海底矿产资源及其开发

国际海底区域制度一、区域范围和资源种类国际海底区域是指国家管辖范围以外的海床、洋底及其底土。

这些区域拥有丰富的矿产资源，包括多金属结核、富钴结壳、热液硫化物等。

这些资源对于人类的发展具有重要意义，因此各国纷纷开展了海底资源的研究和开发活动。

二、区域资源开发方式国际海底区域的资源开发方式主要有两种：商业开发和科学考察。

商业开发是指通过开采海底资源来获取经济利益的活动，而科学考察则是为了研究海底地质、海洋环境和资源等方面的科学问题。

这两种方式各有优缺点，需要根据具体情况进行选择。

三、区域资源开发原则国际海底区域的资源开发应遵循以下原则：1. 公平原则：各国应平等参与国际海底区域的资源开发，不得采取歧视性措施。

2. 可持续原则：资源开发应符合可持续发展的要求，避免对环境造成不可逆的损害。

3. 合作原则：各国应加强合作，共同推进国际海底区域的资源开发。

4. 透明原则：各国应公开资源开发的相关信息，接受国际社会的监督。

四、区域资源开发管理机构国际海底区域的管理机构是国际海底管理局（ISA）。

ISA 负责制定国际海底区域的资源开发政策和管理制度，监督各国在区域内的活动，确保资源的可持续利用和环境保护。

五、区域资源开发国际合作各国在区域资源开发方面的合作是推动国际海底区域发展的重要手段。

各国可以通过签署合作协议、建立联合研究机构等方式加强合作，共同推进区域资源的开发和利用。

同时，各国还可以通过参加国际海底管理局的活动，为区域资源的开发和利用提供支持和帮助。

六、区域资源开发法律制度国际海底区域的资源开发需要遵守相关的法律制度。

目前，国际社会已经制定了一系列与国际海底区域资源开发相关的法律文件，如《联合国海洋法公约》等。

这些法律文件规定了各国在区域内的权利和义务，为区域资源的开发和利用提供了法律保障。

七、区域资源开发争议解决机制在区域资源开发过程中，可能会出现各种争议和纠纷。

为了解决这些争议和纠纷，国际社会建立了一套争议解决机制。

海洋资源及其开发利用的可持续性海洋是地球上最重要的自然资源之一，其资源是人类生产与生活必须的原料，海洋也是人类未来发展的潜力所在。

然而，随着人口的增加和经济的发展，海洋环境污染和过度开发已经成为全球面临的共同问题。

因此，我们需要探讨海洋资源可持续性开发利用的问题。

一、海洋资源的特点海洋资源具有丰富、多样、分散和复杂的特点。

海水蕴含大量的矿物质，海底蕴藏着大量的石油、天然气、金属和非金属矿产资源。

海洋中还有许多有机物质和营养物质，为人类提供了丰富的食品和药物资源。

同时，海洋中又分布着许多不同的生态系统，包括沿岸湿地、珊瑚礁、海草床、深海生态等等。

然而，由于海洋资源的分散和复杂性，很难对其进行有效的开发和管理，这也是海洋资源可持续性开发利用面临的主要问题之一。

二、海洋资源的开发利用现状目前，海洋资源的开发利用主要包括渔业、海洋油气开发、海洋能源和海底矿产开发四个方面。

1、渔业渔业是海洋资源中最早被人类利用的领域之一，目前海洋渔业已经成为全球经济的重要部分。

然而，过度捕捞和非法捕捞等问题也存在很大的压力。

据统计，全球有近30%的鱼类资源已经受到了过度捕捞的影响，全球有超过50％的鱼类资源处于趋紧状态。

2、海洋油气开发海洋油气开发是海洋资源开发领域的重要部分。

全球有不少国家都在加快海洋油气开发，以满足能源需求。

但是，海洋油气开发中也存在着对海洋环境的污染和威胁。

3、海洋能源随着科技的发展，海洋能源开始成为了一种新的能源资源。

海洋能源主要包括海洋风能、潮汐能、温差能、波浪能等。

但是，目前海洋能源开发仍处于起步阶段，其开发难度大、成本高，需要进一步技术研发和优化。

4、海底矿产开发海底矿产资源是未来海洋资源开发领域的重要部分。

但是，海底矿产的开发利用对环境的影响也是一个难以克服的难题，需要进行更为谨慎的规划和管理。

三、海洋资源可持续性开发利用的挑战海洋资源的开发利用必须考虑到环境、社会、经济三个方面的协调发展。

第五章海底矿产资源开发技术海洋不仅覆盖地球面积的71%,而且淹没着及其丰富的海底矿产资源;其种类之多、储量之大、品味之高,是陆地同类矿产无法比拟的;在地球上已发现的百余种元素中,有80余种在海洋中存在,其中可提取的有60余种;可以说,海水是巨大的“液体矿床”;此外,已经探明,海底还富集着大量固体矿床,包括多金属结核、铁锰结壳、热液,估计贮量约有3万m3;目前已经开采的石油,有30%来自海洋;1海洋石油的产值在海洋经济总产值中名列首位,而海滨与浅海矿砂是目前投入开发的第二大矿种;海洋矿砂品种繁多,已开采的有锡石、锆英石、钛铁矿、磁铁矿、金江石、金、独居石、磷、红柱石等;海底矿产资源中,更大量的是潜在资源,如大洋锰结核、海底热液矿、富钴结壳等;海底矿产资源概述海洋矿产资源主要是指海底油气、多金属结核、海底热液和海滨、浅海中的砂矿资源;5.1.1 海底矿产的分类1按性质可分为金属矿产、非金属矿产和燃料矿产;2按矿产的结构形态可分为沉积物矿非固结矿和基岩矿固结矿;沉积矿包括海滩矿砂、大陆架沉积矿和深海沉积物矿；基岩矿主要是指海底松软沉积物以下硬岩中的矿藏,包括非固态的石油、天然气和固态的硫磺、岩盐、钾盐、煤、铁、铜、镍、锡和重晶石等;23按照可持续发展的战略思想及人们的认识和勘探开发程度海洋矿产资源可划分为已开发利用的矿产资源、尚待开发利用的矿产资源、具有潜在开发价值的矿产资源;35.1.2 