21世紀(jì)是發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)的時(shí)代,浩瀚的海洋是資源和能源的寶庫(kù),也是人類(lèi)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展的重要基地。當(dāng)今世界人類(lèi)正面臨著陸地資源和能源日趨嚴(yán)峻的危機(jī) 威脅,世界各國(guó)都把經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的希望寄托在占地球表面積71%的海洋上,越來(lái)越多的國(guó)家都把合理有序地開(kāi)發(fā)利用海洋資源和能源,以及保護(hù)海洋環(huán)境作為 求生存、求發(fā)展的基本國(guó)策。海洋中蘊(yùn)藏著豐富的各類(lèi)金屬與非金屬礦產(chǎn)資源、能源和生物資源。20世紀(jì)以來(lái),各國(guó)科學(xué)家的積極努力使人類(lèi)極大地增長(zhǎng)了對(duì)海洋 資源的認(rèn)識(shí),目前全球已興起一個(gè)開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)海洋資源、攻克海洋開(kāi)發(fā)高新技術(shù)的熱潮,海洋經(jīng)濟(jì)已成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的增長(zhǎng)點(diǎn),成為我們這個(gè)時(shí)代的特征。
海底礦產(chǎn)資源的種類(lèi)、形成和分布取決于地殼的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和構(gòu)造格局,彼此間有著內(nèi)在的聯(lián)系。地球上的地殼主要存在著大陸型和大洋型兩種地殼類(lèi)型,海底礦產(chǎn)資 源也主要有兩大類(lèi):淺海礦產(chǎn)資源和深海礦產(chǎn)資源。淺海與大陸同屬大陸型地殼,它們?cè)诘厥费莼嫌薪y(tǒng)一的機(jī)制和地質(zhì)構(gòu)造條件,成礦規(guī)律有許多共同之處;深海 和大洋為大洋型地殼,其構(gòu)造環(huán)境和地質(zhì)條件與陸地不同,成礦條件也有所不同。
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,其礦種和成礦規(guī)律與陸地基本相似,但由于海水動(dòng)力作用的加工,還形成一些獨(dú)特的外生礦床。淺海礦產(chǎn)資源主要是各類(lèi)濱海砂礦和石油與天然氣,最近還發(fā)現(xiàn)一種極富發(fā)展前景的天然氣水合物等。
濱海砂礦是指在濱海水動(dòng)力的分選作用下富集而成的有用砂礦,該類(lèi)砂礦床規(guī)模大、品位高、埋藏淺,沉積疏松、易采易選。所謂濱海砂礦的范疇,由于地質(zhì)歷史上的海平面變動(dòng),它包涵著濱海和部分淺海的砂礦。濱海砂礦主要包括建筑砂礫、工業(yè)用砂和礦物砂礦。
建筑砂、礫集料和工業(yè)用砂是當(dāng)今取自近海最多和最重要的砂礦。隨著陸上建筑集料和工業(yè)砂資源的開(kāi)采殆盡和城市的持續(xù)擴(kuò)大和地價(jià)的不斷增加,品質(zhì)優(yōu)于陸上的 海洋建筑集料與工業(yè)砂原料勢(shì)必變得更為重要。工業(yè)砂據(jù)其質(zhì)地而用于不同的方面,如:鑄造用砂和玻璃用砂等。
