中国海洋矿产

一、我国海洋矿产资源概述

1．海洋是“聚宝盆”，有取之不尽用之不竭的巨大财富。就矿产资源来说，海洋蕴藏种类之多，含量之巨，堪称聚宝盆。已发现的百余种元素中，海洋存在有80余种，可提取的有60余种。它们以三种形式存在于海洋中：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，海水中含黄金达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。

海洋矿砂主要有滨海矿砂和浅海矿砂，是在水深不超过几十米的海滩和浅海中富集成的工业矿砂。从中可淘出黄金、金刚石、石英、独居石、钛铁矿、磷钇矿、金红石、磁铁矿等。

深海海底处存在多金属结核。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。

海底沉积物软泥，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。

近年在海底发现了33处“热液矿床”，它们是由海底热液成矿作用形成的块状硫化物多金属软泥及沉积物。主要形成于洋中脊，海底裂谷带中，热液通过热泉，间歇泉或喷气孔从海底排出，遇水变冷，加上周围环境中及酸碱度变化，使矿液中金属硫化物和铁锰氧化物沉淀，形成块状物质，堆积成矿丘。有的呈烟筒状，有的呈土堆状，有的呈地毯状从数吨到数千吨不等。

石油和天然气是遍及世界各大洲大陆架的矿产资源。全世界海底石油储量为1500多亿吨，天然气140万亿立方米。油气的价值占海洋中已知矿产总产值的70%以上。目前全世界已开采石油640亿吨，其中的绝大部分产自陆地。

天然气的价值在海洋中仅次于石油而位居第二。

2．浅海矿产资源

浅海海底的矿产资源是指大陆架和部分大陆斜坡处的矿产资源，是海水动力作用的。主要有石油、天然气、各类滨海砂矿和天然气水合物。

(1)大陆架油气

中国大陆架都属陆缘的现代拗陷区。因受太平洋板块和欧亚板块挤压的影响，在中、新生代发育了形成的一系列北东和东西向的断裂，造就了许多沉积盆地。陆上许多河流（如古黄河、古长江等）挟带大量有机质泥沙流注入海，使这些盆地形成几千米厚的沉积物。构造运动使盆地岩石变形，形成断块和背斜。伴随构造运动而发生岩浆活动，产生大量热能，加速有机物质转化为石油，并在圈闭中聚集和保存，成为现今的陆架油田。中国海自北向南有渤海、北黄海、南黄海、东海、冲绳、台西、台西南、珠江口、琼东南、莺歌海、北部湾、管事滩北、中建岛西、巴拉望西北、礼乐太平、曾母暗沙—沙巴等16个以新生代沉积物为主的中、新生代沉积盆地,总面积达130多万平方公里。有人说，中国沿海的石油、天然气最终可与北海及东南亚争一高低；中国海底石油储量与伊朗相比有过之而无不及；中国海、陆石油储量，几乎等于沙特阿拉伯的储量。

根据我国勘探成果预测，在渤海、黄海、东海及南海北部大陆架海域，石油资源量就达到 275.3亿吨，天然气资源量达到10.6万亿立方米。我国石油资源的平均探明率为 38.9%，海洋仅为12.3%，远远低于世界平均73%的探明率；我国天然气平均探明率为23%，海洋为10.9%，而世界平均探明率在60.5%左右。我国海洋油气资源在勘探上整体处于早中期阶段。近年来近海大陆架上的渤海、北部湾、珠江口、莺琼、南黄海、东海等六大沉积盆地，都发现了丰富的油气资源。国外有人估计，中国近海石油储量约40亿吨（300亿桶），其中渤、黄海各为 7.47亿吨（56亿桶），东海为17亿吨（128.4亿桶），南海（包括台湾海峡）为11 亿吨（80.3亿桶）。这一预测可能偏低。有的外国人则认为，仅渤海湾海底石油储量即达50～100亿吨（375～750亿桶），钓鱼岛周围东海大陆架一个地区约150亿吨（1125亿桶）。就按国外的估计数，中国近海的石油储量大约与中国陆上的石油储量相当，约40～150亿吨（300～1125亿桶）。