海洋矿产开采的特点由于海洋是一个独立的自然地理单元,决定了海洋矿产开发具有与陆地资源开发所不同的特点;1由于深海的极端环境;深海矿产资源都赋存于水深千米的深海底,多金属结核赋予水深5000~6000m的海底表面、富钴结壳生长在水深2000~4000水深的海山上,热液硫化物多赋存与2000~2500m水深的海床;极端环境的表现如下：海水腐蚀；海底无自然光；海洋环境的风、浪、六等构成复杂流场；深海大部分地方处于1℃的低温,而热液口的温度高达近400℃;这样一个复杂超长的极端环境,给深海作业及装备的可靠性和维修更换维修周期等提出许多极高的要求,工作设备要承受高达20~60MPa的巨大水压,海水中电磁波传播衰减严重,其技术开发难度毫不逊色于太空技术;2由于海底矿产资源的特殊赋存状态;目前陆地上具有经济开采价值的金属矿产资源,不论是露天开采还是地下开采,基本上都是采用钻孔爆破,有轨、无轨车辆或提升机、皮带输送等方法进行开采;然而,深海底的多金属结核以及直径仅数厘米的结核状赋存于极稀软的海底沉积物表面、富钴结壳以厚度仅数厘米的壳层黏附在地幸福在的海山基岩上、热液硫化物虽然已大块矿床形式存在,但矿床规模都相对较小,沿用陆地上的现有开采技术不具备经济开采价值;因此,深海矿场资源的开采原理、工艺和装备都不能直接移植陆地上已发展成熟的采矿技术;海洋采矿是涉及诸多行业和学科的高技术密集型的系统工程,如地学、机械、电子、通讯、冶金、化工、物理、化学、流体力学等学科和造船业、远洋运输业等行业支持海洋矿产的开发;同样,海洋采矿的发展势必促进这些行业和学科的进一步发展,这就具有重要的战略意义;3深海采矿环保限制标准;除与陆地采矿一样有废水废渣的处理外,深海采矿作业中对海底的扰动程度将是一个极为重要的有别于陆地采矿的限制标准,使得深海采矿的技术难度进一步增加;海洋采矿中应注意与其它海洋资源开发之间的关系;它们之间相互促进、相互制约;此外在开采中还要注意保护海洋环境,避免污染和破坏海洋生态平衡,即注意开发和保护之间的矛盾,所以需要精细的管理,以求获得最佳的经济、环境和社会效益的统一;4国外实践表明,海洋深海矿产开采新技术,从开始研制到投入实际应用,通常需要10～20年的时间,周期较长;如日本从1975～1997年投资10亿美元,研究锰结核的勘探和技术开发,进入试采阶段;美国与日本几乎同期开始进行大洋矿区的勘探和采矿技术的研究,累计投资15亿美元;印度、英国、意大利等国也经过了长期的研究;可见各发达国家这种长期的投入研究不仅仅是解决国内经济发展的需求,主要是面向未来,是对未来的研究和投资;5海洋矿产开发具有国际性的特点;海底矿产资源可能是跨国界或共享的,涉及各有关国家之间的利益,需要国际之间的协调和合作;4海底矿产资源勘探方法5海底矿产资源的勘探方法分为浅海勘探和深海勘探;深海勘探的对象主要是锰结核矿、热液矿；浅海勘探的对象很多,有石油、煤、铁和各种金属矿砂;勘探方法有直接方法和间接方法;直接方法主要有观测和取样；而间接方法主要有声学探测技术、地球物理方法和地球化学方法5.2.1 直接方法5.2.1.1 观测及观测海底矿床在海底中的位置,在浅的水域主要靠潜水员进行观测,而在较深的水域要靠载人潜水器进行观测;较常用的直接观测海底的方法是利用照相机和水下电视;目前水下照相机在海洋地质调查中一发展成一种比较完善的工具,在研究海洋矿床方面已被广泛地采用;水下照相机能够连续的的拍摄海底相片,在拍摄过程中使用照相机刚好高于海底的位置上拖曳,同时周期性的被触发;目前已利用各种具有广角镜头并能拍摄数百帧照片的大型静止照相机;德国采用的70mm海底静止照相机,能曝光大约300次;这种照相机由具有能源和电子控制装置的照相机、闪光灯和触发器三部分构成;当粗发起重锤触及海底;它能够自动摄取海底照片;最新的发展是以声呐控制代替机械能触发器并配备自返式取样装置,在拍摄照片后自动返回海面而被回收;但是水下照相的缺陷是不能连续的进行探矿不得不将照相机从海底回收,并且必须等到照片冲出来以后才能获得光宇海床矿床的资料;利用水下电视可以连续的监测海底,并可将观测结果录制成碟永久保留;但由于海底缺少光线以及摄像系统的分辨率不得不以缓慢的速度拖曳,因此在水下电视操作期间所耗费的船时相对较多;5.2.1.2 取样采集矿物样品是探查浅海海底及大洋底矿产资源的最基本、也是最重要的手段;主要有以下几种（1）表层取样即采用工具获取还低表面物质样品;常用的取样器有“绳索抓斗取样器”;抓斗下降时都是开口的,当接触海底后即自动抓砂封闭;利用绳索抓斗取样器在海底捞取矿样,由于它灵活机动,不受海水深度限制,海底不平整和粒度大小不均匀都没关系,因而成本低,使用广泛;单只能捞取海底表层的矿样;绳索抓斗取样器另外,较常用的还有金属链条货绳索构成的拖斗式货拖网式表层取样器;斗和网都有细孔,可以漏水,它们一般是在深海中用以捞取结核矿、岩块、砾石等样品这种古老而又新颖的取样方法,因其成本低、灵活机动、不受海水深度的限制而使用较广;但所获取样品往往会混在一起,所以仅能用作定性研究,不能定量分析;2柱状取样未用各种采样管采取海底以下一定深度的柱状样品;常见的取样管有重力取样管、水压取样管、活塞取样管;活塞取样管的工作要点是：着底时,活塞的下面通常要紧紧地黏在海底泥土的表面不动,而只让管子完全插入泥土中;上述柱状取样管都需船只停止航行后用用钢缆吊着取样管到达海底取样这种方法既费时,又费事;近年来,国外研制了一种“自动返回沉积物取样器”,又称,“无缆取样器管”;这种取样器用漂浮材料制成,可以携带重物和采泥器或照相机,自由降落到海底,在到达海底并采集样品或对海底照相以后,携带的重物自行脱落,而漂浮材料是采泥器货照相机浮出水面,一旦露出水面,讯号器立即启动,发射无线电信号,使船上的工作人员很容易发现它而取回样品;经试验,在水深1000m处,整个取样过程仅需15min;利用各种类型的取样管一般可获取海底以下几米、十几米、甚至几十米的沉积物柱状样品;据报道,前苏联“勇士”号调查船曾用真空式取样管取得长达34m的柱状样品,而其沉积结构没有受到任何重大的破坏和扰乱;这种采样设备的问世,将过去的单点采样改变为连续采样;柱状取样3钻探取样海上钻探取样和陆上钻探取样的工艺过程相似,也分浅孔钻探和深孔钻探两类;浅孔钻探适用于海底砂层下部矿物的取样,也可用于采集锰结核和海底沉积的柱状样品;金刚石、锡石和砂金由于密度大,都富集在砂层的下部,越接近下部底岩,矿砂就越丰富,所以需要用钻孔提取矿砂层下部的矿样、钻孔深度不等,视砂层厚度而定,由1m到30m以上,钻孔直径由10cm 