開放分類：地形地貌地理海洋資源
人類社會(huì)的發(fā)展，離不開對(duì)各種資源的開發(fā)和利用。在陸地資源逐漸枯竭的今天，人們把目光投向了深海大洋。海底世界除了大家耳熟能詳?shù)腻i結(jié)核、深海油氣，還有熱液礦床，以及當(dāng)前最炙手可熱的天然氣水合物。天然氣水合合物的儲(chǔ)量極為巨大。據(jù)估計(jì)，把人類已經(jīng)用掉的和還沒有開發(fā)石油、煤、天然氣加在一起，還趕不上天然氣水合物中有機(jī)碳總含量的一半。如果這個(gè)估計(jì)不錯(cuò)，那無疑是人類的福音，因?yàn)樗芸赡軐⒊蔀樾率兰o(jì)的新能源。
編輯摘要人類社會(huì)的發(fā)展，離不開對(duì)各種資源的開發(fā)和利用。在陸地資源逐漸枯竭的今天，人們把目光投向了深海大洋。
海底包括了國(guó)際海底區(qū)域和部分國(guó)家管轄的陸架區(qū)（包括法律大陸架）。深海的戰(zhàn)略地位根植于其廣闊的空
傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源是指在深海中發(fā)現(xiàn)較早、已經(jīng)進(jìn)行工業(yè)開采或具備工業(yè)開采能力的礦產(chǎn)資源，如深海油氣、多金屬結(jié)核礦物等等。埋藏在海底的石油和天然氣，不論其生成環(huán)境是否屬于海洋環(huán)境，都將列入海底石油資源。
近四十多年來海上石油勘探工作查明，海底蘊(yùn)藏著豐富的石油和天然氣資源。據(jù)1979年統(tǒng)計(jì)，世界近海海底已探明的石油可采儲(chǔ)量為220億噸，天然氣儲(chǔ)量為17萬億立方米，占當(dāng)年世界石油和天然氣探明總可采儲(chǔ)量的24％和23％。
海底有石油，這在過去是不大好理解的。自從19世紀(jì)末海底發(fā)現(xiàn)石油以后，科學(xué)家研究了石油生成的理論。在
中、新生代，海底板塊和大陸板塊相擠壓，形成許多沉積盆地，在這些盆地形成幾千米厚的沉積物。這些沉積物是海洋中的浮游生物的遺體（它們?cè)谔囟ǖ挠欣h(huán)境中大量繁殖），以及河流從陸地帶來的有機(jī)質(zhì)。這些沉積物被沉積的泥沙埋藏在海底，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使盆地巖石變形，形成斷塊和背斜。伴隨著構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而發(fā)生巖漿活動(dòng)，產(chǎn)生大量熱能，加速有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為石油，并在圈閉中聚集和保存，成為現(xiàn)今的陸架油田。
中國(guó)沿海和各島嶼附近海域的海底，蘊(yùn)藏有豐富的石油和天然氣資源。國(guó)外有人估計(jì)中國(guó)近海石油儲(chǔ)量約100～250萬噸，無疑中國(guó)是世界海洋油氣資源豐富的國(guó)家之一。渤海是中國(guó)第一個(gè)開發(fā)的海底油田。渤海大陸架是華北沉降堆積的中心，大部分發(fā)現(xiàn)的新生代沉積物厚達(dá)4000米，最厚達(dá)7000米。這是很厚的海陸交互層，周圍陸上的大量有機(jī)質(zhì)和泥沙沉積其中，渤海的沉積又是在新生代第三紀(jì)適于海洋生物繁殖的高溫氣候下進(jìn)行的，這對(duì)油氣的生成極為有利。由于斷陷伴隨褶皺，產(chǎn)生一系列的背斜帶和構(gòu)造帶，形成各種類型的油氣藏。東海大陸架寬廣，沉積厚度大于200米。外國(guó)人認(rèn)為：東海是世界石油遠(yuǎn)景最好的地區(qū)之一；東海天然氣儲(chǔ)量潛力可能比石油還要大。
南海大陸架，是一個(gè)很大的沉積盆地，新生代地層約2000～3000米，有的達(dá)6000～7000米，具有良好的生油和儲(chǔ)油巖系。生油巖層厚達(dá)1000～4000米，已探明的石油儲(chǔ)量為6．4億噸，天然氣儲(chǔ)量9800億立方米，是世界海底石油的富集區(qū)。因此，某些外國(guó)石油專家認(rèn)為，南?？赡艹蔀榱硪粋€(gè)波斯灣或北海油田。
海上石油資源開發(fā)利用，有著廣闊的前景。但是，由于在海上尋找和開采石油的條件與在陸地上不同，技術(shù)手段要比陸地上的復(fù)雜一些，建設(shè)投資比陸地上的高，風(fēng)險(xiǎn)要比陸地上的大，因此，當(dāng)今世界海洋石油開發(fā)活動(dòng)，絕大多數(shù)國(guó)家采取了國(guó)際合作的方式。