(2)滨海砂矿

滨海砂矿是指在滨海水动力的分选作用下富集而成的有用砂矿，该类砂矿床规模大、品位高、埋藏浅，沉积疏松、易采易选。所谓滨海砂矿的范畴，由于地质历史上的海平面变动，它包涵着滨海和部分浅海的砂矿。滨海砂矿主要包括建筑砂砾、工业用砂和矿物砂矿。工业砂据其质地而用于不同的方面，铸造用砂和玻璃用砂等。滨海矿物砂矿有金刚石、金、铂、锡石、铬铁矿、铁砂矿、锆石、钛铁矿、金红石、独居石等。滨海砂矿多属海积型砂矿，少部分属冲积型和残积型砂矿。世界上现已开采利用30余种滨海砂矿，世界金红石总钛金属资源量约9435万吨，其中砂矿占98 %；钛铁矿总钛金属资源量2.46亿吨，砂矿占50 %；锆石已探明的资源量 3175.2万吨，96 %为滨海砂矿。滨海砂矿的开采量在世界同类矿产总产量中所占的百分比为：钛铁矿30 %，独居石80 %，

金红石98 %，锆石90 %，锡石70 %以上，金 5-10 %，金刚石5.1 %，铂3 %等。滨海砂矿在浅海矿产资源中，其价值仅次于石油、天然气，居第二位。

我国浅海，目前已探查出的砂矿矿种有锆石、钛铁矿、独居石、磷钇矿、金红石、磁铁矿、砂锡矿、铬铁矿、铌钽铁矿、砂金和石英砂等，并发现有金刚石和铂矿等，其中以钛铁矿、锆石、独居石、石英砂等规模最大，资源量最丰。

现已发现有钛、锆、铍、钨、锡、金、硅和其他稀有金属，分布在辽东半岛、山东半岛、福建、广东、海南和广西沿海以及台湾周围，台湾和海南岛尤为丰富，主要有锆石—钛铁矿—独居石—金红石砂矿，钛铁矿—锆石砂矿，独居石—磷钇矿，铁砂矿，锡石砂矿，砂金矿和砂砾等。台湾盛产磁铁矿、钛铁矿、金红石、锆石和独居石等。磁铁矿主要分布在台湾北部海滨，以台东和秀姑峦溪河口间最集中。北部和西北部海滩年产铁矿砂约1万吨。在西南海滨，独水溪与台南间的海滩上分布着8条大砂堤，最大的长10里，为独居石—锆石砂矿区，已采出独居石3万多吨，锆石5万多吨，南统山洲砂堤的重矿物储量在4.6万吨以上，嘉义至台南的海滨又发现5万吨规模的独居石砂矿。海南岛沿岸有金红石、独居石、锆英石等多种矿物。 福建沿海稀有和稀土金属砂矿也不少。锆石主要分布在诏安、厦门、东山、漳浦、惠安、晋江、平潭和长乐等地。独居石以长乐品位达2公斤/立方米左右。金红石主要分布在东山岛、漳浦、长乐等地。诏安、厦门、东山、长乐等地均有铁钛砂。铁砂分布很广，以福鼎、霞浦、福清、江阴岛、南日岛、惠安和龙海目屿等最集中。至于玻璃砂和型砂，不仅分布广，质量好，含硅率亦高。平潭的石英砂含硅率达98％以上。辽东半岛发现有砂金和锆英石等矿物，大连地区探明一个全国储量最大的金刚石矿田，山东半岛也发现有砂金、玻璃石英、锆英石等矿物，广东沿岸有独居石、铌钽铁砂、锡石和磷钇等矿。有些滨海砂矿已向大陆架延伸，如台湾橙基煤矿已在海底开采多年，辽宁大型铜矿也从陆上进行到海底开采，山东的金矿、辽宁某些煤矿以及山东龙口、蓬莱的一些煤层也伸至海底。