到90cm;在砂层中钻孔速度很快,因而成本也不高;使用的都是空心钻,以便提出岩心,这样取的岩心矿样在质量上有保证,可以做定量分析用;常用的钻探装置有旋转钻,落锤钻,打桩钻,震动钻;4深孔钻探对海底坚硬岩层勘探就要用深孔钻探;深孔钻探是最后的钻探手段,费用很高;对于石油、天然气、煤、铁等矿床应先用地球物理方法进行初步勘探,然后才能决定是否需要打钻机,并决定打孔的位置和钻孔的深度;近年来,深孔钻钻技术发展的很快,现在陆地上钻孔最大深度已超过万米,海底钻孔深度则已达6966m;随着水下矿产勘探重要性的日益增长,已出现将观测和取样合并为一个系统的设备;如把水下电视系统与拖网相结合的拖网使用;拖网悬挂在电视机外壳下面,在电视机框架到达海底时,拖网就在海底上取样;用这种方法,在电视观测期间就能够获取样品,保证了取样区就是想要观测的区域;此外深潜技术的发展,是大洋矿产资源的调查勘探出现新的突破;载人潜水器可将观测人员送入几千米的水下,利用观察窗或声呐直接观测海底矿物,并利用机械手采集矿物样品;5.2.2间接方法间接方法是在勘探中并不与岩石矿物直接接触,而是利用精度很高的仪器来探测岩石矿物的性质和埋藏深度的勘探方法;如利用声学探测技术中的回声探测仪、旁侧扫描声呐等,利用岩石矿石具有各种不同的物理性质,如密度、容重、磁性、导电性等物理性质,采用地球物理方法等;1水声学探测技术利用回声侧探测仪可以了解海底的地形,获取海底图像;还可以利用它测定中层水发射面的存在;如在对红海充满卤水的盆地进行勘探中已经证明回声测深特别有用,他可以观测到深部的卤水和海水之间的密度界面;低频回声测深仪可以穿透沉积物上层,并能准确判定海底地形地貌,如可以显示是否存在海底火山岩;这种火山岩对于采矿作业危害极大,因为采矿作业主要使用海底拖曳工具;侧扫描声纳可以测量精细的海底地形地貌,因此,对海底的砂坡和砂带的探测非常有效,在大洋矿产资源勘探中具有广阔的使用前景;由于锰结核往往富集在小山坡上和起伏不大的海底上,而不是富集在平滑的海底平原上,所以利用远程侧扫描声纳在含锰结核的海底上拖曳,就可以勾划出所勘探的几十公里宽的海底上的不同地形的位置,然后在每个位置上采集回收锰结核样品,已决定丰富的高品位锰结核所需要的最有利的深海环境;因此,利用侧扫描声纳可以发现任意含锰结核地区中的其他的富集区;此外,高分辨率的侧扫描声纳还可以绘出粗糙海底锰结核分布地区的概况;用于海底探矿的其他声学设备,还有声学地层剖面仪;深水多普勒海流剖面仪和水下高速声信息传输系统;利用地层剖面仪可以探测数千米水下的海底沉积层厚度及地质构造,实时获得海底地质剖面图,利用多普勒流苏剖面仪可以在航行中连续测量水层剖面的多个层次的流速,最多可达侧扫声纳多普勒流速剖面仪64个层次,甚至更多;测量的数据由计算机实时处理;水下高速声信息传输系统可以将海底观察到的电视图像和声图像输送到水面;2地球物理方法此方法为应用物理学原理来研究地质构造,寻找地下矿藏的方法;岩石矿石具有各种不同的物理性质,物理勘探就是测探它们的物理性质,如密度、弹性、磁性、电性、放射性等物理性质的差异,及探测地球物理场的变化,然后分析所获得的资料,从而推断矿产分布情况;如不同岩石矿石对声波振动波传播的速度不同,岩石矿石越密传播声波的速度就越大,利用这种原理来勘探的勘探方法就是地震法;同岩石矿石有不同的密度,密度大的岩体就产生大的吸引力;岩石矿石都或多或少的带有磁性,不同岩石有不同的磁性,探测岩石矿石的磁性以区分其种类,这就是磁力法;不同岩石矿石的导电性能不同,个别的矿体还能产生自然电流,这就要用电法来勘探,在电法中又有电阻法和电磁法等;3地球化学勘探此方法为系统的测量海水、海底沉积物和岩石等的地球化学性质,以发现与矿化有关的地球化学异常的一种探矿方法;海洋地球化学勘探通常采集海水、海底表层沉积物的岩石样品,在船上实验室进行分析测定某些元素的微迹含量等工作;在油气勘探、滨海砂矿、磷块岩、热液矿床、铁锰结核、铁锰矿等重要海洋矿产的发现中都起到了十分重要的作用;近年来,对海域地球化学测量给予了肯定的评价,认为这是一种经济、快速而有效的方法;据报道,近十几年来,世界各国对近海地区100多万平方公里进行了油气地球化学调查,圈定了123个油气远景区,并在大量的数据的基础上研制出预测油气资源的地球化学模式;4导航技术在深海探矿中必须具备精确的导航定位能力,特别是在探矿过程的最后阶段,利用导航定位技术,以便当完成使命的自返式采样器和自返式水下照相机返回海面时,海面船只能够找到它们,将它们回收上来;目前,应用比较广泛的是卫星导航与远程无线电导航系统结合,并由雷达系统加以补充;对比较小的区域进行详细勘察时,作为导航参考点可以使用无线电或雷达浮标以及置于海底的声纳应答器;近年来,国际上出现了多用途海底矿产资源综合勘探船,集采样、光学、声学、导航技术为一体;船上配备了精密导航仪器,勘探装置和采样装置,可以在远离陆地的深海环境中工作;这种勘探船的问世,大大提高了探矿速度和精度;海洋矿产开采技术方法号1 石油、天然气石油钻井平台、钻探装置、海底采油系统早已进入工业化生产,是非常成熟的开采技术;我国自主开发研制的一批技术装置达到或接近国际先进水平提取石油、天然气2 多金属结核矿1.连续铲斗提升采矿系统2.管道提升采矿系统3.穿梭潜水集矿机系统4.