濱海礦物砂礦種類(lèi)很多,如:金剛石、金、鉑、錫、鉻鐵礦、鐵砂礦、鋯石、鈦鐵礦、金紅石、獨(dú)居石等等。這些濱海砂礦絕大多數(shù)屬于海積型砂礦床,少部分屬?zèng)_ 積型和殘積型砂礦。世界上現(xiàn)已開(kāi)采利用30余種濱海砂礦,其資源量與開(kāi)采量在世界礦產(chǎn)中都占有重要的位置。例如:世界金紅石總資源量約9435×104 t(鈦含量),其中砂礦占98 %;鈦鐵礦總資源量2.46×108 t(鈦金屬),砂礦占50 %;鋯石已探明的資源量3175.2×104 t,96 %為濱海砂礦。濱海砂礦的開(kāi)采量在世界同類(lèi)礦產(chǎn)總產(chǎn)量中所占的百分比為:鈦鐵礦30 %,獨(dú)居石80 %,金紅石98 %,鋯石90 %,錫石70 %以上,金5-10 %,金剛石5.1 %,鉑3 %等。我國(guó)擁有漫長(zhǎng)的海岸線和廣闊的淺海,目前已探查出的砂礦礦種有鋯石、鈦鐵礦、獨(dú)居石、磷釔礦、金紅石、磁鐵礦、砂錫礦、鉻鐵礦、鈮鉭鐵礦、砂金和石 英砂等,并發(fā)現(xiàn)有金剛石和砷鉑礦等。我國(guó)的濱海砂礦的礦種幾乎覆蓋了黑色金屬、有色金屬、稀有金屬和非金屬等各類(lèi)砂礦,其中以鈦鐵礦、鋯石、獨(dú)居石、石英 砂等規(guī)模最大,資源量最豐。
深海礦產(chǎn)資源
深海蘊(yùn)藏著豐富的海底礦產(chǎn)資源,它是支持人類(lèi)生存的又一類(lèi)重要資源。這里所說(shuō)的深海,一般是指地質(zhì)含義上大陸架或大陸邊緣以外的海域。深海占海洋面積的 92.4 %和地球面積的65.4 %,盡管它蘊(yùn)藏著極為豐富的海底資源,但開(kāi)發(fā)得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,甚至幾乎還未得到開(kāi)發(fā)。擴(kuò)大人類(lèi)生存空間和儲(chǔ)備人類(lèi)生存資源的重要途徑之一就是要向深海擴(kuò)大活 動(dòng),發(fā)現(xiàn)包括海底礦產(chǎn)在內(nèi)的深海資源,這對(duì)于整個(gè)人類(lèi)的生存是一項(xiàng)具有深遠(yuǎn)意義的戰(zhàn)略行動(dòng)。深海礦產(chǎn)資源主要包括大洋多金屬結(jié)核礦、鐵錳結(jié)殼礦、深海磷礦 和海底熱液礦等。但是,由于深海礦產(chǎn)資源的礦區(qū)基本位于國(guó)際海域(Area)的海底,它的開(kāi)發(fā)活動(dòng)必須經(jīng)過(guò)聯(lián)合國(guó)海底管理局的同意和批準(zhǔn)方可生效與合法。
多金屬結(jié)核資源(大洋多金屬結(jié)核礦)
多金屬結(jié)核是一種結(jié)核狀的鐵錳礦,又稱(chēng)為大洋錳結(jié)核,它廣泛分布于水深4000-6000m海底。它主要由鐵錳物質(zhì)組成,含有70多種元素(包括工業(yè)所需 要的銅、鈷、鎳、錳、鐵等金屬),其中Ni、Co、Cu、Mn的平均含量分別為1.30 %,0.22 %,1.00 %和25.00 %,總儲(chǔ)量分別高出陸地相應(yīng)儲(chǔ)量的幾十倍到幾千倍,具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,是一種重要的深海礦產(chǎn)資源。多金屬結(jié)核在大西洋、印度洋、太平洋等世界幾大洋中均 有分布,惟太平洋分布最廣,儲(chǔ)量最大,并呈帶狀分布,擁有東北太平洋海盆,中太平洋海盆、南太平洋、東南太平洋海盆等4個(gè)分區(qū),其中位于東北太平洋海盆內(nèi) 克拉里昂、克里帕頓斷裂之間的CC區(qū)是結(jié)核經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高的區(qū)域?,F(xiàn)在世界上已有七個(gè)國(guó)家或集團(tuán)獲得聯(lián)合國(guó)的批準(zhǔn)(印度、俄羅斯、法國(guó)、日本、中國(guó)、國(guó)際海 洋金屬聯(lián)合組織、韓國(guó)),擁有合法的開(kāi)辟區(qū)(Pioneer Area),除印度以外的其他先驅(qū)投資國(guó)所申請(qǐng)的礦區(qū)均在太平洋CC區(qū)。