海洋與海洋資源講解課件

1、 海洋與海洋資源高志鳳12.3 海洋礦產資源及其開發(fā)利用 12.4 海水化學資源與海洋動力資源的開發(fā)利用12.5 海洋空間資源的開發(fā)利用與環(huán)境保護 12.3 海洋礦產資源及其開發(fā)利用 12.3.1 海濱砂礦資源 12.3.2 海底礦產資源12.3.3 大洋礦產資源 海洋礦產資源 海洋礦產資源是海洋中產出的礦物原料的總稱。海洋礦產資源在廣義上應包括海底的礦產資源和海水中的礦產資源兩大部分，但一般理解海洋礦產資源僅是海底的礦產資源，而把海水中的礦產資源劃為海洋化學資源。海底礦產資源依產出海域劃分成海濱砂礦資源、海底礦產資源和大洋礦產資源。海濱砂礦資源和海底砂礦資源皆分布在沿海各國的領海、大陸架與專

2、屬經濟區(qū)內大洋礦產資源主要分布于國際海底內，部分分布于各國的專屬經濟區(qū)內。 按聯(lián)合國海洋法公約的規(guī)定，沿海各國對領海和大陸架與專屬經濟區(qū)內的礦產資源擁有勘探與開發(fā)的主權權利，對國際海底的礦產資源則須經聯(lián)合國海底管理局批準為先驅投資者以后，方可在分配的開辟區(qū)域內從事調查、研究與工程開發(fā)等活動，并按管理局核準的計劃進行勘探和開發(fā)工作。12.3.1 海濱砂礦資源 海濱砂礦資源分布于近岸海域的海底。巖石遭受風化剝蝕與破碎后，被地表水與河流搬運至海岸帶，其中的有用礦物經海洋動力對泥沙反復淘洗，使礦物或顆粒產生分選，按其比重相對集中，形成富集的砂礦。濱海砂礦有金屬礦砂和非金屬礦砂之分。1. 海濱金屬砂礦在

3、世界海濱砂礦資源中具有經濟開采價值的20多種礦種中，絕大多數是金屬礦砂，且品味較高。濱海金屬礦砂主要分布在:美洲大陸架中的大西洋、太平洋沿岸區(qū)有錫石、磁鐵礦、鈦鐵礦、鋯石、金紅石、金、鉑等；非洲陸架區(qū)中的大西洋、印度洋沿岸區(qū)有鈦鐵礦、鋯石、金紅石、獨居石和其他貴金屬礦；南亞陸架區(qū)有鈦鐵礦、鋯石、獨居石金紅石；東南亞地區(qū)的砂錫、鈦鐵礦、獨居石、鈮釔礦、磷釔礦、鈮鐵礦和砂金；澳大利亞沿岸的金紅石、鋯石、鈦鐵礦和獨居石；歐洲陸架區(qū)的北海波羅的海以及大西洋、地中海和黑海，主要有鈦鐵礦、鈦磁鐵礦、鋯石、獨居石、磁鐵礦。2. 海濱非金屬砂礦在全世界具有經濟開采價值的20多種海濱砂礦資源中，非金屬砂礦僅有金

4、剛石、石英砂、石榴石、矽線石、琥珀砂，以及可供建筑用的砂和礫石。濱海非金屬砂礦主要分布在：美洲陸架區(qū)的大西洋沿岸、太平洋沿岸、南美洲和中美洲，有藍晶石、矽線石、十字石和石榴石；非洲陸架區(qū)的南非和西南非廣泛分布 有世界著名的金剛石砂礦，在沃爾格角、幾內亞海岸的砂礦中還含有藍寶石、紅寶石、海藍寶石；亞洲印度和斯里蘭卡的矽線石、石榴石、剛玉、尖晶石、電氣石；歐洲波羅的海和黑海沿岸的藍晶石、石榴石、琥珀砂等。此外，世界各沿海國家的砂質海岸地區(qū)，都不同程度地分布有石英砂和可供建筑用的砂和礫石。12.3.2 海底礦產資源 海底礦產資源實際上是指蘊藏在大陸架和部分陸坡的礦產。海底礦產資源主要是海底石油與天然

5、氣、海底煤礦、硫礦、磷灰石礦以及巖鹽礦等礦產。海底石油與天然氣在海底礦產資源中占首要地位，其價值占海洋礦產資源的90%以上。已探明的海洋石油、天然氣儲量約占世界總儲量的14，它幾乎遍布世界各大陸架和部分陸坡深水區(qū)。12.3.3 大洋礦產資源 大洋礦產資源主要是大洋多金屬礦，它是當今僅次于海底油、氣的礦產資源。目前已發(fā)現有3種重要類型的大洋多金屬礦，即多金屬結核、多金屬結殼和多金屬熱液礦。1. 多金屬結核多金屬結核是一種具有經濟價值的結核狀多金屬沉積礦，富含鎳、銅、鈷和錳、鐵等金屬元素。結核為黑色或褐色的多孔隙結核體，大多呈圓球狀、橢球狀、盤狀，較少呈多邊形或板狀。結核的大小差別較大，粒徑從不足

