3.4海底矿产.ppt

第四章海洋 21世纪的希望第四节海底矿产 深海 国际上对深海的定义是1000米水深 深海矿物 主要有滨海砂矿 海底沉积矿床和海底岩矿 目前 经济意义最大的是海洋石油 天然气资源 大洋锰结核和热液 沉积矿床等 人类最早发现并进行开发的海底矿产 海底煤矿是人类最早发现并进行开发的海底矿产 据统计 世界海滨有海底煤矿井100多口 从16世纪开始 英国人就在北海和北爱尔兰开采煤 第一口海上油井 1896年 美国人以栈桥连陆方式在加利福尼亚距海岸200多米处打出了第一口海上油井 它标志着海上石油工业的诞生 1981年12月 我国与日本合作 在渤海打出第一口高产油井 日产原油1000吨 全世界36 40 的海洋石油产自波斯湾 其中沙特阿拉伯是最大的近海石油生产国 石油分布 海底位置 大陆架 大陆坡 大陆隆 全球分布 波斯湾 墨西哥湾 北海 马拉开波湖 东南亚及中国沿海地区 开发趋势 近海 远海 浅海 深海 大陆架 大陆坡 大陆隆 世界上最严重的一次海上油井井喷事故是1979年6月3日清晨在墨西哥湾发生的 这次井喷前后持续了296天 漏油总量为476万吨 使美国得克萨斯州225千米的海岸遭到严重污染 2010年墨西哥湾漏油事件 进入海洋的石油隔绝了大气与海水的气体交换 还消耗掉了海水中的氧气 对海洋破坏最严重 最普遍的污染是石油污染 每年进入海洋中的石油有1000万吨 化学方法是在海面上喷洒消油化学药品 使药品与原油起化学反应清除原油的一种方法 清除溢油的方法 清除溢油的方法有机械方法 化学方法和生物方法 机械方法是用拖网或亲油的材料 如特制的塑料 在海面把油吸起来 在船上把油刮下来或挤出来 再循环使用 生物方法利用一种嗜油细菌 在实验室里大量繁殖 喷洒到海面油膜上时 迅速覆盖海面 把石油都吃掉 多金属结核 1 物理性质 又称 锰结核 或 铁锰结核 含铁 锰 铜等几十种元素 一般为褐色 呈核状 直径几微米到几十厘米不等 2 属性 属深海自生性矿产资源 3 分布 海底位置 3500 6000m的洋底 全球分布 夏威夷群岛东南海区 矿产分布示意 它来自于哪 一是来自陆地 大陆或岛屿中的铁 锰等元素 被海流带到大洋沉淀 二是来自火山 岩浆喷发 从熔岩中带出三是来自生物 浮游生物体内的微量金属四是来自宇宙尘埃 有关资料表明 宇宙中每年要向地球降落2000 5000吨宇宙尘埃 它们富含金属元素 分解后进入海洋 第三种方法是连续链斗式采矿系统 这种方法比较简单 效率比较低 锰结核的开采方法有多少种 蕴藏在5000米深的海盆上的锰结核不是轻易就能开采出来的 第一种方法是水力提升式采矿系统 用集矿装置在海底把锰结核挑选 收集在一起以便采集 用高压水泵把锰结核通过采矿管提升到采矿船里 第二种方法是空气提升式采矿系统 用高压空气泵通过输气管将压缩空气打到海底 把海底的锰结核连同水 气从采矿管里压到采矿船里 中国锰结核开发步伐 1978年 向阳红05号 海洋调查船在太平洋4000米水深海底 首次捞获锰结核 在夏威夷西南 北纬7度至13度 西经138度至157度的太平洋中部海区 探明 可采储量为20亿吨的富矿区 圈出了有足够的商业价值的30万平方千米的申请区 其中15万平方千米的区域作为国际海底管理局的保留区 另15万平方千米的区域为我国的开辟区 相当于一个海南岛的面积 1991年3月 联合国海底管理局 正式批准了这一申请 滨海矿砂 特点 分布广 矿种多 储量大 开采方便 易于选矿 开发投资小 种类及其分布 海底热液硫化物 1 种类 有块状和软泥状两种 定义 热液硫化物 