海洋礦產(chǎn)資源

海洋礦產(chǎn)資源海洋與工程環(huán)境結業(yè)PPT船海1303王航U201312325

海洋礦產(chǎn)資源：指目前處于海洋環(huán)境下的除海水資源以外的礦物資源；而對那些過去是在海洋環(huán)境下形成的現(xiàn)在已是陸地組成部分的礦物資源；原則上應歸屬于陸地礦產(chǎn)資源。海洋是人類的巨大寶庫，是未來社會物質生產(chǎn)的重要原料基地。目前，世界各國競相發(fā)展海洋高新技術，實施“科技興海”戰(zhàn)略，其根本目的，就是為了開發(fā)利用海洋礦產(chǎn)資源。海洋礦產(chǎn)資源分類1．濱海砂礦；2．海底磷礦；3．洋底錳結核；4．海底多金屬軟泥(海底熱液礦床)5．海底塊狀硫化物礦床；6．海底油氣藏海底多金屬軟泥海底塊狀硫化物礦床海底油氣藏洋底錳結核海底磷礦海底沉積巖中蘊藏著豐富的油、氣資源，據(jù)統(tǒng)計，全世界有油氣遠景的沉積盆地面積7746.3萬平方公里，其中位于海底區(qū)域的約2639.5萬平方公里，約占34%。關于海底沉積區(qū)石油和天然氣儲量，由于勘探程度低，目前只有各種預測。法國石油研究所20世紀80年代初期估計，世界石油資源極限儲量10000億噸，可采儲量3000億噸，其中海底石油可采儲量1350億噸，約占45%。世界石油分布是極不平衡的，僅中東地區(qū)就占68％的可采儲量，其余依次為美洲、非洲、俄羅斯和亞太地區(qū)，分別占14％、7％、4.8％和4.27％。2000年全球石油消費為34.6億噸，消費主要在發(fā)達國家，約占世界消費總量的80％，其中北美占30.2％（僅美國就占27％），歐洲占27％，亞大地區(qū)（不包括中國）占22％，而非洲僅占3.3％，南美占6.3％，中東為6％。

近年來，海底石油和天然氣勘探已向深水區(qū)發(fā)展，能在水深4000m海底鉆探石油，因此，海底石油實際數(shù)量肯定會超過上述各種預測數(shù)字。關于海底天然氣儲量，也有不同的預測。據(jù)國際石油天然氣工藝研究所預計，世界天然氣總儲量為255-280萬億立方米，其中海洋天然氣儲量為140萬億立方米。L.G.威克斯把天然氣換算成石油可比當量，認為世界天然氣為1656億噸，其中海底天然氣為556億噸。

世界近海油氣區(qū)海底油氣資源勘探開發(fā)狀況因追蹤陸地油田在海底延伸開始，海底油氣資源勘探從1887年美國在加利福尼亞沿海打第一口探井算起，至今已近一百二十年的歷史。但是，20世紀60年代以前只有少數(shù)國家在海上找油，處于探索階段，70年代下海找油的國家猛增至80多個，進入了高峰期。80年代在海上進行油、氣資源勘探的國家約100個，勘探活動遍及除南極以外的各國大陸架海區(qū)。

在四大洋及數(shù)十處近海海域中，石油、天然氣含量最豐富的數(shù)波斯灣海域，約占總貯量的一半左右。波斯灣侏羅紀、白堊紀和第三紀接受了4-5千米穩(wěn)定沉積的灰?guī)r和砂巖，以背斜圈閉為主，生、儲、蓋層非常有利。第二位是委內(nèi)瑞拉的馬拉開波湖海域。第三位是北海海域。第四位是墨西哥灣海域。其次是我國沿海，東南亞海域以及澳大利亞、西非等海區(qū)。

目前我國石油資源量約為1040億噸，通過對不同類型盆地油氣勘查，新增儲量規(guī)律和各種方法的分析，測算出我國石油可采資源量為150億～160億噸，

。按照

國際上（油氣富集程度）通常的分類標準，我國在世界103個產(chǎn)油國中，屬于油氣資源“比較豐富”的國家。根據(jù)石油可采資源量的分析，陸上石油資源主要分布在松遼、渤海灣、塔里木、準噶爾和鄂

