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海洋资源. 一、分类及概述. 海底矿产资源 海洋生物资源 海水资源 海洋空间资源 海洋旅游资源. 海底矿产知多少. 可以毫不夸张地说,海洋中几乎有陆地上有的各种资源,而且还有陆地上没有的一些资源。目前人们已经发现的有以下六大类: 1 、石油、天然气。 据估计,世界石油极限储量 1 万亿吨,可采储量 3000 亿吨,其中海底石油 1350 亿吨;世界天然气储量 255 ~ 280 亿立方米,海洋储量占 140 亿立方米。上世纪末,海洋石油年产量达 30 亿吨,占世界石油总产量的 50% 。我国在临近各海域油气储藏量约 40 ~ 50 亿吨。
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一、分类及概述 • 海底矿产资源 • 海洋生物资源 • 海水资源 • 海洋空间资源 • 海洋旅游资源
海底矿产知多少 可以毫不夸张地说,海洋中几乎有陆地上有的各种资源,而且还有陆地上没有的一些资源。目前人们已经发现的有以下六大类: 1、石油、天然气。据估计,世界石油极限储量1万亿吨,可采储量 3000亿吨,其中海底石油1350亿吨;世界天然气储量255~280亿立方米,海洋储量占140亿立方米。上世纪末,海洋石油年产量达30亿吨,占世界石油总产量的50%。我国在临近各海域油气储藏量约40~50亿吨。
4、多金属结核和富钴锰结壳。多金属结核含有锰、铁、镍、钴、铜等几十种元素。世界海洋3500~6000米深的洋底储藏的多金属结核约有3万亿吨。其中锰的产量可供世界用18000年,镍可用25000年。我国已在太平洋调查200多万平方公里的面积,其中有30多万平方公里为有开采价值的远景矿区,联合国已批准其中15万平方公里的区域分配给我国作为开辟区。富钴锰结壳储藏在300~4000米深的海底,容易开采。美日等国已设计了一些开采系统。4、多金属结核和富钴锰结壳。多金属结核含有锰、铁、镍、钴、铜等几十种元素。世界海洋3500~6000米深的洋底储藏的多金属结核约有3万亿吨。其中锰的产量可供世界用18000年,镍可用25000年。我国已在太平洋调查200多万平方公里的面积,其中有30多万平方公里为有开采价值的远景矿区,联合国已批准其中15万平方公里的区域分配给我国作为开辟区。富钴锰结壳储藏在300~4000米深的海底,容易开采。美日等国已设计了一些开采系统。
5、热液矿藏。是一种含有大量金属的硫化物,海底裂谷喷出的高温岩浆冷却沉积形成,已发现30多处矿床。仅美国在加拉帕戈斯裂谷储量就达2500万吨,开采价值39亿美元。5、热液矿藏。是一种含有大量金属的硫化物,海底裂谷喷出的高温岩浆冷却沉积形成,已发现30多处矿床。仅美国在加拉帕戈斯裂谷储量就达2500万吨,开采价值39亿美元。
6、可燃冰。是一种被称为天然气水合物的新型矿物,在低温、高压条件下,由碳氢化合物与水分子组成的冰态固体物质。其能量密度高,杂质少,燃烧后几乎无污染,矿层厚,规模大,分布广,资源丰富。据估计,全球可燃冰的储量是现有石油天然气储量的两倍。在上世纪日本、前苏联、美国均已发现大面积的可燃冰分布区。我国也在南海和东海发现了可燃冰。据测算,仅我国南海的可燃冰资源量就达700亿吨油当量,约相当于我国目前陆上油气资源量总数的1/2。在世界油气资源逐渐枯竭的情况下,可燃冰的发现又为人类带来新的希望。 由于人类对两极海域和广大的深海区还调查得很不够,大洋中还有多少海底矿产人们还难以知晓。