海底自动采矿系统基本完成小试,进入中试阶段;管道提升采矿系统被认为是非常有前途的开采方法;国内首先对这种方法进行研究取得了初步成果提炼出具有战略意义的多种金属3 海底热液矿床3 其它矿产各种采掘装置和大深度挖泥机基本成熟的方法,进入工业化生产;但我国以土法采选为主,技术落后、生产效率低提取铁砂、金砂、锡砂及其它矿物5.3.1近海油气资源6天然气水合物是一种在低温-10～+100℃和高压1～9Ma条件下由气体和水合成的类冰固态物质,又称可燃冰;它的分子结构比较特殊,是刚性的等轴笼架结构六方晶体的水分子中存在甲烷分子;所以,天然气水合物中的有用组分主要为,此外还含有少量的H2S、CO2、N2和其它烃类;它具有极强的储载气体的能力,一个单位体积的天然气水合物可储载100～200倍于这个的气体储载量;5.3.1.1天然气水合物的赋存环境饱和的天然气水合物的能量密度很大,因为晶体结构迫使甲烷分子相互紧密结合在一起不论压力或深度如何变化,水合物的能量密度总是固定的;在一定的压力—温度条件下,原生赋存具有经济潜力的天然气水合物广泛分布在永久冻土带和大陆外部边缘的浅层沉积物中;如图11海洋中的天然气水合物海洋中的天然气水合物通常存在于水深500～4000 m压力为5～40 MPa、温度～25℃的环境中;迄今为止,发现最富集的海洋水合物矿床位于沿紧邻老洋壳的被动大陆边缘沉积物中,最著名的是美国东南海岸的布莱克外海岭;对布莱克海岭的初步评价认为,其中很小的地区所含的甲烷等量于美国数百年来的天然气用量总和;2永冻层中的天然气水合物永冻层中的天然气水合物存在于极地的低压低温区,在俄罗斯、加拿大和阿拉斯加的陆地及大陆架上均有发现,是以一种永冻的水—冰和水合物的混合物形式存在的;Max等认为,海域永冻层水合物是在陆架暴露出水面时,最近一次冰川作用下形成的,之后在海进期陆架被淹没;3水合物层之下的常规天然气藏含水合物岩层可对常规油、气藏起到屏蔽作用,气水合物层之下往往有大型常规气藏;与水合物相关的甲烷既可产出于水合物本身,也可圈闭于水合物稳定带下方;圈闭于天然气水合物带的常规天然气或石油比包含于气水合物中的非常规天然气在目前更具经济价值;5.3.1.2 天然气水合物的开采方法天然气水合物的开采实质上就是使地下的水合物分解,再将分解出来的甲烷气体抽到地面上来;依据水合物相平衡原理,天然气水合物的开采通常有降压法、热激法和试剂注入法3种基本方法;1减压法减压法是指通过钻探方法或其他途径降低水合物层下面的游离气体聚集层位的平衡压力,当压力达到水合物分解压力时,界面附近的天然气水合物转化为气体和水;降低压力能达到水合物分解的目的;一般是通过在水合物层之下的游离气聚集层中“降低”天然气压力或形成一个天然气“囊”由热激发或化学试剂作用人为形成,与天然气接触的水合物变得不稳定并且分解为天然气和水;这种技术在西西伯利亚的Messoyhaka气田得到了应用;开采水合物层之下的游离气是降低储层压力的一种有效方法,另外通过调节天然气的提取速度可以达到控制储层压力的目的,进而达到控制水合物分解的效果;减压法最大的特点是不需要昂贵的连续激发,因而可能成为今后大规模开采天然气水合物的有效方法之一;2热激法该方法是指在压力一定的条件下,注入蒸气、热水、热盐水或其它热流体,也可采用开采重油时使用的火驱法或钻柱加热器法,对水合物稳定层进行加热,将设计区段的温度提高到分解温度,这一温度下,所注热量完全用于水合物的分解作用;再用导管将析出的天然气收集于贮藏器内或采取采集常规天然气输气管道的方式将其输送到船载贮藏器;这种方法的问题在于储层和水中的大量热能损失,效率很低;特别是在永久冻土区,即使利用绝热管道,永冻层也会降低传递给储集层的有效热量;如果没有热损,注入能量是开发能量的10%左右;有热损时,注入能量可能会超过气体的价值;这种方法非常昂贵,且要求向下注热和向上采气同步进行;近年来,为了提高热激法的效率,人们采用了井下加热技术,井下电磁加热方法就是其中之一;实践证明电磁加热法是一种比常规开采技术更为有效的方法,其在开采重油方面已显示出它的有效性,该方法的使用将会给热激法带来不错的前景;3试剂注入法采用诸如盐水、酒精等抑制剂流体,可降低水合物的冻结点,将抑制剂注入井内会引起熔融;近来人们又发现了另外两种新型的阻止技术,即以表面活性剂为基础的反聚结技术和阻止晶核成长的动力学技术;其总体思想都是注入某些化学试剂,以改变水合物形成的相平衡条件,促进水合物分解;此方法较热刺激缓慢得多,花费昂贵,但初始输入能量较低;由于海洋水合物中压力太高,用这种方法可有效地改变相界曲线,但回采气体较困难;4其他开采技术Holder等人对水合物的开采技术进行过大量的研究,除上面介绍的3种方法外,还提出了置换开采和混合开采的理念;置换法的原理是甲烷水合物所需的稳定压力较CO2高,在某一压力条件下,甲烷水合物不稳定,而CO2水合物却是稳定的,这时CO2进入到天然气水合物中,与水形成水合物,这时所释放的热量可用于分解天然气水合物;用CO2水合物来置换天然气水合物的研究已经开展起来,然而复杂的相变过程可能会给这一方法的实施带来一定的困难;混合法原理是先将洋底粉碎,开采混有固体水合物的混合物,在提升过程中水合物就可能分解;混合开采法目前还没有深入研究,但也很有建设性意义;从以上各方法的使用来看,仅采用某一种方法来开采水合物是不明智的,只有综合不同方法的优点才能达到对水合物的有效开采;降压法和热激法技术的联合使用是目前最受推崇的方案,用热激发法分解气水合物,而用减压法提取游离气体;5.3.1.3 水合物勘探开发前景海洋气水合物是全球天然气水合物资源开发的重头戏,不仅因为海洋气水合物占总资源量的大半以上,而且分布广泛,它不像陆上天然气水合物仅局限在少数的几个高纬度国家的永冻带或两极,对那些滨海而又缺乏能源的国家来说,天然气水合物则带来了很大的希望和寄托;不仅含天然气水合物地层本身存在巨大无比的甲烷资源,而且往往在含天然气水合物层之下同时还蕴藏了巨大的常规天然气资源;在永冻区开发常规天然气,不可避免地会遇到天然气水合物问题;一般来说,永冻区的天然气水合物形成深度总是浅于常规气藏的深度,它像盖层一样封闭了其下的常规天然气,高浓度的水合物和与气有关的水合物盖层的探测为深层的烃类勘探提供了指导;因此,开发天然气水合物不是单一的资源开发,而是一种综合开发;。