中國(guó)是聯(lián)合國(guó)批準(zhǔn)的世界上第五個(gè)先驅(qū)投資者,我國(guó)經(jīng)過(guò)"七五"、"八五"、"九 五"和"十五"期間的努力,已經(jīng)在太平洋CC區(qū)獲得了7.5×104 km2的合同礦區(qū),對(duì)該區(qū)擁有詳細(xì)勘探權(quán)和開(kāi)采權(quán)。
富鈷結(jié)殼資源(鐵錳結(jié)殼礦)
富鈷結(jié)殼也是一種鐵錳礦,與大洋多金屬結(jié)核礦相似,但它不呈結(jié)核狀,而是以板狀結(jié)殼覆蓋在洋底海山的基巖上,產(chǎn)出在水深1000-3000m的海山頂部或 斜坡處,最大厚度達(dá)20cm之多,是富含鈷、鉑、鎳,磷、鈦、鋅、鉛、鈰和稀土金屬等的礦產(chǎn)資源,其中鈷的平均品位高達(dá)0.8%~1.0%,是多金屬結(jié)核 中鈷含量的4倍。鐵錳結(jié)殼礦區(qū)分布大多落在200海里的專(zhuān)屬經(jīng)濟(jì)區(qū)范圍之內(nèi),聯(lián)合國(guó)海洋法公約規(guī)定沿海國(guó)家擁有開(kāi)采權(quán),在深海諸礦種之中它是法律上爭(zhēng)議最 少的一種礦種,因而它當(dāng)前是世界各國(guó)大洋勘探開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)礦種。自20世紀(jì)以來(lái),富鈷結(jié)殼已引起世界各國(guó)的關(guān)注,德、美、日、俄等國(guó)紛紛投入巨資開(kāi)展富鈷結(jié) 殼資源的勘查研究。我國(guó)南海中沙海域發(fā)現(xiàn)有鐵錳結(jié)殼礦,其中并含有較豐富的稀土金屬;近年來(lái),我國(guó)又在太平洋深水海域進(jìn)行著富鈷結(jié)殼的勘探。
海底熱液多金屬礦產(chǎn)資源(海底熱液礦)海底熱液礦床是近年來(lái)頗為引人注目的海底礦產(chǎn)資源;列入目前勘察重點(diǎn)的是熱液硫化物礦床。熱液硫化物的成分主要有Cu、Fe、Zn、Pb及貴金屬Au、 Ag、Co、Ni、Pt,此外還包括鐵錳氧化物、重晶石、石膏、粘土礦物等,儲(chǔ)量非常巨大,海底熱液礦床與鐵錳結(jié)核或鈷結(jié)殼相比,具有水深較淺(從幾百米 到2000m左右)、礦體富集度大、礦化過(guò)程快,易于開(kāi)采和冶煉等特點(diǎn),所以更具現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)意義。海底熱液礦廣泛分布于世界大洋的中脊裂谷和弧后盆地處,富 含金屬的高溫?zé)崴畯暮5讎姵?,在噴口四周沉淀下金屬氧化物和硫化物,堆砌成平臺(tái)、小丘或煙囪狀沉積柱。分布在洋中脊和弧后盆地的這類(lèi)礦多為金屬硫化物,往 往又稱(chēng)為多金屬硫化礦或塊狀硫化物;據(jù)噴出的熱液顏色,又有白煙囪和黑煙囪之分;幾百度高溫噴口附近生存著耐高溫和耐硫化物的生物群,具有生物學(xué)和地球生 命起源研究的意義。我國(guó)已經(jīng)對(duì)海底熱液硫化物進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性的勘查。