充满生机的海洋 • 浩瀚的海洋是孕育生命的摇篮,它哺育着形形色色的海洋动物。这其中有闪闪发光的夜光虫和身体晶莹透明、随波逐流的水母,有美丽无比的珊瑚、五彩缤纷的海葵和“顶盔贯甲”的虾蟹,有“喷云吐雾”的乌贼、名贵的海参和鹦鹉,还有千奇百怪的鱼类古老的海龟和憨态可掬的海豹,更有聪明灵巧的海豚和硕大无比的巨鲸……它们共同生活在这熙熙攘攘的海洋大家庭里,组成光怪陆离的海洋动物大千世界。 海洋动物的体型和个体大小差别都很大,从几毫米的蜱螨类、棘头虫类到长达33米、重达160多吨的蓝鲸, 可以说形形色色、千姿百态。海洋动物是我们人类所需要的动物蛋白的最主要来源之一。人类在工业、医药等许多方面也有赖于海洋动物。
在辽阔而富饶的海洋里,除了生活着形形色色的动物之外,还有种类繁多、形态万千的海洋植物。海洋植物可以简单地分为两大类:低等的藻类植物,例如我们常吃的海带高等的种子植物,例如生长在海边的红树和漂浮在海面上的大叶藻。藻类植物的大小极为悬殊。最小的单细胞藻类个体很小很小,只有在显微镜下才能看到它们;而最大的巨藻身长可达二三百米,完全可以称得上是庞然大物。海洋中的种子植物,如大叶藻、红树等,种类很少。在辽阔而富饶的海洋里,除了生活着形形色色的动物之外,还有种类繁多、形态万千的海洋植物。海洋植物可以简单地分为两大类:低等的藻类植物,例如我们常吃的海带高等的种子植物,例如生长在海边的红树和漂浮在海面上的大叶藻。藻类植物的大小极为悬殊。最小的单细胞藻类个体很小很小,只有在显微镜下才能看到它们;而最大的巨藻身长可达二三百米,完全可以称得上是庞然大物。海洋中的种子植物,如大叶藻、红树等,种类很少。 • 海洋植物可以称得上是海洋世界的“肥沃大草原”。它们不仅是海洋中鱼、虾、蟹、贝、鲸等动物的美味佳肴,而且还是人类理想的绿色食品;它们不仅是藻胶工业和农业肥料的提供者,而且还是制造海洋药物的重要原料。
海洋,人类药物宝库 • 美国癌症学院自然产品实验室收藏了两万多件海洋生物的样本。其中4000件属于藻类,其他都是无脊椎动物。研究人员认为,海洋中丰富多样的生物物种,无论大小、软硬、速度快慢,都能生存下来,这说明它们有天然自卫、抵抗疾病的能力。特别是身上充满生物活性分子、利用化学方式保护自己的海洋物种,很可能含有丰富的药物资源。 • 有一种长达几十米到上百米的海洋巨藻,从它身上提取出来的物质,可以应用于几百种药物制剂之中。譬如从巨藻身上提取的一种酸,加工后可用来消除人体内的放射性物质鍶90。鍶90是各种肿瘤疾病和白血病的激活体。鍶90的被消除,对健康无疑是有利的。 • 在红藻身上,人们可以提取出一种高效抗病毒物质。用这种物质制成治疗感冒的药物,既安全,又可收到意想不到的效果。 • 从褐藻中提取出的甘露醇及其合成的脂类衍生物,有很好的降血压和降血脂的效用。从马尾藻科和海带科的海藻中提取出的褐藻胶,可用来制作代血浆,其浓度低、粘度高,与血型无关,特别适合于紧急情况下的救护,无需验血。另外,褐藻胶对核爆炸释放出来的放射性物质鍶90有独特的排出作用。 • 从一种叫做“球鱼”肝脏中提取出的镇痛新药,用于解除晚期癌症患者的疼痛感,效果非常理想。 • 科学家们从浮游生物体内发现了某些具有抗生素特性的成分。他们从一种俗称“海石花”的毒性珊瑚身上成功地提取出了一种剧毒物质,往往只需尘粒大小的剂量,就能致人死命。但是,这种毒素却是治疗白血病、高血压、天花、肠道溃疡和某些癌症的有效药物,也是理想的麻醉剂。