爾多斯五大盆地，共有石油可采資源114.4億噸，占陸上總資源量的87.3%。海上石油資

源

分布在渤海為9.2億噸，占海域的48.7%。我國海域的油氣資源我國海域的油氣資源是相當豐富的。它主要包括兩大部分，一部分是近海大陸架上的油氣資源，另一部分是深海區(qū)的油氣資源。中國海洋資源十分豐富，僅海洋石油資源就達241億噸，約占世界海洋石油資源量的10%。其中近海油氣資源量約占全國的三分之一，已探明的儲量為5億噸，目前年開采量僅為1000萬噸左右。沉積盆地發(fā)育：中國大陸架都屬陸緣的現(xiàn)代拗陷區(qū)，受太平洋板塊和歐亞板塊擠壓的影響，在中、新生代發(fā)育了一系列北東和東西向的斷裂，形成許多沉積盆地。陸源物質供應充足：陸上許多河流（如古黃河、古長江等）挾帶大量有機質泥沙流注入海，使這些盆地能形成幾千米厚的沉積物。中國豐富海底石油資源原因儲存條件良好：后期的構造運動使沉積盆地巖石發(fā)生變形，形成許多斷塊和背斜等圈閉構造，為油氣的保存創(chuàng)造良好的儲存條件。生油條件適宜：伴隨構造運動而發(fā)生巖漿活動，產(chǎn)生大量熱能，加速有機物質轉化為石油，并在圈閉中聚集和保存，成為現(xiàn)今的陸架油田。

沉積環(huán)境因素：中國近海海域廣闊的大陸架，它們既有長期的陸地湖泊環(huán)境，又有長期的淺海環(huán)境，接受了大量的有機物和泥沙沉積，形成了數(shù)千米至萬米厚的沉積層，其油氣資源之豐富，在世界上也是不多見的。

中國近海海域共發(fā)現(xiàn)18個中新生代沉積盆地，總面積約130萬平方公里，其中近海大陸架上已發(fā)現(xiàn)的含油氣沉積盆地9個，面積90萬平方公里。石油資源量約億噸，天然氣資源約22.3萬億立方米。我國傳統(tǒng)上將海洋沉積盆地劃分為六大主要含油氣盆地：渤海、南黃海、東海、珠江口、鶯歌海和北部灣海區(qū)。

渤海含油氣盆地：面積約7.3萬平方千米，是遼河油田、大港油田和勝利油田向渤海的延伸，是華北盆地新生代沉積中心，沉積厚度達10000米以上。在遼東灣發(fā)現(xiàn)了石油地質儲量達2億噸的綏中36-1等油田。主要含油氣盆地介紹南黃海含油氣盆地：面積約為10萬平方千米，是中、新生代沉積盆地，以新生代沉積為主。它是陸地蘇北含油盆地向黃海的延伸，共同構成蘇北—南黃海含油盆地。盆地分南、北兩個坳陷。初步調(diào)查勘探，這個盆地石油地質儲量在2～3億噸之間。東海含油氣盆地面：積約為46萬平方千米，是白堊紀－第三紀形成的大型含油氣盆地。其中，東海大陸架盆地面積最大，約28.4萬平方千米?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)和固定的局部構造封閉100多個，并在西湖凹陷中發(fā)現(xiàn)了3個含油氣構造。東海盆地是我國近海已發(fā)現(xiàn)的沉積盆地中面積最大、遠景最好的盆地，該區(qū)的油氣儲量為40～60億噸。珠江口含油盆地：面積約14.7萬平方千米，是南海北部大陸架、大陸坡上最大的一個沉積盆地。該盆地以新生代沉積為主。目前，在盆地中已發(fā)現(xiàn)了16個油田和含油構造，石油地質儲量約在40～45億噸。鶯歌海含油氣盆地：位于北部灣南部，以及海南島東南部海域的“U”字形盆地上。這個盆地包括東、西兩個不同的構造盆地。西部的西鶯歌海盆地為特提斯體系的拉張斷陷盆地，是一個縫合帶中的中間盆地，面積約為3.9萬平方千米。東部的瓊東南盆地則為環(huán)太平洋體系的一個孤后盆地，面積約為4萬平方千米。

我國沿海大陸架和沉積盆地北部灣含油盆地：是一個中新生代沉積盆地，面積3.5萬平方千米，其北面以廣西海岸為界，南面以海南島隆起為界，東面與雷瓊地區(qū)新生代凹陷相連，西南與鶯歌海盆地相連。石油形成形成石油要具備三個條件：一是要有大量的生物遺體；二是要有儲集石油的地層和保護石油不跑掉的蓋層；三是還要有有利于石油富集的地質構造。第一步：生物埋藏：

大陸架與近海緊相連，近海有著大量的藻類，魚類以及其他浮游生物。當這些生物迅速被河流帶來的沉積物掩埋后，這些被埋藏的生物遺體與空氣隔絕，長期處在缺氧的環(huán)境里。第二步：生油

