【D】第五章 海底矿产资源开发技术

海洋技术概论

第五章 海底矿产资源开发技术

海洋不仅覆盖地球面积的71%，而且淹没着及其丰富的海底矿产资源。其种类之多、储量之大、品味之高，是陆地同类矿产无法比拟的。在地球上已发现的百余种元素中，有80余种在海洋中存在，其中可提取的有60余种。可以说，海水是巨大的“液体矿床”。此外，已经探明，海底还富集着大量固体矿床，包括多金属结核、铁锰结壳、热液，估计贮量约有3万m3。目前已经开采的石油，有30%来自海洋。[1]

海洋石油的产值在海洋经济总产值中名列首位，而海滨与浅海矿砂是目前投入开发的第二大矿种。海洋矿砂品种繁多，已开采的有锡石、锆英石、钛铁矿、磁铁矿、金江石、金、独居石、磷、红柱石等。海底矿产资源中，更大量的是潜在资源，如大洋锰结核、海底热液矿、富钴结壳等。

5.1 海底矿产资源概述

海洋矿产资源主要是指海底油气、多金属结核、海底热液和海滨、浅海中的砂矿资源。

5.1.1 海底矿产的分类

（1）按性质可分为金属矿产、非金属矿产和燃料矿产。

（2）按矿产的结构形态可分为沉积物矿（非固结矿）和基岩矿（固结矿）。

沉积矿包括海滩矿砂、大陆架沉积矿和深海沉积物矿；基岩矿主要是指海底松软沉积物以下硬岩中的矿藏，包括非固态的石油、天然气和固态的硫磺、岩盐、钾盐、煤、铁、铜、镍、锡和重晶石等。[2]

（3）按照可持续发展的战略思想及人们的认识和勘探开发程度海洋矿产资源可划分为已开发利用的矿产资源、尚待开发利用的矿产资源、具有潜在开发价值的矿产资源。[3]

5.1.2 海洋矿产开采的特点

由于海洋是一个独立的自然地理单元,决定了海洋矿产开发具有与陆地资源开发所不同的特点。

（1）由于深海的极端环境。深海矿产资源都赋存于水深千米的深海底，多金属结核赋予水深5000~6000m的海底表面、富钴结壳生长在水深2000~4000水深的海山上，热液硫化物多赋存与2000~2500m水深的海床。极端环境的表现如下：海水腐蚀；海底无自然光；海洋环境的风、浪、六等构成复杂流场；深海大部分地方处于1℃的低温，而热液口的温度高达近400℃。这样一个复杂超长的极端环境，给深海作业及装备的可靠性和维修更换维修周期等提出许多极高的要求，工作设备要承受高达20~60MPa的巨大水压，海水中电磁波传播