海洋生物基因资源 • 海洋生物基因资源是指具有特殊功能的海洋生物中那些起决定作用的基因,这些基因能够通过基因工程手段在其他生物体内表达并具有它们原来的功能,从而使人类能够利用这些海洋生物所具有的特定功能而毋需大量采集或养殖该种海洋生物。现代分子生物学的发展使基因能够独立于生物体之外而得到改造、加工、保存或转移进其他生物。因此,研究海洋生物基因能够实现资源的永久性可持续利用。特别是生存在极端环境条件下的深海生物,所赋存的特殊基因有别于陆地的生物,潜在的利用价值非常巨大。 • 目前,中国在海水养殖业、海洋生物活性物质开发方面已取得了一些成果。对具有重大应用价值的活性物质的基因工程研究才刚刚开展,如深海生物的应用研究、某些新型抗病毒药物的研究和分解环境污染因子的功能基因的研究等。其他发达国家如美国等开发利用海洋生物基因资源已取得了较大的效益和大量的技术专利。总的来看,从国际国内动态分析,有些极具发展前景的海洋生物基因工程项目已初露锋芒,主要集中在以下几个方向:抗病基因的发现和应用、极端环境条件下海洋生物的蛋白质或酶基因研究及其开发应用、基因重组病毒疫苗的研制、消除环境污染的基因工程菌。 • 中国大洋协会设立“深海生物的分子生物学及其应用研究”课题从1998年正式启动,课题利用分子生物学有关技术,研究环境变化与基因结构的相互关系,分离纯化深海生物的低温酶类,建立深海生物CDNA文库,为进一步推广应用打下基础。
海水---液体化工资源 • 随着海洋化学的发展,人们逐渐认识了海水,现在已经确定海水含有80多种元素。这些元素在海水中的含量差别很大。 根据其含量的多少,大体上分为三类:每升海水中含有100毫克以上的常量元素;含有1毫克-100毫克的微量元素;含有1毫克以下的痕量元素。 • 海水制食盐我国海盐生产发展很快,现在沿海11个省、自治区、直辖市都有盐田,盐田面积比建国初期有了大幅度增长。所生产的海盐质量也不断提高,品种越来越多。除原盐外,已投入批量生产的有洗涤盐、粉碎洗涤盐、精制盐、加碘盐、餐桌盐、肠衣盐、蛋黄盐和滩晒细盐,并在试制调味盐、饲畜用盐砖等。 • 海水变肥料钾元素在海水中占第六位,共有600万亿吨。氯化钾,是我们从海水中提取的肥料。钾肥肥效快,易被植物吸收,不易流失。钾肥能使农作物茎秆长得强壮,防止倒伏,促进开花结实,增强抗寒、抗病虫害能力。海水中提钾主要用来制造钾肥。此外,钾在工业上可用于制造含钾玻璃,这种玻璃不易受化学药品腐蚀,常用于制造化学仪器和装饰品。钾还可以制造软皂,可用作洗涤剂。钾铝矾(明矾)可用作净水剂。 • 海水提溴 茫茫大海是化学元素溴的“故乡”,地球上99%以上的溴都在海水中,可谓源源溴素海中来。海水中溴含量约为65毫克/升,总量达100万亿吨。 我国1967年开始用“空气吹出法”进行海水直接提溴,1968年获得成功。现在青岛、连云港、广西的北海等地相继建立了提溴工厂,进行试验生产。“树脂吸附法”海水提溴也于1972年试验成功。
新的海洋空间利用 海洋空间按其利用目的,可以分为: 生产场所,如海上火力发电厂、海水淡化厂、海上石油冶 炼厂等; 贮藏场所,如海上或海底贮油库、海底仓库等; 交通运输设施,如港口和系泊设施、海上机场、海底管道、海底隧道、海底电缆、跨海桥梁等; 居住及娱乐场所,如海上宾馆、海中公园、海底观光站及海上城市等; 军事基地,如海底导弹基地、海底潜艇基地、海底兵工厂、水下武器试验场、水下指挥控制中心等。按照这些海洋工程的结构,又可以分为两大类:一类是建在海底、露出海面或潜于水中的固定式建筑物;一类是用索链锚泊在海上的漂浮式构筑物。
开发海滨旅游胜地 • 广阔的海洋和风光绮丽的滨海地带令人留连忘返。充分利用大海的自然风光,开发海滨旅游,也是人们利用与开发海洋资源的一个重要方面。我国十分重视海滨风景区的开发和建设,像我们熟悉的渤海海滨的北戴河、秦皇岛,黄海海滨的大连、烟台、青岛和连云港,东海海滨的普陀山和厦门,南海海滨的深圳、北海和海南的天涯海角等都是重点开发的海滨庄旅游区,每年都有大批的海内外旅游到这些地方旅游。
石油、天然气 • 煤、铁等固体矿产 • 滨海砂矿 • 多金属结核 • 富钴结壳 • 硫化物热液矿藏 • 天然气水合物(可燃冰)
