海底矿产资源开发.ppt

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1、海洋资源,濒海的煤，铁，石油等矿砂资源 深海的热液硫化物 深海中海床上的锰结核 海底深处的可燃冰,矿产分布示意,一、滨海矿砂,1、含义： 海岸带及水下,2、形成：,3、特点：分布广，矿种多，储量大，开采方便，易于选矿，开发投资小,4、种类及其分布：,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,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(Volcanogenic massive sulphide ore deposits, VMS）是种由海底火

2、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”。,三、多金属结核,（一）、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

3、源,3、分布：,海底位置：35006000m的洋底,全球分布：夏威夷群岛东南海区,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20005000吨宇宙尘埃，它们富含金属元素，分解后进入海洋。,如何开采？,一，连续绳斗法 (CLB)开采法 是最早提出的扬矿方式和开采方法 (见图 1)。 在一根缆索上每隔 2550 m吊挂一个链斗 , 通过采矿船船首和船尾 (单船式 )或 2条船上 (双船式 )安装的缆索导引轮形成无极循环运 转 ,从

4、海底将结核铲起并提升到海面。该系统 于 20世纪 70年代曾多次在海上成功地进行试 验 ,其优点是系统设备简单、维修方便、投资 小 ,但存在采矿效率和资源回收率低 ,要求海底 地形平坦、缆绳容易缠绕等问题 ,已基本被淘 汰。,如何开采？,二，自动潜浮穿梭式采矿车开采系统 此种方法是利用采矿车一边排出压舱物一边采集等效重量的结核 ,以保持采矿车的接地比压。然后装载完毕后浮出水面卸载 不过缺点也很明显，采矿过程间断性作业、潜浮时间长，采矿车制造工艺和遥控技术要求高，造价很高。目前已搁置,如何开采？,三：管道提升扬矿开采法 它是通过扬矿管道将结核从海底提升至海面的方法。水力、气力、轻介质、重介质、管

5、道戽斗提升都属于管道提升范畴。 集矿机采集的结核经软管输送至海底作业平台的中间矿仓 ,矿仓底部的给料机将结核定量给入扬矿管道并提升至海面矿船上。泵入口以下为吸入管 ,管内压力低于管外压力 ,借助海水的位能进行提升。 矿浆泵提升将会成为深海矿产资源 商业开采的第一代扬矿方法。,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

6、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。,蛟龙号拍摄图片，5000米海底,石油,石油主要由碳氢化合物组成。在岩层孔隙内，常以液体或气态（天然气）存在；有时部份凝结成固态。 石油是古代生物遗骸，堆积在湖里、海里，或是陆地上，经高温、高压的作用，由复杂的生物及化学作用转化而成的。 石油在地层中一点一滴地生成，并浮游于地层中。由于浮力的关系，油点在每年缓慢地沿着地层或断层向上移动，直到受不透油的封闭地层阻挡而停留下来。当此封闭内的油点越聚越多，便形成了油田。,中国主要油田,大庆油田 位于黑龙江省西部，松嫩平原中部，地处哈尔滨、齐齐哈尔市之间

7、。 胜利油田 地处山东北部渤海之滨的黄河三角洲地带，主要分布在东营、滨洲、德洲、济南、潍坊、淄博、聊城、烟台等8个地市的28个县(区)境内，主要工作范围约4.4万平方公里。 辽河油田 油田主要分布在辽河中下游平原以及内蒙古东部和辽东湾滩海地区。,天然气,天然气是一种无色无味的气体，成分主要是甲烷。由于含碳量极高，所以 极易燃烧，放出大量热量。天然气的价值在海洋中仅次于石油，位居第二。,天然气四大优势,环保：天然气是矿物燃料中最清洁的能源，而且是一次能源，其杂质含量极少，理论上，它燃烧后没有污染，具有显著的环保性。 安全：天然气的成分主要是氢气和甲烷，没有毒性；而人工煤气(如油制气)则含有一氧化

8、碳等有毒气体，一旦发生泄漏将对人造成直接伤害。另外，天然气的燃点也比液化石油气要高，相对不易起火燃烧。天然气比空气轻，而液化气则要比空气重，一旦发生泄漏，前者极易随风飘散，不容易造成隐患；而后者则容易积聚在低洼处，形成重大隐患；此外，引发天然气的爆炸极限也比液化石油气的爆炸极限要窄得多。经济：按照目前燃气市场价格，使用天然气将比使用液化石油气、管道油制气的实际支出都要少。,可燃冰,天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate）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mCH4nH2O 在标准状况下，一单位体积的

9、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；,海洋矿产资源开发,海洋生物资源,