6、130不等，一般為68。結核覆蓋在世界大洋的底部，通常鋪在硅質的軟泥表面，有時部分或全部被埋藏，埋深約1015，易于開采。其產出水深為32005900m，多在45005200m深的洋底廣闊平原處。多金屬結核主要分布在太平洋，其次是印度洋和大西洋。2. 多金屬結核多金屬結核是裸露生長于洋底硬質基巖之上的多金屬殼狀沉積物。它是一種多金屬礦物原料，成分與多金屬結核相近，含鈷、鎳、錳、鐵、銅、鉑等，并有其他有色和貴金屬，以及稀有和稀土元素。3. 多金屬熱液礦多金屬熱液礦即多金屬硫化物和多金屬軟泥。多金屬熱液礦產分布于大洋中脊、弧后盆地和新生大洋等海底熱流值高的海底。多金屬硫化物是洋底高溫熱液噴出口，即

7、“熱煙囪”處高溫熱液的產物，含銅、鐵、鋅等硫化物，以及少量的銀、鉛、銅，甚至金等元素。礦體一般厚度數米，最大厚度可達35m，主要由結晶礦物組成，如黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦 、磁黃鐵礦、 閃鋅礦、纖鋅礦、白鐵礦、針鐵礦、黃鉀鐵礬及滑石等。 多金屬軟泥是一種海底熱液成因的金屬泥，富含多種金屬，以紅海多金屬軟泥最為典型。 熱液金屬礦床含有金、銀、銅、鋅、鐵多種金屬的海底沉積物，分布范圍廣，儲量豐富，含礦品味高，特別是含有陸地上稀少的金、銀等貴金屬，堪稱“海底金銀庫”。 12.4 海水化學資源與海洋動力資源的開發(fā)利用12.4.1 海水化學資源及其開發(fā)利用海水占地球總水量的97%以上，海水中已有92種自然

8、界存在的元素被測定或檢出。除水以外，海水還包括占溶解成分99.9%以上的11種主要成分、眾多的微量和痕量元素、營養(yǎng)有機物、溶解氣體以及懸浮于海水中的顆粒物質。雖然海水中含有90多種元素，但是海水和海水中的化學元素要構成可以開發(fā)利用的資源，還必須具備兩個條件：海水中的化學 元素要達到一定的含量，具備開發(fā)利用的價值；現在具備或未來能創(chuàng)造開發(fā)利用的技術條件。也就是說，海水化學資源是現代或未來的技術條件能夠開發(fā)利用的海水和海水中所含的化學元素等。海水化學資源的開發(fā)利用主要包括海水直接利用或淡化利用與化學元素的提取使用。 海水直接利用主要是作為工業(yè)冷卻水直接用于工業(yè)生產和直接澆灌土地。 海水淡化是利用海

9、水淡化技術將海水中的鹽類及其他固體物質除去后作為飲用水或工農業(yè)用水。海鹽是目前從海水中提取量較大的物質，我國海鹽產量居世界首位。海水制鹽的副產品苦鹵可以作為發(fā)展中的鹽化工原料，生產鎂鹽、鉀鹽、芒硝和溴等十多種產品。除海水制鹽外，海水提取溴、鎂等已達到相當的生產規(guī)模。美國是最大的產溴國，占世界總產量的一半，產鎂量也最高。鈾是原子能工業(yè)的主要原料，海水中鈾的儲量大，日本的研究達到相當的規(guī)模，現已提出向實用化方向發(fā)展。 海水是海洋中存在的最大資源，他的有效利用將促進海洋開發(fā)利用的進展。12.4.2 海洋動力資源及其開發(fā)利用為了區(qū)別于海洋石油、天然氣等海洋礦產能源，將海洋本身所蘊有的潮汐能、波浪能、海

10、流能、海洋溫差能、海洋鹽差能等能源稱為海洋動力資源。它是一類非耗竭、可再生的能源。隨著科學技術的進步，海洋動力資源必將稱為實用的、占有重要地位的新能源。1. 潮汐能海水周期性自然漲落的現象就是我們常說的潮汐。潮汐是由月亮、太陽的引力對地球海洋水體的作用造成的。在潮汐中蘊藏著極大的動能-潮汐能。潮汐發(fā)電是利用漲落差的勢能，通過水庫控制落差推動水輪發(fā)電機組發(fā)電。2. 波浪能風作用在海面上產生的波浪運動所存儲的能量稱為波浪能。波浪發(fā)電是利用波浪運動或水壓推動渦輪發(fā)電機組發(fā)電。他利用波浪的垂直運動、水平運動、波浪的動壓和靜壓、波浪的水質點運動等。3. 海流能海洋中的海流和潮流所存儲的動能稱為海流能。浩