(3)天然气水合物

天然气水合物是在一定的温压条件下，由天然气与水分子结合形成的外观似冰的白色或浅灰色固态结晶物质，外貌极似冰雪，点火即可燃烧，故又称之为“可燃冰”、“气冰”、“固体瓦斯”。因其成分的80%—99.9%为甲烷，又被称为“甲烷天然气水合物”。作为一种新型的烃类资源，天然气水合物具有能量密度高、分布广、规模大、埋藏浅、成藏物化条件好、清洁环保等特点，被喻为未来石油的替代资源。“可燃冰”可视为被高度压缩的天然气资源，每立方米能分解释放出160-180立方米的天然气。据估计，地球海底天然可燃冰的蕴藏量约为500万亿立方米，相当于全球传统化石能源（煤、石油、天然气、油页岩等）储量的两倍以上，是目前世界年能源消费量的200倍。全球的天然气水

合物储量可供人类使用1000年。

按天然气水合物的保存条件，它通常分布在海洋大陆架外的陆坡、深海和深湖以及永久冰土带。大约27%的陆地（极地冰川土带和冰雪高山冻结岩）和90%的大洋水域是天然气水合物的潜在发育区，其中大洋水域的30%可能是其气藏的发育区。从南海的水深、沉积物和地貌环境来看，它是中国天然气水合物储量最丰富的地区。初步勘测结果表明，仅南海北部的天然气水合物储量就已达到我国陆上石油总储量的一半左右；在西沙海槽也已初步圈出天然气水合物分布面积为5242平方千米，其资源量估算达4.1万亿立方米。按成矿条件推测，整个南海的天然气水合物的资源量相当于我国常规油气资源量的一半。

3．深海矿产资源

深海一般是指大陆架或大陆边缘以外的海域。深海占海洋面积的 92.4 %和地球 面积的65.4 %，尽管它蕴藏着极为丰富的海底资源，但由于开发难度大，目前基本上还没有得到开发。深海矿产资源主要有多金属结核矿、富钴结壳矿、深海磷钙土和海底多金属硫化物矿等。

(1)多金属结核矿

多金属结核矿是一种富含铁、锰、铜、钴、镍和钼等金属的大洋海底自生沉积物，呈结核状，主要分布在水深4000—6000米的平坦洋底，是棕黑色的，像马铃薯、姜块一样的坚硬物质。个体大小不等，直径从几毫米到几十厘米，一般为3—6 厘米，少数可达1米以上；重量从几克到几百、几千克，甚至几百千克；这种结核含有多达70余种的元素，如铜、钴、镍、锰、铁等，其中Ni、Co、Cu、Mn的平均含量分别为1.30％，0.22％，1.00％和 25.00 ，总储量分别高出陆地相应储量的几十倍到几千倍，铁品位可达30%左右，铍、铈、锗、铌、铀、镭和钍的含量比海水要高出几千、几万乃至百万倍。

深海勘测表明，多金属结核在太平洋、大西洋、印度洋均有分布，唯太平洋分布最广，储量最大，并呈带状分布，拥有东北太平洋海盆，中太平洋海盆、南太平洋、东南太平洋海盆等4个分区，其中位于东北太平洋海盆内克拉里昂、克里帕顿断裂之间的CC区是多金属结核经济价值最高的区域。在东北太平洋克利顿断裂带与克拉里昂断裂带之间的地区（简称CC区）是最有远景的多金属结核富集区。世界深海多金属结核资源极为丰富，远景储量约3万亿吨，仅太平洋的蕴藏量就达1. 5万亿吨。我国科学家以结核丰度10千克/平方米和铜镍钴平均品位2.5%为边界条件，估计太平洋海域可采区面积约425万平方公里，资源总量为425亿吨。其中，含金属锰86亿吨，铜3亿吨，钴0.6亿吨，镍3.9亿吨。多金属结核矿每年还以1000—1500万吨的速度不断增加。现在世界上已有七个国家或集团获得联合国的批准（印度、俄罗斯、法国、日 本、中国、国

际海洋金属联合组织、韩国），拥有合法的Pioneer Area，除印度外的其他先驱投资国所申请的矿区均在太平洋CC区。中国是联合国批准的世界上第五个深海采矿先驱投资者，在太平洋CC区内申请到30万平方公里区域开展勘查工作，经过"七五"、"八五"、"九五"期间的努力，到1999年10月，按规定放弃50%区域后，获得了保留矿区7. 5万平方公里，我国对该区拥有详细勘探权和开采权。经计算获得约4.2亿吨干多金属结核矿资源量，含1.11亿吨锰、406万吨铜、98万吨钴和 514万吨镍的资源量，可满足年产300万吨干多金属结核矿，开采20年的资源需求。

