一些發(fā)達國家的海洋油氣勘探已開始由陸架區(qū)向深水陸坡區(qū)推進，并且有新的油氣田發(fā)現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計資料，全球深水海域陸坡區(qū)石油地質(zhì)儲量140億150億噸，天然氣地質(zhì)儲量8X101410X 101位方米。其中約80%的天然氣和55%的石油儲量 集中在水深200400米的海域內(nèi)。這充分顯示海洋新領(lǐng)域油氣勘探開發(fā)的良好前景。因此有人認為，全球海陸油氣資源，按石

7、油年消費量30億噸計算，仍可滿足 21 世紀人類社會的需求。根據(jù)我國勘探成果預(yù)測，在渤海、黃海、東海及南海北部大陸架海域，石油資源量就達到 275.3億噸，天然氣資源量達到 10.6萬億立方米。我國石油資源的平均探明率為38.9%，海洋僅為12.3%，遠遠低于世界平均73%的探明率；我國天然氣平均探明率為23%，海洋為10.9%，而世界平均探明率在60.5%左右。我國海洋油氣資源在勘探上整體處于早中期階段。近年來近海大陸架上的渤海、北部灣、珠江口、鶯瓊、南黃海、東海等六大沉積盆地，都發(fā)現(xiàn)了豐富的油氣資源。國外有人估計，中國近海石油儲量約 40 億噸（ 300 億桶），其中渤、黃海各為 7.47

8、億噸（ 56億桶），東海為 17億噸（ 128.4億桶），南海（包括臺灣海峽）為 11 億噸（ 80.3億桶）。這一預(yù)測可能偏低。有的外國人則認為，僅渤海灣海底石油儲量即達50100億噸（ 375750億桶），釣魚島周圍東海大陸架一個地區(qū)約 150 億噸（ 1125 億桶）。就按國外的估計數(shù)，中國近海的石油儲量大約與中國陸上的石油儲量相當，約40150億噸（ 3001125億桶）。2）濱海砂礦濱海砂礦是指在濱海水動力的分選作用下富集而成的有用砂礦，該類砂礦床規(guī)模大、品位高、埋藏淺，沉積疏松、易采易選。濱海砂礦主要包括建筑砂礫、工業(yè)用砂和礦物砂礦。工業(yè)砂據(jù)其質(zhì)地而用于不同的方面，如鑄造用砂和玻璃

9、用砂等。礦物砂礦有金剛石、金、鉑、錫石、鉻鐵礦、鐵砂礦、鋯石、鈦鐵礦、金紅石、獨居石等。世界上現(xiàn)已開采利用 30余種濱海砂礦，世界金紅石總鈦金屬資源量約 9435萬噸，其中砂礦占 98 %；鈦鐵礦總鈦金屬資源量2.46億噸，砂礦占50%；鋯石已探明的資源量3175.2萬噸，96%為濱海砂礦。濱海砂礦在淺海礦產(chǎn)資源中，其價值僅次于石油、天然氣，居第二位。中國目前已探查出的砂礦礦種有鋯石、鈦鐵礦、獨居石、磷釔礦、金紅石、磁鐵礦、砂錫礦、鉻鐵礦、鈮鉭鐵礦、砂金、石英砂、金剛石和鉑礦等，其中以鈦鐵礦、鋯石、獨居石、石英砂等規(guī)模最大，資源量最豐?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有鈦、鋯、鈹、鎢、錫、金、硅和其他稀有金屬，分布在

10、遼東半島、山東半島、福建、廣東、海南和廣西沿海以及臺灣周圍，臺灣和海南島尤為豐富，主要有鋯石 鈦鐵礦 獨居石 金紅石砂礦，鈦鐵礦 鋯石砂礦，獨居石 磷釔礦，鐵砂礦，錫石砂礦，砂金礦和砂礫等。臺灣盛產(chǎn)磁鐵礦、鈦鐵礦、金紅石、鋯石和獨居石等。磁鐵礦主要分布在臺灣北部海濱，以臺東和秀姑巒溪河口間最集中。北部和西北部海灘年產(chǎn)鐵礦砂約 1萬噸。在西南海濱，獨水溪與臺南間的海灘上分布著8 條大砂堤，最大的長10里，為獨居石鋯石砂礦區(qū)，南統(tǒng)山洲砂堤的重礦物儲量在4.6 萬噸以上。海南島沿岸有金紅石、獨居石、鋯英石等多種礦物。福建沿海稀有和稀土金屬砂礦也不少。鋯石主要分布在詔安、廈門、東山、漳浦、惠安、晉江、