被埋藏的生物在高壓（上覆巨厚巖石的壓力），高溫（地熱或火山強烈活動區(qū)域）及細菌作用開始分解。再經(jīng)過長期的地質時期，這些生物遺體逐漸變成了分散的石油。第三步：儲存

在淺海，特別是在島嶼岬角阻隔的海灣中，水域處于平靜的半封閉狀態(tài)，既有利于有機物的堆積，隨著大量泥沙的沉積，又為石油的儲集創(chuàng)造了良好的條件。

第四步：保護

石油儲集在砂巖的孔隙中，就好像水充滿在海綿里一樣，不致石油流失而長期緩慢地沉降在大陸架淺海區(qū)。那些沉降幅度大、沉降地層厚的盆地，往往是形成石油最有利的地區(qū)。在這些大型沉積盆地中，因受擠壓而突出的一些構造，又往往是儲積石油最多的地方。因此在海上找石油，就要找那些既有生油地層和儲油地層，又有很好的蓋層保護的儲油構造地區(qū)。

石油勘探石油勘探有地質勘探、地球物理勘探和地球化學勘探等辦法。其中物理勘探是普遍采用的辦法。海上石油物理勘探一般是在海洋調(diào)查船上裝備特別的儀器設備，來發(fā)現(xiàn)有利于石油聚集的地層和構造。最常用的辦法是采用重力勘探，磁力勘探和地震勘探三種方法。地震勘探方法：在海水中用炸藥爆炸或用壓縮空氣，電火花瞬時釋放大量的能量，產(chǎn)生人工地震波，利用聲波在不同物質中以不同速度傳播的原理，來尋找對石油儲積有利的地層和構造。海上鉆探

海上鉆探是油氣勘探開發(fā)中的重要一環(huán)。通過鉆探打井所取得的巖心樣品來確切掌握海底油氣資源的情況。在海上鉆井比在陸地上鉆井要困難得多。首先是因為海面動蕩不定，要保持鉆井穩(wěn)定，就要建造一個高于海面的工作臺或者鉆井平臺，然后在平臺上開展鉆探活動。海上鉆井平臺一般有固定式鉆井平臺和活動式鉆井平臺。我國油氣開發(fā)的歷程：____________、____________的過程。油氣生產(chǎn)過程：____________→__________________、

→________________?？碧剑旱卣鸩◤慕５竭h海從淺海到深海開采：海上鉆井平臺輸送：船舶、管道1998年5月發(fā)現(xiàn)的番禺4-2油田在試油9.2濱海砂礦

我國海岸線漫長，入海河流攜帶的含礦物質多，東部地區(qū)因經(jīng)受多次地殼運動，巖漿活動頻繁，形成了豐富的金屬和非金屬礦藏。這些含礦的巖石風化后的碎屑就近入海，在海流、潮流作用下，于海岸帶沉積形成礦種多、資源豐富的砂礦帶。濱海砂礦經(jīng)濟價值明顯，一些在工業(yè)、國防和高科技上有著重要意義的礦藏即來源于濱海砂礦。

已探明具有世界工業(yè)儲量的濱海砂礦占有相當重要的位置（砂礦占總資源量）：鋯石96％、獨居石80％（開采量）、錫石70％（開采量）、鈦鐵礦50%、金紅石98%，還有磷釔礦、磁鐵礦、鉻鐵礦、鈮鐵礦、鉭鐵礦、砂金、金剛石和石英砂13種。已探明重要礦產(chǎn)地90多處，各種礦床200多個。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。

自然環(huán)境和成礦條件的差異，造成濱海砂礦的分布很不平衡，我國總的趨勢是南多北少，海南、廣東、廣西、福建(臺灣未統(tǒng)計在內(nèi))4省區(qū)幾乎占礦床數(shù)的90％，儲量更在90％以上。濱海砂礦在北方主要分布在山東、遼寧2省。海洋砂礦的形成環(huán)境和成礦控制因素

海洋砂礦最適宜的形成環(huán)境是現(xiàn)代中緯度海灘和低緯度高能海灘；陸源碎屑物質被徑流搬運至河口、海濱地帶（或海蝕產(chǎn)物），在海平面相對穩(wěn)定的情況下，經(jīng)波浪、潮汐、沿岸流的反復分選作用后，一些化學性質比較穩(wěn)定且密度較大的礦物沿海特定的地貌部位(如沿岸沙堤底部等)富集便成為濱海砂礦，一般情況下多平行海岸分布海洋砂礦形成環(huán)境示意圖海洋砂礦的成礦控制因素①母巖類型