国际海底区域资源开发制度作者：沈涛来源：《学理论·上》2013年第09期摘要：国际海底制度是《联合国海洋法公约》的重要成果，在理论和实践上都有研究的意义。

各国对待国际海底制度有各自的态度。

从国际海底制度的发展过程和国际海底制度的修改来看，该制度有一个嬗变的过程。

中国在国际海底制度方面尚需进一步完善。

关键词：国际海底区域；人类共同继承财产原则；开发制度中图分类号：D920.4 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2013）25-0140-02一、丰富的海底矿产资源与人类生命息息相关的海洋，大约覆盖地球表面积的71%，达3.6亿平方公里[1]。

如今，人类经历了两次能源危机，陆地上的矿产资源储量正加速消耗而急剧减少，若单纯依靠陆地资源将无法满足人类的需要，进一步还会威胁世界的和平。

随着科技的发展，1873年至1876年，英国科学考察船“挑战者号（the Challenger）”在三大洋底发现有丰富的黑色含水二氧化锰的锰结核；1957年至1958年的“国际地球物理年”所进行的国际性海洋考察，美国在南太平洋塔希堤岛海床发现一批含钴品位的锰结核；同年苏联也对太平洋做调查，于1964年编制了太平洋底锰结核分布图；几个主要发达国家如美国、日本、德国及法国，在60年代也加紧对太平洋底锰结核矿做数十次的调查与勘探。

其中法国于1967年成立国家海洋开发中心，并于1970年完成在南太平洋塔希堤岛以北海域的海底锰结核的调查；1978年3月至5月，美、加、日组成的海洋管理集团，在夏威夷以南一千七百公里、水深五千的海域开采海底锰结核，日产量达三百吨；1980年6月及1981年3月，美国洛克西德集团在太平洋进行两次试采，日产锰结核五百吨；1983年5月至7月，我国海洋调查船在太平洋北部海域捞获数百公斤锰结核；日前美法及德国已建立锰结核冶炼工厂，开始进入商业生产阶段[2]218-221。