11、平潭和長樂等地。金紅石主要分布在東山島、漳浦、長樂等地。詔安、廈門、東山、長樂等地均有鐵鈦砂。鐵砂分布很廣，以福鼎、霞浦、福清、江陰島、南日島、惠安和龍海目嶼等最集中。至于玻璃砂和型砂，不僅分布廣，質(zhì)量好，含硅率亦高，平潭的石英砂含硅率達98以上。（ 3）海底煤礦海底煤礦作為一種潛在的礦產(chǎn)資源已越來越被世界各國重視，特別是對于那些陸上煤礦資源缺乏而工業(yè)技術(shù)又很先進的國家來說更是不可多得的資源。目前，英國、士耳其、加拿大、智利、澳大利亞、新西蘭、日本等國均有不同規(guī)模的開發(fā)，并獲得了巨大的經(jīng)濟效益。英國海底煤礦大多數(shù)集中在蘇格蘭和英格蘭文界地帶的紐卡斯爾市周圍以及達勒姆郡東北部和諾森伯蘭郡東南部的

12、淺海地區(qū)。加拿大的海底煤礦主要分布在新斯科舍布雷頓角島東部地區(qū)，儲量巨大，僅莫林地區(qū)煤儲量就達20 億噸。智利的海底煤礦分布在康塞普西翁城以南約 40 千米處，有兩個海底煤礦（即洛塔和施瓦格爾），年產(chǎn)量一般84 萬噸。日本的海底煤礦以九州西岸外和北海道東岸外最為豐富。 70 年代探明的海底可采煤達3 億噸以上， 1982 年又在長崎附近的池島發(fā)現(xiàn)一個儲量為 9 000萬噸的新煤礦。中國海底煤田亦有分布，除現(xiàn)已探明的山東省龍口海底煤田外，黃海、東海和南海北部以及臺灣省淺海陸架區(qū)大約 300 平方千米的新生代地層中也蘊藏著豐富的煤炭資源。我國的陸架煤礦主要分布在淺海區(qū)，向東可延伸到?jīng)_繩海槽中部和北

13、部。主要煤型為褐煤，次為長褐煤、泥煤、含瀝青質(zhì)煤等，屬淺變質(zhì)類型。（ 4）天然氣水合物天然氣水合物是在一定的溫壓條件下，由天然氣與水分子結(jié)合形成的外觀似冰的白色或淺灰色固態(tài)結(jié)晶物質(zhì)，外貌極似冰雪，點火即可燃燒，故又稱之為 “可燃冰 ”、 “氣冰 ”、 “固體瓦斯 ”。因其成分的80%99.9%為甲烷，又被稱為“甲烷天然氣水合物 ” 。作為一種新型的烴類資源，天然氣水合物具有能量密度高、分布廣、規(guī)模大、埋藏淺、成藏物化條件好、清潔環(huán)保等特點，被喻為未來石油的替代資源。 “可燃冰 ”可視為被高度壓縮的天然氣資源，每立方米能分解釋放出 160-180立方米的天然氣。據(jù)估計，地球海底天然可燃冰的蘊藏量

14、約為 500 萬億立方米，相當于全球傳統(tǒng)化石能源（煤、石油、天然氣、油頁巖等）儲量的兩倍以上，是目前世界年能源消費量的 200 倍。全球的天然氣水合物儲量可供人類使用 1000年。按天然氣水合物的保存條件，它通常分布在海洋大陸架外的陸坡、深海和深湖以及永久冰土帶。從南海的水深、沉積物和地貌環(huán)境來看，它是中國天然氣水合物儲量最豐富的地區(qū)。初步勘測結(jié)果表明，僅南海北部的天然氣水合物儲量就已達到我國陸上石油總儲量的一半左右；在西沙海槽也已初步圈出天然氣水合物分布面積為 5242平方千米，其資源量估算達4.1 萬億立方米。按成礦條件推測，整個南海的天然氣水合物的資源量相當于我國常規(guī)油氣資源量的一 半。