海岸及入海水系流域的母巖類型是控制海洋砂礦成礦的首要因素。一般而言，巖漿巖的有用礦物豐度高，變質巖次之，而沉積巖最差。母巖中的有用礦物豐度越高，補給面積越大，母巖剝蝕越深，形成砂礦的可能性也越大。

②氣候條件及水動力因素

在炎熱濕潤的條件下，物理－化學風化作用最強烈，這樣的地區(qū)也是形成濱海砂礦的最有利地帶。海洋水動力因素(波浪、潮汐、沿岸流)決定著近岸地區(qū)陸源碎屑物的再分配和海底泥沙運動及其分布規(guī)律。因此，海洋水動力的強弱及方向的變化直接控制著海成砂礦的形成、分布規(guī)律及其賦存的地貌部位等。③海岸和地貌類型

依據(jù)濱海砂礦在時空上的分布特點，海岸類型是控制其成礦的重要因素。港灣砂礫質海岸最有利于成礦；可能成礦的海岸有港灣淤泥質海岸、紅樹林海岸及中小型三角洲海岸；而平原海岸、大河形成的三角洲海岸、基巖海岸、珊瑚礁海岸及斷層海岸最不利于成礦。濱海砂礦礦體主要賦存于海成沙堤、沙嘴，剝蝕或海蝕地貌單元一般不成礦④海平面變化

只有在足夠長的時間內(nèi)海平面保持相對穩(wěn)定時有用礦物組分才能富集成礦。當海平面上升時，濱海砂礦→淺海陸架砂礦，當海平面下降時，濱海砂礦→海積階地砂礦。

磷礦是指在經(jīng)濟上能被利用的磷酸鹽類礦物的總稱，是一種重要的化工礦物原料。磷礦石按其成因不同，可分為磷灰石和磷塊巖。然界中已知的含磷礦物大約有120多種，可以開采利用的含磷礦物則不過幾種。自然界中磷元素約有95%集中在磷灰石中。磷灰石［Ca5(OP4)3(F,Cl,OH)］的主要化學成分是磷酸鈣9.3海底磷礦海底磷礦：指P205含量>18％的磷塊巖,其主要礦物成分是膠磷礦，為隱晶質或呈膠狀構造的磷灰石。海底磷礦的一般征：一般呈結核狀、塊狀、板狀、顆粒狀產(chǎn)出，內(nèi)部多呈鮞狀或層狀構造，通常含雜質較多，常呈暗灰色。產(chǎn)出位置：主要分布在濱外淺灘、淺海陸架、陸坡上部、邊緣臺地等處，產(chǎn)出水深一般為幾十至幾百米形成環(huán)境①富磷的氧化環(huán)境：由于冷暖海流匯合，深海生物大量死亡，導致生物體腐解，海水中溶有大量磷酸鹽的環(huán)境。當進入氧化的海洋環(huán)境，磷酸鹽即以膠體形式凝聚于海底。②CO2含量低的環(huán)境：海水中磷酸鹽的可溶性決定于CO2的含量。當深部富磷酸鹽海水涌向表層時，由于壓力降低、溫度升高、CO2逃逸，導致磷酸鹽過飽和而沉淀。③pH值低的厭氧環(huán)境：磷灰石形成于pH值低的厭氧海盆環(huán)境中。

海底磷礦的形成機制

在大洋側的上升流區(qū)較冷的富含P2O5的海水，從深部上升到陸坡上部、外陸架區(qū)，給表層海水中的生物提供了迅速繁殖的條件，淺海浮游生物吸收海水中的磷并使其固定。當海水中大量生物的糞粒及生物死亡之后的殘骸堆積于海底，其中大部分腐解，參與水體的再循環(huán)，并改變海水的pH濃度(使pH值升高)，有利于海水中磷酸鹽沉淀；有機質磷分解后溶于沉淀物的孔隙中，在過飽和狀態(tài)，在沉積物顆粒表面析出磷酸鹽凝膠、并不斷富集，可使P205含量增至20％一30％。在此過程中，由于成巖作用，海底溶液中的Mg2+濃度不斷降低，也促使磷酸鹽沉淀；原始磷酸鹽沉淀物呈半液態(tài)的粉砂、粘土級質點，經(jīng)波浪的簸選，把輕組分帶出，使較重的磷鈣石等在原地富集。9.4洋底錳結核和錳結殼據(jù)初步調(diào)