1、巨大的海底油气田 • 我国近海已发现的大型含油气盆地有10个,它们是渤海盆地、北黄海盆地、南黄海盆地、东海盆地、台湾西部盆地、南海珠江口盆地、琼东南盆地、北部湾盆地、莺歌海盆地和台湾浅滩盆地。 • 已探明的各种类型的储油构造400多个。根据估算,我国的海洋石油储量可达22亿吨,天然气储量达480亿立方米,而且各个大海区不断有新的油气田发现。 • 据估计,我国的海底石油资源储量约占全国石油资源储量的10%-14%;我国的海底天然气资源量约占全国天然气资源的25%-34%。该数据为我国海上油气开发展示了可观的前景。
2、煤、铁等固体矿产 世界许多近岸海底已开采煤铁矿藏。日本海底煤矿开采量占其总产量的30%;智利、英国、加拿大、土耳其也有开采。日本九州附近海底发现了世界上最大的铁矿之一。亚洲一些国家还发现许多海底锡矿。已发现的海底固体矿产有20多种。我国大陆架浅海区广泛分布有铜、煤、硫、磷、石灰石等矿。
国内首例大规模海底煤田勘探完成 • 9月上旬,东方地球物理公司海上勘探事业部历时101天,在 山东龙口海域完成了4.5995万炮、32平方公里海上三维地震勘探施工任务。9月8日,这个项 目在北京通过验收,被评为优质工程。 • 值得注意的是,这是一次海上煤田勘探。而工作量如此巨大的海上煤田三维地震勘探, 尚属国内首例。 • 据介绍,这次海上煤田三维地震勘探的业主是龙口南山集团。施工区域跨当地陆上经济 开发区、民用码头、海滨浴场及南山集团柳海海底煤田海面,海流湍急,海水平均深度16米 ,海底地形复杂,海面养殖项目星罗棋布,施工难度很大。
我国首个海下煤田年底出煤 • 太原煤炭交易市场消息,我国首个海下采煤项目今年第四季度将形成首采工作面,年底正式出煤。进行海下煤田勘探及开采技术复杂,目前只有美国、英国、加拿大等少数国家能够进行。我国尚属首次探索。 • 据介绍,这个海下采煤项目在位于渤海的山东龙口矿业集团北皂煤矿。经过海上三维地震勘探和海岸物理地质勘探,并经15次技术论证证实,龙口矿区煤田延伸至海下煤田面积约150平方公里,储量约8亿吨
3、丰富的滨海砂矿 • 我国的滨海砂矿储量十分丰富,近30年已发现滨海砂矿20多种,其中具有工业价值并探明量的有13种。各类砂矿床191个,总探明量达16亿多吨,矿种多达60多种,几乎世界上所有海滨砂矿的矿物在我国沿海都能找到。具有工业开采价值的钛铁矿、锆石、金红石、独居石、磷钇矿、金红石、磁铁矿和砂锡等。 • 我国是世界上海滨砂矿种类较多的国家之一。我国华南沿海地区滨海砂矿总储量达2720万吨。辽东半岛沿岸储藏大量的金红石、锆英石、玻璃石英和金刚石等滨海砂矿。我国滨海砂矿类型以海积砂矿为主,其次为混合堆积砂矿。多数矿床以共生、伴生矿的形式存在。海积砂矿中的砂堤砂矿是主要含矿矿体,也是主要开采的对象。不少矿产的含量都在我国工业品位线上,适合开采。
4、多金属结核(锰结核) • 锰结核含有30多种金属元素,其中最有商业开发价值的是锰、铜、钴、镍等。 • 锰结核广泛地分布于世界海洋2000-6000米水深海底的表层,而以生成于4O00-6000米水深海底的品质最佳。锰结核总储量估计在30000亿吨以上。其中以北太平洋分布面积最广,储量占一半以上,约为17000亿吨。锰结核密集的地方,每平方米面积上有100多公斤,简直是一个挨一个铺满海底。 • 锰结核又称多金属结核、锰矿球、锰矿团、锰瘤等,它是一种铁、锰氧化物的集合体,颜色常为黑色和褐黑色。锰结合的形态多样,有球状、椭圆状、马铃薯状、葡萄状、扁平状、炉渣状等。锰结核的大小尺寸变化也比较悬殊,从几微米到几十厘米的都有,重量最大的有几十公斤。 • 锰结核不仅储量巨大,而且。还会不断地生长。生长速度因时因地而异,平均每千年长1毫米。