(2)富钴结壳矿

富钴结壳矿是生长在海底岩石或岩屑表面的一种结壳状自生沉积物，主要由铁锰氧化物组成，富含锰、铜、铅、锌、镍、钴、铂及稀土元素，平均含钴达0.8％～1.0％，是大洋锰结核中钴含量的4倍。金属壳厚1—6厘米，平均2厘米，最厚20厘米。结壳主要分布在水深800—3000米的海山、海台及海岭的顶部或上部斜坡上。

自20世纪以来，富钴结壳已引起世界各国的关注，德、 美、日、俄等国纷纷投入巨资开展富钴结壳资源的勘查研究。目前工作比较多的地区是太平洋区的中太平洋山群、夏威夷海岭、莱恩海岭、天皇海岭、马绍尔海岭、马克萨斯海台以及南极海岭等。据估计，在太平洋地区专属经济区内，富钴结壳的潜在资源总量不少于10亿吨，钴资源量就有600—800万吨，镍400多万吨。在太平洋地区国际海域内，经俄罗斯对麦哲伦海山区开展调查，亦发现了富钴结壳矿床，资源量亦已达数亿吨，还有近2亿吨优质磷块岩矿床的共生。在我国南海也发现有富钴结壳。所发现的富钴结壳钴含量一般比大洋锰结核高出三倍左右，而镍是锰结核的1/3，铜含量比较低，而铂的含量很富，变化于0.3ppm至2ppm之间，最高可达4.5ppm ，稀土元素含量很高，稀土总量可达数千ppm，以轻稀土为主。近年来，我国大洋协会又开始在太平洋深水海域进行了面积近10万平方公里的富钴结壳靶区的调查评价。

(3)海底多金属硫化物矿床

海底多金属硫化物矿床是指海底热液作用下形成的富含铜、锰、锌等金属的火山沉积矿床。按产状可分为两类：一类是呈土状产出的松散含金属沉积物，如红海的含金属沉积物（金属软泥）；另一类是固结的坚硬块状硫化物，与洋脊“黑烟筒”热液喷溢沉积作用有关，如东太平洋洋脊的块状硫化物。按化学成分可分为四类：第一类富含镉、铜和银，产于东太平洋加拉帕戈斯海岭；第二类富含银和锌，产于胡安德富卡海岭和瓜亚马斯海盆；第三类是富含铜和锌；第四类富含锌和金，与第三类同时产出。多金属硫化物也见于中国东海冲绳海槽轴部。海底多金属硫化物矿床与大洋锰结核或富钴结壳相比，具有水深较浅

(从几百米到2000m 左右)、矿体富集度大、矿化过程快，易于开采和冶炼等特点。海底多金属硫化物主要产于海底扩张中心地带，即大洋中脊、弧后盆地和岛弧地区。如东太平洋海隆、大西洋中脊、印度洋中脊、红海、北裴济海、马利亚纳海盆等地都有不同类型的热液多金属硫化物分布。富含金属的高温热水从海底喷出，在喷口四周沉淀下多金属氧化物和硫化物，堆砌成平台、小丘或烟囱状沉积柱。世界已有70多处发现有热液多金属硫化物产出，在东海冲绳海槽地区已发现7 处热液多金属硫化物喷出场所。

(4)磷钙土矿

磷钙土是由磷灰石组成的海底自生沉积物，按产地可分为大陆边缘磷钙土和大洋磷钙土。它们呈层状、板状、贝壳状、团块状、结核状和碎砾状产出。大陆边缘磷钙土主要分布在水深十几米到数百米的大陆架外侧或大陆坡上的浅海区，主要产地有非洲西南沿岸、秘鲁和智利西岸；大洋磷钙土主要产于太平洋海山区，往往和富钴结壳伴生。磷钙土生长年代为晚白垩世到全新世，太平洋海区磷钙土含有15%— 20%的P2O5，是磷的重要来源之一。另外，磷钙土常伴有高含量的铀和稀土金属铈、镧等。据推算，海区磷钙土资源量有3000亿吨。