世界大洋中蘊(yùn)藏著極其豐富的資源和能源,除了上述幾種外,深海中還有許多有重要價(jià)值的礦產(chǎn)資源,目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的還有磷酸鹽、深海粘土、碳酸鹽以及海水中大 量的溶解礦物等,都等待著我們?nèi)ラ_(kāi)發(fā)利用。人類(lèi)對(duì)深海的探索和研究相對(duì)于探索地球表面來(lái)說(shuō)才剛剛開(kāi)始,隨著人類(lèi)新需求的出現(xiàn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,隨著我們對(duì) 深海的不斷探索,還會(huì)在深海底發(fā)現(xiàn)更多新的礦產(chǎn)、新的資源。
海底礦產(chǎn)資源的種類(lèi)、形成和分布取決于地殼的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和構(gòu)造格局,彼此間有著內(nèi)在的聯(lián)系。地球上的地殼主要存在著大陸型和大洋型兩種地殼類(lèi)型,海底礦產(chǎn)資 源也主要有兩大類(lèi):淺海礦產(chǎn)資源和深海礦產(chǎn)資源。淺海與大陸同屬大陸型地殼,它們?cè)诘厥费莼嫌薪y(tǒng)一的機(jī)制和地質(zhì)構(gòu)造條件,成礦規(guī)律有許多共同之處;深海 和大洋為大洋型地殼,其構(gòu)造環(huán)境和地質(zhì)條件與陸地不同,成礦條件也有所不同。
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,其礦種和成礦規(guī)律與陸地基本相似,但由于海水動(dòng)力作用的加工,還形成一些獨(dú)特的外生礦床。淺海礦產(chǎn)資源主要是各類(lèi)濱海砂礦和石油與天然氣,最近還發(fā)現(xiàn)一種極富發(fā)展前景的天然氣水合物等。
濱海砂礦是指在濱海水動(dòng)力的分選作用下富集而成的有用砂礦,該類(lèi)砂礦床規(guī)模大、品位高、埋藏淺,沉積疏松、易采易選。所謂濱海砂礦的范疇,由于地質(zhì)歷史上的海平面變動(dòng),它包涵著濱海和部分淺海的砂礦。濱海砂礦主要包括建筑砂礫、工業(yè)用砂和礦物砂礦。
建筑砂、礫集料和工業(yè)用砂是當(dāng)今取自近海最多和最重要的砂礦。隨著陸上建筑集料和工業(yè)砂資源的開(kāi)采殆盡和城市的持續(xù)擴(kuò)大和地價(jià)的不斷增加,品質(zhì)優(yōu)于陸上的 海洋建筑集料與工業(yè)砂原料勢(shì)必變得更為重要。工業(yè)砂據(jù)其質(zhì)地而用于不同的方面,如:鑄造用砂和玻璃用砂等。
濱海礦物砂礦種類(lèi)很多,如:金剛石、金、鉑、錫、鉻鐵礦、鐵砂礦、鋯石、鈦鐵礦、金紅石、獨(dú)居石等等。這些濱海砂礦絕大多數(shù)屬于海積型砂礦床,少部分屬?zèng)_ 積型和殘積型砂礦。世界上現(xiàn)已開(kāi)采利用30余種濱海砂礦,其資源量與開(kāi)采量在世界礦產(chǎn)中都占有重要的位置。例如:世界金紅石總資源量約9435×104 t(鈦含量),其中砂礦占98 %;鈦鐵礦總資源量2.46×108 t(鈦金屬),砂礦占50 %;鋯石已探明的資源量3175.2×104 t,96 %為濱海砂礦。濱海砂礦的開(kāi)采量在世界同類(lèi)礦產(chǎn)總產(chǎn)量中所占的百分比為:鈦鐵礦30 %,獨(dú)居石80 %,金紅石98 %,鋯石90 %,錫石70 %以上,金5-10 %,金剛石5.1 %,鉑3 %等。我國(guó)擁有漫長(zhǎng)的海岸線和廣闊的淺海,目前已探查出的砂礦礦種有鋯石、鈦鐵礦、獨(dú)居石、磷釔礦、金紅石、磁鐵礦、砂錫礦、鉻鐵礦、鈮鉭鐵礦、砂金和石 英砂等,并發(fā)現(xiàn)有金剛石和砷鉑礦等。我國(guó)的濱海砂礦的礦種幾乎覆蓋了黑色金屬、有色金屬、稀有金屬和非金屬等各類(lèi)砂礦,其中以鈦鐵礦、鋯石、獨(dú)居石、石英 砂等規(guī)模最大,資源量最豐。