以此计算,全球锰结核每年增长1000万吨。锰结核堪称“取之不尽,用之不竭”的可再生多金属矿物资源。 • 它的物质来源,大致有四方面:一是来自陆地,大陆或岛屿的岩石风化后释放出铁、锰等元素,其中一部分被海流带到大洋沉淀;二是来自火山,岩浆喷发产生的大量气体与海水相互作用时,从熔岩搬走一定量的铁、锰,使海水中锰、铁越来越富集;三是来自生物,浮游生物体内富集微量金属,它们死亡后,尸体分解,金属元素也就进入海水;四是来自宇宙,有关资料表明,宇宙每年要向地球降落2000-5000吨宇宙尘埃,它们富含金属元素,分解后也进入海水。
多金属结核多金属结核广泛分布于太平洋、大西洋、印度洋4000~6000米的海底。含有70多种元素,其中Ni、Co、Cu、Mn的平均含量分别为1.30%,0.22%,1.00%和25.00%,其资源量分别高出陆上相应资源量的几十倍到几千倍。据推测,全球大洋底多金属结核资源总量为3万亿吨,有商业开采潜力的资源量达750亿吨。多金属结核多金属结核广泛分布于太平洋、大西洋、印度洋4000~6000米的海底。含有70多种元素,其中Ni、Co、Cu、Mn的平均含量分别为1.30%,0.22%,1.00%和25.00%,其资源量分别高出陆上相应资源量的几十倍到几千倍。据推测,全球大洋底多金属结核资源总量为3万亿吨,有商业开采潜力的资源量达750亿吨。 • 到目前为止,俄罗斯、法国、日本、中国、韩国、美国等国家和组织在东太平洋海盆CC区圈定了自己的矿区并进行了十分详细的调查研究。与此同时,印度及前苏联都在中印度洋海盆进行大量的调查,在此基础上,印度政府率先在中印度洋海盆圈定了自己的矿区。我国自l983年开始在中太平洋海盆地进行了9个航次的多金属调查,圈出30万平方公里的富矿区,并于1991年被国际海底管理局批准为多金属结核先驱投资者,使我国成为继印度、前苏联、法国、日本之后第五个登记的深海采矿先驱投资者。
锰结核的开发 1873年2月18日,正在做全球海洋考察的英国调查船“挑战者号”,在非洲西北加那利群岛的外洋,从海底采上来一些土豆大小深褐色的物体。经初步化验分析,这种沉甸甸的团块是由锰、铁、镍、铜、钴等多金属的化合物组成的,而其中以氧化锰为最多。剖开来看,发现这种团块是以岩石碎屑,动、植物残骸的细小颗粒,鲨鱼牙齿等为核心,呈同心圆一层一层长成的,像一块切开的葱头。由此,这种团块被命名为"锰结核"。现代人又称它为多金属团块。20世纪初,美国海洋调查船“信天翁号”在太平洋东部的许多地方采到了锰结核,并且得出初步的估计报告说:太平洋底存在锰结核的地方,其面积比美国都大。尽管如此,在那时也没有引起人们多大的重视。
1959年,长期从事锰结核研究的美国科学家约翰·梅罗发表了他的关于锰结核商业性开发可行性的研究报告,引起许多国家政府和冶金企业的重视。此后,对于锰结核资源的调查、勘探大规模展开。开采、冶炼技术的研究、试验也迅速推进。在这方面投资多、成绩显著的国家有美国、英国、法国、德国、日本、俄罗斯、印度及中国等。到80年代,全世界有100多家从事锰结核勘探开发的公司,并且成立了8个跨国集团公司。 关于锰结核的生成原因,一般认为是沉降于海底的各种金属的氧化物,以带极性的分子形式,在电子引力作用下,以其他物体的细小颗粒为核,不断聚集而成。这个理论也有不能自圆其说之处。锰在海水中的含量并不算多,为什么却会在锰结核中独占鳖头呢?锰结核的成因有待继续研究。 锰结核中各种金属成分的含量大约是:锰25%,铁14%,镍1.9%,铜0.5%,钴0.4%。铜、钴、镍是陆地上紧缺的矿产资源,有必要开采海底锰结核获取这些金属。美国锰矿全靠进口,对从锰结核生产锰也大感兴趣,所以美国最为重视锰结核开发。美国在大洋锰结核开发技术方面也处于领先地位。 