开发深海底的锰结核将带来庞大的经济利益是显而易见的，但同时也会带来政治、经济与法律等不同层面的问题。

海底的矿产资源
海底的矿产资源是指存在于海洋底部的各种金属、矿物和化学元素等
自然资源。

这些资源包括但不限于石油、天然气、铜、铁、锰、锡、
钴等。

海底的矿产资源具有以下特点：
1. 丰富性：海洋面积广阔，其中蕴藏着大量的金属和非金属矿产资源，其总量是陆地上的数倍。

2. 分布广泛：海底矿产分布于全球各大洋及其周边地区，包括太平洋、大西洋、印度洋和南极洲周边地区等。

3. 开发难度大：由于水深较深，开采过程需要使用高科技设备和先进
技术，成本较高。

4. 环境影响：开采海底矿产会对海洋生态环境造成一定影响，如可能
导致生态系统变化以及污染等问题。

目前，国际上已经开始了对海底矿产资源的探索和开发。

我国也在积
极探索和利用海底矿产资源，并已经取得了一定成果。

例如，在南海
地区发现了丰富的天然气和石油资源，以及铜、铁、锰等金属矿产资源。

总之，海底的矿产资源是未来重要的发展方向之一，但在开发过程中需要注意环境保护和可持续发展。

我国海洋矿产资源开辟现状及其发展趋势自古以来，海洋向来是人类无法探索和利用的神奇领域。

然而，随着科技的进步和资源的枯竭，人们开始将目光投向了海洋，特别是海洋矿产资源。

我国拥有广阔的海洋领域，丰富的矿产资源潜藏其中，因此海洋矿产资源的开辟成为了我国发展的重要战略。

目前，我国海洋矿产资源的开辟处于初级阶段。

虽然我国在海洋石油、天然气的勘探和开辟方面取得了一定的成就，但是在海底金属矿、沉积物矿等方面的开辟还相对滞后。

这主要是由于海洋环境的复杂性、技术难度的提升以及法律法规的不完善等原因所致。

然而，随着技术的不断进步和政策的支持，我国海洋矿产资源的开辟前景十分广阔。

首先，我国在海洋矿产资源勘探技术方面取得了重大突破。

通过引进国外先进技术和自主研发，我国已经能够进行深海勘探，发现了大量的海底矿产资源。

其次，我国政府也出台了一系列的政策和措施来支持海洋矿产资源的开辟。

例如，加大对海洋科研和技术创新的支持力度，鼓励企业参预海洋矿产资源的勘探和开辟。

这些政策的出台将为海洋矿产资源的开辟提供更多的机会和条件。

在未来，我国海洋矿产资源的开辟将呈现出几个明显的趋势。

首先，深海勘探将成为主要的发展方向。

随着陆地矿产资源的逐渐枯竭，人们将把目光投向深海，寻觅新的矿产资源。

其次，环保和可持续发展将成为海洋矿产资源开辟的重要考量因素。

在开辟过程中，必须充分考虑环境保护和资源的可持续利用，避免对海洋生态系统造成不可逆转的破坏。

最后，国际合作将成为海洋矿产资源开辟的重要方式。

海洋矿产资源的开辟需要巨大的投资和技术支持，而国际合作可以为我国提供更多的资源和技术支持，实现互利共赢。

总之，我国海洋矿产资源的开辟正处于起步阶段，但是具有广阔的发展前景。

通过技术的进步和政策的支持，我国有望在海洋矿产资源开辟领域取得更大的突破。

未来，深海勘探、环保可持续发展和国际合作将成为我国海洋矿产资源开辟的重要趋势。

我们有理由相信，在不久的将来，我国将成为世界海洋矿产资源开辟的重要力量。

海洋矿产资源及其分布解决人口剧增、资源匮乏和环境恶化三大日益严峻挑战的对策之一就是充分合理利用可持续开发且潜力巨大的资源宝库——海洋。

世界各临海国家，尤其是发达国家都把调查研究和合理开发海洋资源作为经济社会可持续发展的战略环节，采取措施、增加投入、优先发展海洋科学和开展海洋资源开发研究。

1海洋资源海洋资源主要包括海洋物质资源、海洋能源和海洋空间三大类；海洋资源的分布规律与海洋资源开发关系密切。

1.1海洋资源的分类海洋资源是相对于陆地资源而言的，包括传统海洋生物、溶解在海水中的化学元素和淡水、海水中所蕴藏的能量、海底的矿产资源以及海洋能资源、海洋空间资源（表1）。

1.2海洋资源的分布海洋资源的形成和分布受一定的自然规律支配，其分布受海底地貌的影响较大。

在不同海底地貌区，形成了不同类型的海洋物质资源、海洋能源和海洋空间资源（表2）。

2海洋主要矿产资源海洋是巨大的资源宝库，海底和滨海地区蕴藏着丰富的矿产资源。

海洋矿产资源种类多，按照海洋矿产资源形成的海洋环境和分布特征，从滨海浅海至深海大洋分布有：滨海砂矿、石油与天然气、磷钙土、多金属软泥、多金属结核、富钴结壳、热液硫化物以及未来的替代新能源——天然气水合物。

海洋矿产资源丰富，未来的世界将进入全面开发利用海洋的时代，随着社会的发展，尤其是陆地上资源和能源因消耗剧增而日趋减少，人类的生存与发展必将越来越依赖于海洋。

2.1滨海砂矿资源海洋砂矿资源分布与沿海大陆架地区，主要矿种有：金属矿物中的钛铁矿、金红石、锆石、磁铁矿（钛磁铁矿）；稀有金属矿物中的锡石、铌钽铁矿；稀土矿物中的独居石、磷钇矿；贵金属矿物中的砂金、金刚石、银、铂；非金属矿物中的石英砂、贝壳、琥珀等。