深海礦產(chǎn)資源
深海蘊(yùn)藏著豐富的海底礦產(chǎn)資源,它是支持人類(lèi)生存的又一類(lèi)重要資源。這里所說(shuō)的深海,一般是指地質(zhì)含義上大陸架或大陸邊緣以外的海域。深海占海洋面積的 92.4 %和地球面積的65.4 %,盡管它蘊(yùn)藏著極為豐富的海底資源,但開(kāi)發(fā)得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,甚至幾乎還未得到開(kāi)發(fā)。擴(kuò)大人類(lèi)生存空間和儲(chǔ)備人類(lèi)生存資源的重要途徑之一就是要向深海擴(kuò)大活 動(dòng),發(fā)現(xiàn)包括海底礦產(chǎn)在內(nèi)的深海資源,這對(duì)于整個(gè)人類(lèi)的生存是一項(xiàng)具有深遠(yuǎn)意義的戰(zhàn)略行動(dòng)。深海礦產(chǎn)資源主要包括大洋多金屬結(jié)核礦、鐵錳結(jié)殼礦、深海磷礦 和海底熱液礦等。但是,由于深海礦產(chǎn)資源的礦區(qū)基本位于國(guó)際海域(Area)的海底,它的開(kāi)發(fā)活動(dòng)必須經(jīng)過(guò)聯(lián)合國(guó)海底管理局的同意和批準(zhǔn)方可生效與合法。
多金屬結(jié)核資源(大洋多金屬結(jié)核礦)
多金屬結(jié)核是一種結(jié)核狀的鐵錳礦,又稱(chēng)為大洋錳結(jié)核,它廣泛分布于水深4000-6000m海底。它主要由鐵錳物質(zhì)組成,含有70多種元素(包括工業(yè)所需 要的銅、鈷、鎳、錳、鐵等金屬),其中Ni、Co、Cu、Mn的平均含量分別為1.30 %,0.22 %,1.00 %和25.00 %,總儲(chǔ)量分別高出陸地相應(yīng)儲(chǔ)量的幾十倍到幾千倍,具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,是一種重要的深海礦產(chǎn)資源。多金屬結(jié)核在大西洋、印度洋、太平洋等世界幾大洋中均 有分布,惟太平洋分布最廣,儲(chǔ)量最大,并呈帶狀分布,擁有東北太平洋海盆,中太平洋海盆、南太平洋、東南太平洋海盆等4個(gè)分區(qū),其中位于東北太平洋海盆內(nèi) 克拉里昂、克里帕頓斷裂之間的CC區(qū)是結(jié)核經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高的區(qū)域?,F(xiàn)在世界上已有七個(gè)國(guó)家或集團(tuán)獲得聯(lián)合國(guó)的批準(zhǔn)(印度、俄羅斯、法國(guó)、日本、中國(guó)、國(guó)際海 洋金屬聯(lián)合組織、韓國(guó)),擁有合法的開(kāi)辟區(qū)(Pioneer Area),除印度以外的其他先驅(qū)投資國(guó)所申請(qǐng)的礦區(qū)均在太平洋CC區(qū)。中國(guó)是聯(lián)合國(guó)批準(zhǔn)的世界上第五個(gè)先驅(qū)投資者,我國(guó)經(jīng)過(guò)"七五"、"八五"、"九 五"和"十五"期間的努力,已經(jīng)在太平洋CC區(qū)獲得了7.5×104 km2的合同礦區(qū),對(duì)該區(qū)擁有詳細(xì)勘探權(quán)和開(kāi)采權(quán)。