研究试验的锰结核开采方法也有许多种。比较成功的方法有链斗法、水力升举法和空气升举法等几种。链斗式采取掘机诫就像旧式农用水车那样,利用绞车带动挂有许多戽斗的绳链不断地把海底锰结核采到工作船上来。 水力升举式海底采矿机械,是通过输矿管道,利用水力把锰结核连泥带水地从海底吸上来。空气升举法同水力升举原理一样,只是直接用高压空气连泥带水地把锰结核吸到采矿工作船上来。1959年,长期从事锰结核研究的美国科学家约翰·梅罗发表了他的关于锰结核商业性开发可行性的研究报告,引起许多国家政府和冶金企业的重视。此后,对于锰结核资源的调查、勘探大规模展开。开采、冶炼技术的研究、试验也迅速推进。在这方面投资多、成绩显著的国家有美国、英国、法国、德国、日本、俄罗斯、印度及中国等。到80年代,全世界有100多家从事锰结核勘探开发的公司,并且成立了8个跨国集团公司。 关于锰结核的生成原因,一般认为是沉降于海底的各种金属的氧化物,以带极性的分子形式,在电子引力作用下,以其他物体的细小颗粒为核,不断聚集而成。这个理论也有不能自圆其说之处。锰在海水中的含量并不算多,为什么却会在锰结核中独占鳖头呢?锰结核的成因有待继续研究。 锰结核中各种金属成分的含量大约是:锰25%,铁14%,镍1.9%,铜0.5%,钴0.4%。铜、钴、镍是陆地上紧缺的矿产资源,有必要开采海底锰结核获取这些金属。美国锰矿全靠进口,对从锰结核生产锰也大感兴趣,所以美国最为重视锰结核开发。美国在大洋锰结核开发技术方面也处于领先地位。 研究试验的锰结核开采方法也有许多种。比较成功的方法有链斗法、水力升举法和空气升举法等几种。链斗式采取掘机诫就像旧式农用水车那样,利用绞车带动挂有许多戽斗的绳链不断地把海底锰结核采到工作船上来。 水力升举式海底采矿机械,是通过输矿管道,利用水力把锰结核连泥带水地从海底吸上来。空气升举法同水力升举原理一样,只是直接用高压空气连泥带水地把锰结核吸到采矿工作船上来。
80年代,美国、日本、德国等国矿产企业组成的跨国公司,使用这些机械,取得日产锰结核300一500吨的开采成绩。在冶炼技术方面,美、法、德等国也都建成了日处理锰结核80吨以上的试验工厂。总之,锰结核的开采、冶炼,在技术上已不成问题,一旦经济上有利,便可形成新的产业,进入规模生产。80年代,美国、日本、德国等国矿产企业组成的跨国公司,使用这些机械,取得日产锰结核300一500吨的开采成绩。在冶炼技术方面,美、法、德等国也都建成了日处理锰结核80吨以上的试验工厂。总之,锰结核的开采、冶炼,在技术上已不成问题,一旦经济上有利,便可形成新的产业,进入规模生产。 • 我国从70年代中期开始进行大洋锰结核调查。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。此后,从事大洋锰结核勘探的中国海洋调查船还有“向阳红16号”、“向阳红09号”、“海洋04号”、“大洋一号”等。经多年调查勘探,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-块可采储量为20亿吨的富矿区。1991年3月,“联合国海底管理局”正式批准“中国大洋矿产资源研究开发协会”的申请,从而使中国得到15万平方公里的大洋锰结核矿产资源开发区。问时,依据1982年《联合国海洋法公约》,中国继印度、法国、日本、俄罗斯之后,成为第5个注册登记的大洋锰结核采矿“先驱投资者”。 大洋锰结核开发领先世界的美国、德国、英国为什么没有登记为“先驱投资者”呢?1982年《联合国海洋法公约》第十一部分规定:公海大洋矿物资源的一切权利属于全人类,由联合国海底管理局代表行使这些权利。上述国家从本国利益出发,对公约的这一部分持保留态度,所以,他们不申请、不登记。经多年协商,1994年终于达成了“关于执行《公约》第十一部分的协定”,对他们的利益作了适当照顾,问题总算得到解决。