2.2海底煤矿海底煤矿是指埋藏于海底岩层中的煤矿，一般是陆地煤田向海底延伸的部分。

海底煤矿作为一种潜在矿产资源已越来越被世界各国重视，尤其是陆地煤矿资源缺乏而工业技术先进的国家更是不可多得的资源。

英国、土耳其、加拿大、智利、澳大利亚、新西兰、日本等国均有不同规模的海底煤矿开采、开发，并获得了巨大的经济社会效益，中国亦有海底煤田分布（表5）。

深海采矿的技术与挑战深海采矿一直是人类探索的领域之一，随着技术的不断发展，我们对深海矿产资源的开发越来越感兴趣。

然而，深海采矿面临着许多挑战，包括技术难题和环境保护的问题。

本文将重点探讨深海采矿的技术及其面临的挑战。

一、深海采矿的技术发展1. 深海探测技术深海探测技术是深海采矿的前提。

人类通过远程操控潜水器、无人潜艇等设备，可以实现对深海的探测和勘探，获取深海矿产资源的信息。

此外，声纳技术、探测器等也为深海矿产资源的勘探提供了重要的手段。

2. 深海开采技术深海开采技术包括钻探、采矿、提取等过程。

由于深海环境的恶劣条件，深海开采技术的研究相对困难。

目前，常用的深海开采技术有原位综合采矿、沉积物采集、沉积物矿物提取等。

这些技术需要克服高压、低温和冲击力等多种因素对设备的影响。

二、深海采矿的技术挑战1. 技术复杂性深海环境复杂，水压大、水温低、海水浑浊等条件使得深海采矿技术更加困难。

设备的耐压性、低温性、自动控制水平等都需要相应的提高，以适应深海操作需求。

2. 环境影响深海采矿可能对海洋环境造成潜在的影响，例如底栖动物和水文动力学系统的扰动。

采矿活动还可能引发海底滑坡、地震等自然灾害。

因此，应关注深海采矿活动对生态系统的潜在影响，并采取相应的环保措施。

3. 资源限制尽管深海矿产资源丰富，但开采的成本依然较高。

深海采矿需要大量的资金、技术和人力投入。

此外，深海开采还受到法律和政策的限制，需要更加透明的管理和监管机制。

4. 国际合作深海矿产资源的开发与利用需要国际间的合作与共享。

国家和企业之间应加强交流、合作，分享技术和经验，共同应对深海采矿面临的技术和环境挑战。

三、结论深海采矿是一个充满挑战的领域，但也是一个充满希望的领域。

通过不断发展和创新，我们有信心克服深海采矿的技术难题，并确保资源开发与环境保护相协调。

深海采矿的技术突破将为人类经济和科技的发展带来新的机遇和挑战。

我们应该加强研究与合作，推动深海采矿领域的发展，实现可持续利用深海资源的目标。

2019-2020年高中地理第2单元开发海洋资源第2节海底矿产资源及其开发学业分层测评鲁教版选修1．我国的四个邻海中，全部属于大陆架且拥有丰富的海洋水产和油、气资源的海域是( )A．渤海B．黄海C．东海D．南海【解析】我国四个临海，全部属于大陆架的只有渤海和黄海。

渤海和黄海南部的油气资源丰富。

我国近海渔场以东海渔场和渤海湾渔场最著名。

【答案】 A2．海洋环境不同于陆地，其复杂性、特殊性表现在( )A．深海是一个缺氧、高压、高温的环境B．海水腐蚀性强，海冰破坏性大C．海洋能量密度高，能量转换率大D．海洋气象状况多变【解析】海水的温度随深度增加而递减，所以深海是一个低温的环境；海洋能量巨大，但密度低，能量转换率小。

【答案】 D3．读海底地形图分析，下列叙述正确的是( )A．②处有丰富的滨海砂矿资源B．①处海底蕴藏丰富的锰结核和沙矿C．③处的海底地形往往是板块相互碰撞造成的D．④处海盆的沉积环境有利于石油、天然气的形成【解析】由图可以看出，①位于大陆架，②是大陆坡，③为海沟，④是海盆。

【答案】 C4．有关大陆架和大陆坡的说法，正确的是( )A．大陆架组成物质与海洋相同B．大陆架宽度从高潮线起向海洋延伸至坡度显著增大的地方C．大陆架即大陆坡D．大陆坡相对陡峭【解析】大陆架组成物质与陆地相同，是在靠近大陆的浅海部分，是大陆向海洋的延伸部分，它的深度一般不超过200米；大陆架外缘巨大的陡坡，叫做大陆坡。

【答案】 D读图，完成5～8题。

5．图中序号②中没有分布的矿产资源为( )A．滨海砂矿B．石油天然气C．重砂矿D．多金属结核6．图中序号⑤代表的海底地形为( )A．大陆架B．大陆坡C．洋中脊D．海沟7．序号④中广泛分布的矿产资源为( )A．金刚石B．石英砂矿C．石油天然气D．锰结核8．往往与序号⑤所示海底地形相伴出现的海底地形是( )A．大陆架B．岛弧或海岸山脉C．洋中脊D．裂谷【解析】本组题主要考查海底地形的类型与海底矿产资源与分布。

我国海洋矿产资源开发现状及其发展趋势一、我国海洋矿产资源概述1．海洋是“聚宝盆”，有全人类取之不尽用之不竭的巨大财富用“聚宝盆”来形容海洋资源是再确切不过的。

单就矿产资源来说，其种类之繁多，含量之丰富，令人咋舌。

在地球上已发现的百余种元素中，有80余种在海洋中存在，其中可提取的有60余种，这些丰富的矿产资源以不同的形式存在于海洋中：海水中的“液体矿床”；海底富集的固体矿床；从海底内部滚滚而来的油气资源。

据估计海水中含有的黄金可达550万吨，银5500万吨，钡27亿吨，铀40亿吨，锌70亿吨，钼137亿吨，锂2470亿吨，钙560万亿吨，镁1767万亿吨等等。

这些资源，大都是国防、工农业生产及日常生活的必需品。

海水是宝，海洋矿砂也是宝。

海洋矿砂主要有滨海矿砂和浅海矿砂。

它们都是在水深不超过几十米的海滩和浅海中的由矿物富集而具有工业价值的矿砂，是开采最方便的矿藏。

从这些砂子中，可以淘出黄金，而且还能淘出比金子更有价值的金刚石，以及石英、独居石、钛铁矿、磷钇矿、金红石、磁铁矿等，所以海洋矿砂成为增加矿产储量的最大的潜在资源之一，愈来愈受到人们的重视。

