1、深海礦產(chǎn)資源開發(fā)與利用.深海礦產(chǎn)資源的開采價(jià)值 一，前言：21世紀(jì)是海洋開發(fā)的世紀(jì) 二，分析：深海采礦技術(shù)的現(xiàn)狀 三，評(píng)價(jià)：深海礦產(chǎn)資源的開采價(jià)值 四，思考：深海采礦對環(huán)境的影響 五：展望：深海礦產(chǎn)資源開采的未來 深海金屬礦資源被認(rèn)為是21世紀(jì)陸地礦最重要的可接替資源。作為人類尚未開發(fā)的寶地和高技術(shù)領(lǐng)域之一，已經(jīng)成為各國的重要戰(zhàn)略目標(biāo) 深海礦產(chǎn)資源開采技術(shù)是海洋資源開發(fā)技術(shù)的最前沿，標(biāo)志著一個(gè)國家開發(fā)海洋資源的綜合能力和技術(shù)水平。一、一、21世紀(jì)是海洋開發(fā)的世紀(jì)世紀(jì)是海洋開發(fā)的世紀(jì)二，分析：深海開采技術(shù)現(xiàn)狀開采技術(shù)現(xiàn)狀 拖斗式采礦系統(tǒng) 連續(xù)繩斗（CLB）開采系統(tǒng) 自動(dòng)穿梭艇式開采系統(tǒng)集礦機(jī)與管

2、道輸送相結(jié)合的采礦系統(tǒng) 這是最簡單的開采海底錳結(jié)核的方法，由采礦船上安裝一鏟斗。這種鏟斗按自由落體的速度降到海底， 系在鏟上的音響計(jì)提示操作者何時(shí)鏟斗到達(dá)海底。鏟斗能橫越海底拖動(dòng)，直到裝滿結(jié)核后將它取回。由于該系統(tǒng)可操作性差，采集效率低，難以實(shí)現(xiàn)商業(yè)開采的目標(biāo)，不久便停止研究工作1，拖斗式采礦系統(tǒng)二，分析：深海開采技術(shù)現(xiàn)狀 連續(xù)繩斗法采礦系統(tǒng)是日本人上世紀(jì)60 年代末提出來的， 于70 年代初進(jìn)行了大量海試，取得了預(yù)期效果。該系統(tǒng)由采礦船、拖纜、索斗和牽引機(jī)等部分組成，具有系統(tǒng)簡單、投資少等優(yōu)點(diǎn)，但是由于鏟斗在海底無法控制、不能適應(yīng)海底地形和豐度變化，致使資源損失大而效率低，于70 年代末被放

3、棄。 2，連續(xù)繩斗法采礦系統(tǒng)二，分析：深海開采技術(shù)現(xiàn)狀 穿梭艇式采礦系統(tǒng)是法國于1972 年提出的，類似于潛艇下潛到海底采集結(jié)核，裝滿后上浮到水面卸載。主要由采礦船、采礦潛水器和無人無纜的提升潛水器等構(gòu)成。由于能源和投資回收期長， 進(jìn)行模型試驗(yàn)后而暫停研究。隨著海洋深潛技術(shù)的發(fā)展，中國上海交通大學(xué)運(yùn)用該原理于2006 年研制出了分散式深海局部試采礦系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有靈活性強(qiáng)，成本低，機(jī)動(dòng)性好等優(yōu)點(diǎn)，可用于深海多金屬結(jié)核局部開采。3，穿梭艇式采礦系統(tǒng)二，分析：深海開采技術(shù)現(xiàn)狀 集礦機(jī)集礦和管道提升采礦系統(tǒng)是在上世紀(jì)70 年代深海多金屬結(jié)核研究高峰期，以美國為首的KENNECOTT、OMI、OMA

4、和OMCO 四個(gè)國際財(cái)團(tuán)歷經(jīng)十年的時(shí)間開發(fā)出來的。該系統(tǒng)主要由集礦、揚(yáng)礦、水面采礦船和測控動(dòng)力四個(gè)子系統(tǒng)組成。水力和氣力提升兩種方法從系統(tǒng)概念提出以來， 一直被國際社會(huì)列為重點(diǎn)試驗(yàn)研究的開采系統(tǒng)。4，集礦機(jī)集礦和管道提升采礦系統(tǒng)二，分析：深海開采技術(shù)現(xiàn)狀 在陸地上的礦產(chǎn)資源日益枯竭、礦產(chǎn)資源越來越緊張的情況下，深海無疑是人類擴(kuò)大生存空間和儲(chǔ)備生存資源的重要途徑，解開人類資源能源日益匱乏難題的鑰匙也許就在深海中。對于整個(gè)人類的生存來說，這是一項(xiàng)具有深遠(yuǎn)意義的戰(zhàn)略行動(dòng)。三，評(píng)價(jià)：深海資源開采價(jià)值三，評(píng)價(jià)：深海資源開采價(jià)值 國際海底區(qū)域內(nèi)蘊(yùn)藏著豐富的戰(zhàn)略金屬、能源和生物資源，其中具有商業(yè)開發(fā)前景的資