富鈷結(jié)殼資源(鐵錳結(jié)殼礦)
富鈷結(jié)殼也是一種鐵錳礦,與大洋多金屬結(jié)核礦相似,但它不呈結(jié)核狀,而是以板狀結(jié)殼覆蓋在洋底海山的基巖上,產(chǎn)出在水深1000-3000m的海山頂部或 斜坡處,最大厚度達(dá)20cm之多,是富含鈷、鉑、鎳,磷、鈦、鋅、鉛、鈰和稀土金屬等的礦產(chǎn)資源,其中鈷的平均品位高達(dá)0.8%~1.0%,是多金屬結(jié)核 中鈷含量的4倍。鐵錳結(jié)殼礦區(qū)分布大多落在200海里的專(zhuān)屬經(jīng)濟(jì)區(qū)范圍之內(nèi),聯(lián)合國(guó)海洋法公約規(guī)定沿海國(guó)家擁有開(kāi)采權(quán),在深海諸礦種之中它是法律上爭(zhēng)議最 少的一種礦種,因而它當(dāng)前是世界各國(guó)大洋勘探開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)礦種。自20世紀(jì)以來(lái),富鈷結(jié)殼已引起世界各國(guó)的關(guān)注,德、美、日、俄等國(guó)紛紛投入巨資開(kāi)展富鈷結(jié) 殼資源的勘查研究。我國(guó)南海中沙海域發(fā)現(xiàn)有鐵錳結(jié)殼礦,其中并含有較豐富的稀土金屬;近年來(lái),我國(guó)又在太平洋深水海域進(jìn)行著富鈷結(jié)殼的勘探。
海底熱液多金屬礦產(chǎn)資源(海底熱液礦)海底熱液礦床是近年來(lái)頗為引人注目的海底礦產(chǎn)資源;列入目前勘察重點(diǎn)的是熱液硫化物礦床。熱液硫化物的成分主要有Cu、Fe、Zn、Pb及貴金屬Au、 Ag、Co、Ni、Pt,此外還包括鐵錳氧化物、重晶石、石膏、粘土礦物等,儲(chǔ)量非常巨大,海底熱液礦床與鐵錳結(jié)核或鈷結(jié)殼相比,具有水深較淺(從幾百米 到2000m左右)、礦體富集度大、礦化過(guò)程快,易于開(kāi)采和冶煉等特點(diǎn),所以更具現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)意義。海底熱液礦廣泛分布于世界大洋的中脊裂谷和弧后盆地處,富 含金屬的高溫?zé)崴畯暮5讎姵?,在噴口四周沉淀下金屬氧化物和硫化物,堆砌成平臺(tái)、小丘或煙囪狀沉積柱。分布在洋中脊和弧后盆地的這類(lèi)礦多為金屬硫化物,往 往又稱(chēng)為多金屬硫化礦或塊狀硫化物;據(jù)噴出的熱液顏色,又有白煙囪和黑煙囪之分;幾百度高溫噴口附近生存著耐高溫和耐硫化物的生物群,具有生物學(xué)和地球生 命起源研究的意義。我國(guó)已經(jīng)對(duì)海底熱液硫化物進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性的勘查。
世界大洋中蘊(yùn)藏著極其豐富的資源和能源,除了上述幾種外,深海中還有許多有重要價(jià)值的礦產(chǎn)資源,目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的還有磷酸鹽、深海粘土、碳酸鹽以及海水中大 量的溶解礦物等,都等待著我們?nèi)ラ_(kāi)發(fā)利用。人類(lèi)對(duì)深海的探索和研究相對(duì)于探索地球表面來(lái)說(shuō)才剛剛開(kāi)始,隨著人類(lèi)新需求的出現(xiàn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,隨著我們對(duì) 深海的不斷探索,還會(huì)在深海底發(fā)現(xiàn)更多新的礦產(chǎn)、新的資源。