15、3 深海礦產(chǎn)資源深海一般是指大陸架或大陸邊緣以外的海域。深海占海洋面積的4 2.4 %和地球面積的65.4 %，盡管它蘊藏著極為豐富的海底資源，但由于開發(fā)難度大，目前基本上還沒有得到開發(fā)。深海礦產(chǎn)資源主要有多金屬結(jié)核礦、富鈷結(jié)殼礦、深海磷鈣土和熱液硫化物礦等。（ 1）多金屬結(jié)核礦多金屬結(jié)核礦是一種富含鐵、錳、銅、鈷、鎳和鉬等金屬的大洋海底自生沉積物，呈結(jié)核狀，主要分布在水深30006000 米的平坦洋底，是棕黑色的，像馬鈴薯、姜塊一樣的堅硬物質(zhì)。個體大小不等。這種結(jié)核含有多達70 余種金屬和稀有元素，如銅、鈷、鎳、錳、鐵等。深?？睖y表明，多金屬結(jié)核主要分布在太平洋、大西洋、印度洋，其中太平洋分

16、布最廣，儲量最大，并呈帶狀分布。世界深海多金屬結(jié)核資源極為豐富，遠景儲量約 3 萬億噸，僅太平洋的蘊藏量就達1.5萬億噸。目前，世界上已有七個國家或集團獲得聯(lián)合國的批準（印度、俄羅斯、法國、日本、中國、國際海洋金屬聯(lián)合組織、韓國），擁有合法的 Pioneer Area。（ 2）富鈷結(jié)殼礦富鈷結(jié)殼礦是生長在海底巖石或巖屑表面的一種結(jié)殼狀自生沉積物，主要由鐵錳氧化物組成，富含錳、銅、鉛、鋅、鎳、鈷、鉑及稀土元素，平均含鈷達0.8%1.0%,是大洋鎰結(jié)核中粘含量的4倍。金屬殼厚16厘米，平均3厘米，最厚可達15 厘米。結(jié)殼主要分布在水深3003000米的海山、海臺及海嶺的頂部或上部斜坡上。自 20

17、世紀以來，富鈷結(jié)殼已引起世界各國的關(guān)注，德、美、日、俄等國紛紛投入巨資開展富鈷結(jié)殼資源的勘查研究。目前工作比較多的地區(qū)是太平洋區(qū)的中太平洋山群、夏威夷海嶺、萊恩海嶺、天皇海嶺、馬紹爾海嶺、馬克薩斯海臺以及南極海嶺等。據(jù)估計，在太平洋地區(qū)專屬經(jīng)濟區(qū)內(nèi)，富鈷結(jié)殼的潛在資源總量不少于10 億噸，鈷資源量就有600 800 萬噸，鎳 400 多萬噸。在太平洋地區(qū)國際海域內(nèi)，經(jīng)俄羅斯對麥哲倫海山區(qū)開展調(diào)查，亦發(fā)現(xiàn)了富鈷結(jié)殼礦床，資源量亦已達數(shù)億噸，還有近2 億噸優(yōu)質(zhì)磷塊巖礦床的共生。在我國南海也發(fā)現(xiàn)有富鈷結(jié)殼。所發(fā)現(xiàn)的富鈷結(jié)殼鈷含量一般比大洋錳結(jié)核高出三倍左右，而銀是鎰結(jié)核的1/3,銅含量比較低，而鉗的

18、含量很富，變化于 0.3ppm至 2Ppm之間，最高可達4.5ppm,稀土元素含量很高，稀土總量可達數(shù)千ppm,以輕稀土為主。（ 3）磷鈣土礦磷鈣土是磷鈣土是海洋中磷的最要資源，由磷灰石組成的海底自生沉積物，按產(chǎn)地可分為大陸邊緣磷鈣土和大洋磷鈣土。它們呈層狀、板狀、貝殼狀、團塊狀、結(jié)核狀和碎礫狀產(chǎn)出。大陸邊緣磷鈣土主要分布在水深十幾米到數(shù)百米的大陸架外側(cè)或大陸坡上的淺海區(qū)，主要產(chǎn)地有非洲西南沿岸、秘魯和智利西岸；大洋磷鈣土主要產(chǎn)于太平洋海山區(qū)，往往和富鈷結(jié)殼伴生。磷鈣土生長年代為晚白堊世到全新世，太平洋海區(qū)磷鈣土含有15%20%的P2O5,是磷的重要來源之一。另外，磷鈣土常伴有高含量的鈾和稀土金屬鈾、 鑭等。（ 4）多金屬硫化物礦海底多金屬硫化物礦床是指海底熱液作用下形成的富含銅、錳、鋅等金屬的火山沉積礦床