5、源包括： 1 1，多金屬結(jié)核，多金屬結(jié)核 2 2，多金屬硫化物，多金屬硫化物 3 3，富鈷結(jié)殼等金屬礦產(chǎn)資源富鈷結(jié)殼等金屬礦產(chǎn)資源 4 4，天然氣水合物天然氣水合物 5 5，生物基因資源生物基因資源三，評(píng)價(jià)：深海資源開采價(jià)值三，評(píng)價(jià)：深海資源開采價(jià)值又稱錳結(jié)核，主要分布于水深40006000m 海底表層，富含銅、鈷、鎳、錳，平均品位分別是（1.00% 、0.22% 、 1.30% 、25.0%）。全球洋底具有商業(yè)開潛力的多金屬結(jié)核達(dá)110 t， 主要集中在太平洋的CC區(qū)、東南太平洋秘魯海盆、北印度洋中心。多金屬結(jié)核三，評(píng)價(jià)：深海資源開采價(jià)值三，評(píng)價(jià)：深海資源開采價(jià)值位于大洋中脊和斷裂活動(dòng)帶，賦

6、存在較淺的水域，一般2500m 左右，多數(shù)礦點(diǎn)分布于東太平洋海隆和大西洋中脊。礦體富含鋅、銅、鉛、金、銀（平均品位分別是3.3% 、5.5% 40% 、3% 23% 、1.4 55g/t、42 129g/t）。目前發(fā)現(xiàn)的潛在資源量達(dá)1.410 t，由于海底熱液硫化物富含大量的貴金屬，礦藏量大，水淺易開采，按照目前深海技術(shù)發(fā)展水平推斷，熱液硫化物有望成為深海采礦的首采對象。9多金屬硫化物三，評(píng)價(jià)：深海資源開采價(jià)值三，評(píng)價(jià)：深海資源開采價(jià)值 富鈷結(jié)殼于富鈷結(jié)殼于4004000m 水深海山表面、富含鐵、水深海山表面、富含鐵、錳、鈷、鎳、鈦錳、鈷、鎳、鈦，平均品位分別是平均品位分別是17%、23%、0

7、.7%、0.48%、1.2%） 海底有海底有6.35106 km2 被鈷結(jié)殼覆蓋，可生產(chǎn)被鈷結(jié)殼覆蓋，可生產(chǎn)100億億t 的鈷礦床主要分布在全球海洋的的鈷礦床主要分布在全球海洋的海山海山、中脊中脊和和海臺(tái)的斜海臺(tái)的斜坡和頂部坡和頂部， 勘探表明目前最具開采潛力的結(jié)殼礦床位于赤道勘探表明目前最具開采潛力的結(jié)殼礦床位于赤道附近的附近的中太平洋海底中太平洋海底。富鈷結(jié)殼三，評(píng)價(jià)：深海資源開采價(jià)值三，評(píng)價(jià)：深海資源開采價(jià)值 分布主要在北半球，以太平洋邊緣海域最多 總量換算成甲烷氣體約為1.810112.11011m3， 相當(dāng)于全球煤炭、石油和天然氣儲(chǔ)量的兩倍，被認(rèn)為是21 世紀(jì)可供開發(fā)的潛力很大的新能

8、源天然氣水合物天然氣水合物三，評(píng)價(jià)：深海資源開采價(jià)值三，評(píng)價(jià)：深海資源開采價(jià)值四，思考：深海采礦對環(huán)境的影響四，思考：深海采礦對環(huán)境的影響開采深海底礦產(chǎn)對環(huán)境產(chǎn)生影響不容置疑。開采深海底礦產(chǎn)對環(huán)境產(chǎn)生影響不容置疑。直接影響海底環(huán)境, 包括海底地貌改變、生物群及其棲息地的破壞而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的受損。深海采礦的潛在環(huán)境影響強(qiáng)度和廣度取決于多種因素, 如被開采礦床種類、礦體形狀與空間分布、開采技術(shù)和方法、處理方法及海上運(yùn)輸?shù)?。如果再考慮岸上加工, 還會(huì)對居民生活、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)環(huán)境等產(chǎn)生影響。對底棲生物的破壞對底棲生物的破壞對浮游生物的破壞對浮游生物的破壞帶來諸如礦石運(yùn)輸帶來諸如礦石運(yùn)輸, , 廢礦石廢礦

9、石四，思考：深海采礦對環(huán)境的影響四，思考：深海采礦對環(huán)境的影響破壞 深海資源的爭奪是各國政府瓜分國際共有資源的一個(gè)重大領(lǐng)域。 對發(fā)達(dá)國家而言：基礎(chǔ)工業(yè)實(shí)力雄厚，配套能力強(qiáng)，則多以科學(xué)研究的名義出現(xiàn)， 科學(xué)家們在世界各大洋辛勤地探索，積累著豐富的知識(shí)，也對資源了如指掌。 對發(fā)展中國家而言：知識(shí)積累和基礎(chǔ)工業(yè)方面都不如發(fā)達(dá)國家，在勘探和配套技術(shù)上都處于追趕階段,目前是以海底硫化物為主要開發(fā)研究對象。五，展望：深海采礦必將成為新興產(chǎn)業(yè)五，展望：深海采礦必將成為新興產(chǎn)業(yè) 雖然開發(fā)深海礦產(chǎn)資源的研發(fā)還會(huì)有許多困難, 要走的路還很長。但是, 在當(dāng)代其他許多領(lǐng)域, 包括航天領(lǐng)域、海洋石油天然氣開發(fā)領(lǐng)域、現(xiàn)代信息通訊領(lǐng)域、現(xiàn)代軍事領(lǐng)域、現(xiàn)代陸地礦產(chǎn)開采領(lǐng)域、現(xiàn)代新金屬材料和非金屬材料開發(fā)領(lǐng)域都有許多先進(jìn)成熟的技術(shù)和成果可供引進(jìn)和借鑒, 深海礦產(chǎn)資源的開