11、瀚的大海里，海水沿著一定的路線不停地流動，形成“海中之河”，所以叫海流。海流蘊蓄的動能估計在50108kw左右。由于海流流量極大，又沒有枯水期，因此利用海流發(fā)電十分可取。4. 海洋熱能海洋熱能，也有人稱之為“海洋里的太陽能”，是海水吸收和存儲的太陽輻射能。估計海洋熱能的總儲量不下401012kw，為目前世界總發(fā)電功率的10000多倍。如果能夠使海水的溫度降低，將熱能釋放出來，就能設法利用之，海水溫差發(fā)電就是一種很好的辦法：利用低緯度海域表層溫海水和深層冷海水之間的溫差，實現低溫差發(fā)電。5. 鹽度差能在江河的入海處，在河水與海水的交匯之地或在河水與海水之間，存在含鹽濃度的不同，也就是含鹽濃度差。

12、由含鹽濃度差而形成的能量，就是含鹽濃度差能。開發(fā)濃度差能的方法大致有二：鹽水發(fā)電和濃差電池，都在實驗研究之中。 從理論上講，海洋動力資源是具有戰(zhàn)略意義的能源。盡管近20多年來不少工業(yè)發(fā)達國家都在積極研究開發(fā)利用海洋新能源，但目前從總體上講，海洋動力資源開發(fā)利用技術還處在發(fā)展的初期階段。12.5 海洋空間資源的開發(fā)利用與環(huán)境保護海洋空間資源是指人們可以利用的海洋水域、海洋上空、海底和海岸空間。海洋空間資源具有多種用途，海洋空間利用已經從傳統(tǒng)的海洋運輸利用向其他生產、儲藏和文化娛樂利用方面發(fā)展。海洋傾廢已成為利用海洋的自凈能力處理廢棄物的一種重要途徑。12.5.1 海洋空間資源的開發(fā)利用海洋空間資

13、源按開發(fā)利用方式可分為海洋交通運輸空間、海洋生活和生產空間、海洋旅游空間、海洋通信和電力輸送空間等。1. 海洋交通運輸空間傳統(tǒng)海洋交通運輸表現為在宜港岸線上建造港口和利用海面進行運輸。新型海洋交通運輸體現在運輸路線的開辟和建設上，主要有海底隧道、海上道路和橋梁、海上機場、海底管道等。海底輸液輸氣管道主要是用于運輸海洋石油和天然氣的海底輸油、輸氣管道，這是一種比較經濟、高效的運輸方式，在世界一些著名的海洋油氣田均有采用。2. 海洋生活和生產空間海洋生活和生產空間主要用來建設人工島和海上城市、海上工廠、圍海造地等。人工島和海上城市是指在海上大面積建設的用來居住、生產和生活的海上建筑。圍海造地是通過

14、圍堤、堵壩、水閘等工程來圈圍部分灘涂、圍割部分海域的工程措施。主要以擋潮、御鹵、防浪，控制圍內水位，形成陸地。3. 海洋旅游空間海洋旅游空間包括海濱地帶、開闊海面及其上空以及海底空間。4. 海洋儲藏空間海洋儲藏空間主要用來建設海底或海中倉庫，除了能存儲石油外，還能存儲煤、淡水、農產品、海沙礫、液態(tài)天然氣和液化石油氣等。5. 海底電纜海底電纜在國外已有近150年的歷史了。早在1851年就鋪設了從英國多佛爾到法國加英的第一條海底電纜。海底光纜比海底電纜有更大的優(yōu)越性，既經濟實用、易于維護、使用壽命長，又有傳輸信息速度快、質量好和數量大的優(yōu)點，迅速取代電纜。世界上第一條越洋海底光纜橫跨大西洋，連接歐

15、洲和北美，于1988年投入使用。12.5.2 海洋污染防治與海洋環(huán)境保護海洋污染是指人類直接或間接地把一些物質或能量引入海洋環(huán)境，產生惡化水質，損害生物資源，危及人類健康，妨礙包括漁業(yè)活動在內的各種海事活動、損害海水使用質量等的有害影響。當排污量超過海洋的自凈能力時，即造成海洋污染。海洋污染的有害物質很多，目前危害最大的主要有石油、重金屬、有機廢棄物、熱污染、農藥、放射性物質等。1. 石油污染石油污染造成大面積海域嚴重缺氧，使海洋生物因窒息而死亡，對海鳥危害也很大。石油對魚卵和幼魚的殺傷力很大，嚴重影響魚類的繁殖生長。石油污染魚、蝦、貝、藻類或在生物體內富集，被人食用易致含癌癥在內的多種疾病。石油污染還會破壞濱海旅游空間。石油污染源來自遇難事故的油輪、船舶廢油或含油污水的違章排放，海上油井的開 采和意外事故以及含油廢氣的沉降，淺低港口設施的油料泄露，沿海城市生產和生活的含油污水的直接排放，河流的輸入等。2. 重金屬污染造成海洋污染的重金屬主要有汞、鎘、鉛、鋅、銅、鎘、砷等，還有銻、鈷、錳、鎳、硒、銀、礬等金屬和痕量元素對人類和海洋環(huán)境有潛在的危險。3. 有機廢棄物陸上生活和工業(yè)廢水含有大量的有機