【D】第五章 海底矿产资源开发技术(14)

海洋技术概论

岩石反复发生不均匀的膨胀、收缩，天长日久便慢慢消解，破碎成有粗有细的碎屑。除了物理风化作用外，物质还会发生化学风化作用，即有些矿物在空气中与氧、水作用，发生氧化、溶解、水解而被破坏。结晶岩中有些矿物含有二价的铁离子，二价铁在空气中也像铁器生锈一样，很容易氧化，变成三价铁，这就使原有的矿物遭到破坏，进而使整个岩石分解。分解出来的一部分矿物因为具有硬度小、易破裂等特殊的物理性质，在流水般云中很易破裂而变小消失。当岩石中这些已风化的矿物被破坏后，那些不易风化、化学性质稳定、相对密度大的矿物就分离出来，并被流水、冰川或风搬运到河口和海滩上，又经波浪、沿岸流和潮流日夜不停地反复淘洗、分选，一些硬度低的矿物被进一步磨碎，随同密度低的矿物一起被卷向远离海岸的地方，而密度大的矿物就在海滩上集中起来，从而形成海滨矿砂。所以，矿砂的行程需要有原始物源、风化侵蚀作用。搬运作用和富集作用四个过程。

5.3.4.1矿砂的分布

海滨砂矿分布十分广泛，矿种也很多，由于分布在海滨地带或水深不大的海域，因而比其他海底矿产的开采技术容易得多。此外，它们经过水流的掏刷和分选，分布比较集中，品位比较高，往往有含有可供综合利用多种矿产，所以在目前海底矿产资源的开发中，产值仅次于海底石油，而列居第二位。

大多数砂矿存在于离源地几公里的范围内，因而海洋矿砂实际上被限制在海滩和近海浅水区，水深不过几十米。但是，古代矿砂可存在于古沉没海滩或是在大陆架最外边的溺谷中。砂矿最富集的地带与现代海岸线或古海岸线相平行，成条带状分布，延伸好几公里到数十几公里以上。有些地区由于海平面的变化，是原来形成的海滨矿砂发生了位移。当海平面下降时，原来的海滨矿砂就会露出海面，被抬高到附近的岸上；当海平面下降时，原来的海滨砂矿又被覆盖在浅海海底，成为埋藏于现代沉积物层下面的旧海滨砂矿和河谷砂矿。沉没在海底下的河谷砂矿往往埋藏的比较深，有事沿着埋没的河谷延伸到离海岸几百公里的地方。例如泰国的海底河谷锡砂矿就埋藏在27~40m深的古河道沉积层中；印度尼西亚的锡砂矿则从海岸向海延伸8km之远。

5.3.4.2海滨矿砂的开采

海滨砂矿种类很多，多使用采砂船进行开采。采砂船上没有采矿、选矿和脱水设备。由于砂层厚度和海水深度不同，使用的开采方法也不同。开采海滨矿砂，比开采其他海底矿产要容易得多，但与陆上采矿相比，仍然受到许多条件的限制，特别是海区的风浪，尝试采矿船不能连续作业，所以开采成本比较高。但一般不用炸药爆破和破碎工作；矿床贮存在海底的上部，开采时一般不用剥离，在开采的同时还可以进行初选，把废砂排回海中，提高矿砂