这种矿砂主要分布在浅海部分，而在那深海海底处，更有着许多令人惊喜的发现：多金属结核就是其中最有经济价值的一种。

它是1872-1876年英国一艘名为“挑战者”号考察船在北大西洋的深海底处首次发现的。

这些黑乎乎的，或者呈褐色的多金属结核鹅卵团块，有的象土豆，有的象皮球，直径一般不超过20厘米，呈高度富集状态分布于3000-6000米水深的大洋底表层沉积物上。

据估计整个大洋底多金属结核的蕴藏量约3万亿吨，如果开采得当，它将是世界上一种取之不尽，用之不竭的宝贵资源。

目前，锰多金属结核矿成为世界许多国家的开发热点。

在海洋这一表层矿产中，还有许多沉积物软泥，也是一种非同小可的矿产，含有丰富的金属元素和浮游生物残骸。

例如覆盖1亿多平方公里的海底红粘土中，富含轴、铁、锰、锌、钴、银、金等，具有较大的经济价值。

海洋资源的开发与利用一、引言海洋是地球上最广阔的资源。

海洋资源的开发与利用涉及到广泛领域，包括海洋能源、海洋生物资源、海洋矿产资源等。

它们被广泛地应用于工业生产、能源开发、食品加工、医药研究等多个领域。

本文将介绍海洋资源的概念、分类以及其开发与利用的现状及问题。

二、海洋资源分类海洋资源可分为三大类：海洋能源、海洋生物资源、海洋矿产资源。

1. 海洋能源海洋能源是指通过利用海水中的物质和海底动力等方式获取能源。

它主要包括：海水动力能、潮汐能、波能、海洋温差能和海洋生物制氢能。

2. 海洋生物资源海洋生物资源是指在海洋环境下生存和繁殖的生物组织、有机物和无机物等自然资源。

它主要包括：海洋捕捞业、水产养殖业、海洋生物工程以及生物医药等领域。

3. 海洋矿产资源海洋矿物资源是指分布于海洋底部的矿物资料，包括海床热液矿、气体水合物、锰结壳、钴结壳、铜结壳等。

三、海洋资源的开发与利用1. 海洋能源的开发与利用（1）海水动力能通过利用海潮、海流、海浪等海水运动能量作为动力源进行发电、提水、蓄能等工作。

例如，英国海峡的中英洲潮湾水力发电站就是利用潮汐能进行发电。

（2）潮汐能通过利用潮汐的高、低潮高差，采用水轮机、液压发电机等设备将潮汐能转换成电能。

例如，加拿大魁北克省的拉彭特-吉斯特潮汐电站，是目前世界上最大的潮汐能发电站之一。

（3）波能利用海浪产生的机械波能，通过波浪能发电机等设备将波能转换成电能。

例如，墨西哥的萨雷克-玛瑙梅海上波能发电厂是全球规模最大的波浪能电站之一。

2. 海洋生物资源的开发与利用（1）海洋捕捞业海洋捕捞业是指在海洋中对鱼类、贝类、虾蟹等水产品进行捕捞的行业。

目前，全球捕捞量已经达到了1亿吨以上。

（2）水产养殖业水产养殖业是指在海洋环境下对鱼类、贝类、虾蟹等水产品进行养殖的行业。

由于全球海洋面积广阔，水产养殖业在发展过程中面临的问题较少，其生产和效益均较可观。

（3）海洋生物医药海洋生物医药研究在近年来呈现出飞速的增长。

海底资源的利用与保护初二地理教案。

一、海洋中的资源海洋是地球上70%的面积，所以海洋中蕴藏的资源也无比丰富。

我们可以从海洋中获取的资源包括能源、矿物、食品、药品、珍珠和奢侈品等多种类型。

1、能源资源海洋能源资源主要包括石油、天然气和风能。

据统计，海洋中蕴藏着约2000亿吨的油气资源，其中59%分布在沉积岩层中，41%分布在硬质岩层中。

2、矿物资源海洋中的矿物资源主要包括锰、铜、镍、钴、钛和磷等。

这些矿物主要分布在深海钻石山、海山和海脊区域，是地球上最重要的矿物资源之一。

3、食品资源海洋中的食品资源包括各种海鲜、海藻和盐。

其中，鲨鱼鳍、鱼胆、海参、珍珠、龙虾、牡蛎和贝类都是海洋里的美食。

4、药品资源海洋中的药品资源主要来自海藻、海绵和珊瑚等海洋生物。

其中一些植物物种拥有抗生素和抗癌成分，这些物质相信对人类健康有着非常重要的作用。

5、珍珠和奢侈品海洋中的珍珠和奢侈品，是历史上最为受欢迎的商品之一。

自古以来，珍珠就是促进贸易和文化交流的催化剂。

二、海底资源的利用海洋中的资源可以为人类提供重要的经济收益和财富。

但在挖掘海洋资源时，我们必须要遵守国际法和一系列的规定，为保护海洋生态环境和自然资源的持续利用而负责。

1、海洋油气资源的开发海洋油气资源是目前全球能源供应网络的重要组成部分。

海底油气勘探是一项极为复杂的任务，它需要使用先进的技术和高端设备。

然而，在石油勘探和生产过程中，会引起海洋生态环境的严重污染。

所以，发展新的清洁能源投资并加强环保措施是非常必要的。

2、海洋矿物资源的开发海洋矿物资源也是全球经济发展不可或缺的一部分。

我们需要使用特殊的工具和技术来完全探测深海底部的矿物资源。

在这个过程中，必须采取一系列的保护措施，避免对海洋生态环境的破坏。

3、海洋生物资源的开发我们可以从海洋中获取多种珍贵的生物资源，为我们提供丰富的食品、药品和文化价值。

然而，过度采集和无节制捕捞会导致珍稀海洋生物种群的减少。

所以，保护和修复海洋生态环境的任务也应该成为海洋资源开发和利用的重要目标之一。

海底金属矿
海底金属矿是指分布在海洋底部的含有金属矿物的矿床，其主要包括海底多金属结核、海底硫化物矿床和海底锰结核等。

这些矿床往往富含铜、铅、锌、镍、钴、锰等金属元素。

以下是一些常见类型的海底金属矿：
1.海底多金属结核：海底多金属结核主要富含铜、铅、锌等多种金属元素，通常形成在海底火山喷口周围，由热液喷口排放的金属矿物沉积而成。

这些结核通常位于深海地壳裂隙中，具有较高的金属含量和较大的开发潜力。

2.海底硫化物矿床：海底硫化物矿床是由海底热液喷口排放的富含硫化物矿物沉积而成，主要包括铜、锌、铅、银等金属元素。

这些矿床通常分布在海底火山带和海脊地区，具有较高的金属含量和较大的资源潜力。

3.海底锰结核：海底锰结核是由海水中溶解的锰离子沉淀而成，主要富含锰、铁、镍等金属元素。

这些结核通常分布在海底的大洋中部和边缘地区，具有较高的锰含量和较大的开发潜力，是海洋中最为常见的金属矿床之一。

海底金属矿床的开发与利用具有一定的技术挑战和环境风险，但由于陆地资源的日益枯竭和金属需求的增长，海底金属矿床逐渐成为了人们关注的热点之一。

然而，海底矿产开采也面临着海洋生态环境破坏、深海生物多样性影响等问题，需要综合考虑开发利用与环境保护之间的平衡。

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