探索大洋锰结核矿的成因 • 海底锰结核是由英国人首先发现的。1873年2月18日,英国“挑战者”号考察船来到加那利群岛西南约300千米的海面进行海底取样调查。结果从海底捞上来几块像黑煤球的硬块。船上的几位科学家谁都没有见过这种“黑色的卵石块”。后来,这些“黑卵石块”送回英国。经过化验分析,才知道它不是化石,而是含有大量锰、铁、铜、镍、钴等元素的矿石。后来,人们给这种矿石起名叫“大洋锰结核”或“大洋多金属矿”等。由于锰结核矿大量存在于世界各大洋之中,是下个世纪最有价值的开采矿产,所以进入20世纪70年代后,世界各有条件的海洋国家,投以巨资,对大洋锰结核矿进行调查,研究可开发的可能性。 • 尽管人们已经花了大量的人力和物力去研究海底锰结核,然而大洋锰结核的成因之谜,仍未解开。科学家提出各种成因假说,但是,每种假说都有其不够完善的地方。 • 关于锰结核成因问题的研究,目前,科学家们主要是围绕着三个问题进行:谁是锰结核构成元素供给源?锰结核的沉积地点是怎样形成的?锰结核的生长机理是什么?
关于锰结核的金属供应源问题,科学家提出四种方式:一是大陆或岛屿上岩石风化后分解出了金属离子,被风或是河流带入海洋;二是海底火山、海底风化和水溶液可以为锰结核提供所需的金属元素;三是海水本身是一个巨大的盐类溶液,它可能是最重要的金属元素供应源;四是宇宙尘埃等外空物质也能形成锰结核的元素供给源,尽管它的数量不大。关于锰结核的金属供应源问题,科学家提出四种方式:一是大陆或岛屿上岩石风化后分解出了金属离子,被风或是河流带入海洋;二是海底火山、海底风化和水溶液可以为锰结核提供所需的金属元素;三是海水本身是一个巨大的盐类溶液,它可能是最重要的金属元素供应源;四是宇宙尘埃等外空物质也能形成锰结核的元素供给源,尽管它的数量不大。
这些元素通过各种渠道和不同的搬运方式,来到具备形成锰结核的“核”上,经过漫长的岁月,形成了结核,最后形成大小不等的锰结核。在研究这些金属元素的搬运方式上,科学家们没有多大的争议,大家都赞成是通过海水溶解后来到锰结核的“核”上的。然而,科学家对锰结核的生长机理,却存在着较大的分歧。围绕着锰结核的生长机理,人们提出了种种的理论模式,概括起来,主要有三种:这些元素通过各种渠道和不同的搬运方式,来到具备形成锰结核的“核”上,经过漫长的岁月,形成了结核,最后形成大小不等的锰结核。在研究这些金属元素的搬运方式上,科学家们没有多大的争议,大家都赞成是通过海水溶解后来到锰结核的“核”上的。然而,科学家对锰结核的生长机理,却存在着较大的分歧。围绕着锰结核的生长机理,人们提出了种种的理论模式,概括起来,主要有三种: • 第一种为自生化学沉积假说,或者叫做接触氧化和沉淀说。这种观念认为,当海底的pH值增高时,氢氧化铁便会围绕一个核心进行沉淀,氢氧化铁的沉淀物可吸附锰离子,并且产生催化作用,促使二氧化锰不断生成。这种解释虽给人以启发,但是它仍有不完备的地方。 • 第二种假说是生物成因说。这种理论的根据是,用扫描电子显微镜观察锰结核的表面和内部细微构造时,发现结核的表面有很多由底栖微生物形成的空管和微窟窿,个别的属于沙质有孔虫的根囊虫类;当其形成管子时,摄取了大量的微结核于壳内。 • 第三种假说是火山活动说。这种理论认为,火山爆发时,喷发出大量气体,在气体从熔岩中析出过程中,伴随着大量的锰、铜及其它微量金属,这些微量金属进入海水中后,沉淀出铁的含水氧化物,使锰和其他金属经过氧化富集、沉淀,形成锰结核矿。对于这种假说,有人提出很多非火山活动海域内,也发现大量的锰结核,这又做何种解释呢?显然,对锰结核成因理论研究还要继续下去,最后揭开它的成因之谜。