海洋矿产资源及经济意义

海洋矿产资源非常丰富，按矿床成因和赋存状况可分为砂矿、海底自生矿产、海底固结岩矿产，或陆地向海底延伸的矿产，如海底煤矿、铁矿和一些金属或非金属矿产。

砂矿：主要来源于陆上的岩矿碎屑，经河流、海水（包括海流与潮汐）、冰川和风的搬运与分选，最后在海滨或陆架区的最宜地段沉积富集而成。如砂金、砂铂、金刚石和砂锡与砂铁、钛铁石与锆石、金红石与独居石等共生复合型砂矿。

▲海底矿产

海底自生矿产：由化学、生物和热液作用等在海洋内生成的自然矿物，可直接形成或经过富集后形成，如磷灰石、海绿石、重晶石、海底锰结核及海底多金属热液矿（以锌、铜为主）。

海底固结岩矿产：大多属于陆上矿床向海底的延伸，如海底油气资源、硫矿及煤等。在海洋矿产资源中，以海底油气资源、海底锰结核及滨海复合型砂矿经济意义最大。

综合上述可知，海洋矿产资源又可分为：滨海砂矿、海底磷矿、海底锰结核和钴结核、海底多金属软泥、稀土软泥、海底块状硫化物矿床、海底油气藏等。

▲海底可燃冰资源

▲海底金属结核资源

海底油气资源

全世界海底石油储量约为1500亿吨，占世界石油总地质储量的1/3；世界天然气储量255万亿～280万亿立方米，海洋占140万亿立方米。

海底油气藏的形成包括油气的生成、运移和储集等一系列复杂过程。海底沉积物内富含有机残余物，其主要来源为浮游生物（如藻类）和细菌。这些有机碎屑物随同泥沙沉到海底后，富含有机物的细粒沉积在缺氧的条件下开始有机物化学性质的转变，微生物活动是这种转变的主要因素之一。细菌作用产生的甲烷气体可在沉积浅部储层中出现或形成气体水合物。石油生成需要50～60℃以上的温度、一定的压力和一定的地质时期，这样的条件在埋藏深度大于1000米时才能达到。原始有机物质的类型在生成油或气的相对丰度方面起着重要作用。

▲海底油气资源开发平台

▲世界海底油气资源分布图

世界各地陆架区和深水陆坡区共发现了1600多个海洋油气田，基本上所有海底都存在油气田资源。现今发现的海底油气田多属于浅中海油气田，深水油气田只有少数国家有技术能力开采。近10多年来，新发现的大油气田有60％以上来自深水区。世界海底油气资源非常丰富，其中70多个是大型油气田，主要分布在上图所示地区。

海底可燃冰资源(www.xing528.com)

天然气水合物，是由天然气与水在低温高压条件下（小于10℃和大于100兆帕）形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样，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”，其实可燃冰是一种固态块状物。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。可燃冰燃烧无任何污染物产生。科学家们认为，一旦开采技术获得突破性进展，那么可燃冰立刻会成为21世纪的主要能源。

▲可燃冰结构图及燃烧形式

天然气水合物在给人类带来新的能源前景的同时，对人类生存环境也提出了严峻的挑战。天然气水合物中甲烷的温室效应为二氧化碳的20倍，而全球海底天然气水合物中的甲烷总量约为地球大气中甲烷总量的3000倍。若开采利用不慎，海底天然气水合物中的甲烷气体逃逸到大气中，将产生无法想象的后果，而且一旦条件变化，使固结在海底沉积物中的甲烷气体从水合物中释出，还会改变沉积物的物理性质，极大地降低海底沉积物的工程力学特性，使海底软化，可能会出现大规模的海底滑坡，毁坏海底工程设施，例如海底输电、通信电缆和海洋石油钻井平台等。

2017年7月，中国南海神狐海域天然气水合物首次试采圆满成功，取得了持续产气时间最长、产气总量最大、气流稳定、环境安全等多项重大突破性成果，创造了产气时长和总量的世界纪录。截至2017年7月9日14时52分，天然气水合物试开采连续试气点火60天，累计产气30.9万立方米，平均日产5151立方米，甲烷含量最高达99.5％。本次试采获取科学试验数据647万组，为后续的科学研究和试采积累了大量翔实可靠的数据资料。

▲中国可燃冰试采平台

滨海砂矿

在滨海的砂层中，常蕴藏着大量的金刚石、砂金、砂铂、石英、金红石、锆石、独居石、钛铁矿等稀有矿物。因它们在滨海地带富集成矿，所以称为滨海砂矿。滨海砂矿在浅海矿产资源中的价值仅次于石油、天然气，居第二位。

▲滨海砂矿

海底热液矿产

海底热液活动普遍发生在大洋中活动板块边界以及板内火山活动中心，被称为人类认识地球深处活动的窗口，而海底热液活动区中类似“烟囱”状的热液硫化物（一种多金属矿藏）就格外引人关注了。

“黑烟囱”的成因：海水从地壳裂隙渗入地下遭遇炽热的熔岩成为热液，将周围岩层中的金、银、铜、锌、铅等金属溶入其中后从地下喷出；被携带出来的金属元素经化学反应形成硫化物，这时再遇冰冷的海水凝固沉积到喷出口附近的海底，最后不断堆积成几十米高的“黑烟囱”。在“烟囱”的周围，还生活着许多耐高温、耐高压、不怕剧毒、厌氧的生物群落。这些生物群落有助于科研人员研究极端环境下生物的生存进化方式以及生命起源问题等。

目前已探知的海底热液地区有Mohna海岭、南大西洋海岭、卡尔斯伯格海岭、巴布亚新几内亚的Ambitle岛以及加拉帕戈斯群岛。管状蠕虫是深海海底热液区的代表性生物物种。

▲海底热液矿床（黑烟囱）