Volcanogenicmassivesulphideoredeposits VMS 是种由海底火山活动与热液循环产生之金属硫化物矿 以铜与锌化物矿为主 它们多为古今各地质环境中海底或其下的热液所带硫化矿物沉淀而成之分层沉积物 它们出现于火山沉积地层层序 且与火山岩同年代 热液硫化物是以下矿物一大来源 铜 锌 铅 金与银矿 3 分布 多分布于大洋板块边界以及板块内部的火山活动中心 其中尤以海底中央裂谷处最多 环太平洋构造成矿带分布着多种海底热液矿床 被称为环太平洋的 大铜环 或 大金环 可燃冰 天然气水合物 NaturalGasHydrate 简称GasHydrate 因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧 所以又被称作 可燃冰 或者 固体瓦斯 和 气冰 分子式mCH4 nH2O在标准状况下 一单位体积的气水合物分解最多可产生164单位体积的甲烷气体 2007年5月1日凌晨 中国在南海北部的首次采样成功 证实了中国南海北部蕴藏丰富的天然气水合物资源 固体的 天然气水合物 升温减压就可释放出大量的甲烷气体 天然气水合物使用方便 燃烧值高 清洁无污染 据了解 全球天然气水合物的储量是现有天然气 石油储量的两倍 中国南海天然气水合物的资源量为700亿吨油当量 约相当中国目前陆上石油 天然气资源量总数的二分之一 海底可燃冰的储量够人类使用1000年 因而被科学家誉为 未来能源 21世纪能源 第三种是注入剂法 就是往可燃冰中加一些化学试剂 将 冰 转化成气 怎样开采可燃冰 可燃冰开采的最大难点是保证井底稳定 使甲烷气不泄漏 不致引发温室效应 可燃冰 的开采方法主要有以下三种 一种是热激化法 就是通过一些方法将可燃冰加热 使其温度升高 从而使水合物分解而开采 第二种是减压法 即采用物理方法给可燃冰减压 达到使之分解的目的 蛟龙号 载人深潜器是我国首台自主设计 自主集成研制的作业型深海载人潜水器 设计最大下潜深度为7000米级 也是目前世界上下潜能力最深的作业型载人潜水器 蛟龙号 可在占世界海洋面积99 8 的广阔海域中使用 对于我国开发利用深海的资源有着重要的意义 蛟龙号 蛟龙号拍摄图片 5000米海底 中国是继美 法 俄 日之后世界上第五个掌握大深度载人深潜技术的国家 除中国外 其他4国的作业型载人潜水器最大工作深度为日本深潜器的6527米 因此 蛟龙号 载人潜水器在西太平洋的马里亚纳海沟海试成功到达7062米海底 创造了作业类载人潜水器新的世界纪录 相关法规 1958年 大陆架公约 的产生 后来经过第三次联合国会议广泛的讨论和反复磋商 在最后新制定通过的 联合国海洋法公约 中对大陆架的定义做了修正 1965年 在美国罗德岛大学召开了第一次海洋法协会会议 会上发表了一系列关于锰结核开发和与之相关的法律问题的研究报告 1970年12月17日 第二十五届联合国大会正式以联大的形式通过了 关于各国管辖范围以外海床洋底及其底土的原则宣言 宣告深海底资源为人类共同继承的财产 任何国家和个人都不得拥有所有权或主权 资源开发受制于将来设立的国际制度和组织 经过十年的努力 通过了 联合国海洋法公约 其中 公约中的 关于国际海底区域的部分 制定了具体的国际海底资源的勘探及开发政策和制度 国内我国在海洋矿产的勘探开发及相关影响因素的立法管理 从7O年代以来至今 已经做了大量的工作 先后制定颁布了多条法规 如 对外合作开采海洋石油资源条例 矿产资源法 矿产资源勘探登记管理暂行办法 矿产资源监督管理暂行办法 海洋环境保护法 海洋石油勘探开发环境保护管理条例 等