中國(guó)為了加快海上石油資源開發(fā)，明確規(guī)定中國(guó)擁有石油資源的所有權(quán)和管轄權(quán)；合作區(qū)的海域和資源、產(chǎn)品屬中國(guó)所有；合作區(qū)的海域和面積大小以及選擇合作對(duì)象，都由中國(guó)決定等一系列維護(hù)中國(guó)主權(quán)和利益的條款。合理利用外資和技術(shù)，已成為加速海上石油資源開發(fā)的重要途徑。眾所周知，隨著世界上工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，礦產(chǎn)資源消耗量急劇增加，陸地礦產(chǎn)資源在全球范圍內(nèi)日趨短缺、衰竭。人們唯有把占地球表面積71％以上的海洋，作為未來的礦產(chǎn)來源。
海底礦產(chǎn)海底除了我們前面提到的石油、天然氣外，還蘊(yùn)藏著豐富的金屬和非金屬礦。至今已發(fā)現(xiàn)海底蘊(yùn)藏的多
金屬結(jié)核礦、磷礦、貴金屬和稀有元素砂礦、硫化礦等礦產(chǎn)資源達(dá)6000億噸。若把太平洋底蘊(yùn)藏的一百六十多億噸多金屬結(jié)核礦開采出來，其鎳可供全世界使用兩萬年；鈷使用34萬年；錳使用18萬年；銅使用1000年。更為有趣的是，人們發(fā)現(xiàn)海底錳結(jié)核礦石（含錳、鐵、銅、鈷、鎳、鈦、釩、鋯、鉬等多種金屬）還在不斷生長(zhǎng)，它決不會(huì)因?yàn)槿祟惖拈_采而在將來消失。據(jù)美國(guó)科學(xué)家梅魯估計(jì)：太平洋底的錳結(jié)核，以每年1000萬噸左右的速度不斷生長(zhǎng)。假如我們每年僅從太平洋底新生長(zhǎng)出來的錳結(jié)核中提取金屬的話，其中銅可供全世界用三年；鈷可用四年；鎳可以用一年。錳結(jié)核這一大洋深處的“寶石”，是世界上一種取之不盡、用之不竭的寶貴資源，是人類共同的財(cái)富。
然而要從四、五千米深的大洋底部采取錳結(jié)核，也是一件很不容易的事，一定要有先進(jìn)的技術(shù)才行。目前只有少數(shù)幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家能夠辦到。中國(guó)也已基本上具備了開發(fā)大洋錳結(jié)核的條件，到21世紀(jì)，可望實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)性開采。海洋為人類的生存提供了極為豐富的寶貴資源，只要我們能合理的開發(fā)、利用，它將循環(huán)不息地為人類所用，取之不盡，用之不竭，是下個(gè)世紀(jì)人類的重要資源供應(yīng)地。
海洋盆地是各種礦物沉積的來源。除原先已知的礦藏外，新發(fā)現(xiàn)的海洋礦物資源包括多金屬硫化物，其中銅、鋅、銀和金含量各不相同。多金屬硫化物礦床是數(shù)千年來在海底熱泉附近積聚而成，海底熱泉位于海底活火山山脈各處，而這些火山山脈蔓延全球所有海洋盆地。多金屬硫化物礦床還在與火山列島毗連的地點(diǎn)形成，例如太平洋西部邊界沿線的列島。另一類新發(fā)現(xiàn)的海洋礦物資源是富鈷結(jié)殼。這種礦殼沉積于水下死火山側(cè)面，歷時(shí)數(shù)百萬年形成，其礦物來自海水中溶化的金屬，而這些金屬則是河水和海底熱泉提供的。熱泉使多金屬硫化物沉積集中，同時(shí)又使各種金屬散布海洋，促進(jìn)了富鈷結(jié)殼積聚。不僅如此，熱泉還提供了來自地球內(nèi)部的化學(xué)能量，微生物利用這些能量生長(zhǎng)。這些微生物處于溫泉生命形式生態(tài)系統(tǒng)食物鏈底層，基本無需光能，而陸地食物鏈的底層植物則需要光能產(chǎn)生光合作用。這些微生物十分重要，是具有工業(yè)和醫(yī)藥用途的新的化合物來源。這些微生物也包括原始的生命形式，可能有助于揭開生命起源的奧秘。
是最重要的傳統(tǒng)海洋礦產(chǎn)資源，被人們稱為“工業(yè)的血液”。隨著需求量的急劇增長(zhǎng)，能源危機(jī)越演
1873年，英國(guó)“挑戰(zhàn)者號(hào)”進(jìn)行首次全球海洋調(diào)查，在大西洋采集到一種黑色的球狀物。由于它的主要成分是錳
富鈷結(jié)殼產(chǎn)于水深1~3.5千米，頂面平坦、兩翼陡峭的海山斜坡上。色黑似煤，質(zhì)輕性脆，表面呈花蕾似的皮殼
形成和分布富鈷鐵錳結(jié)殼氧化礦床遍布全球海洋，集中在海山、海脊和海臺(tái)的斜坡和頂部。數(shù)百萬年以來，海底洋流掃清了這些洋底的沉積物。這些海山有一些和陸地上的山脈一樣大。太平洋約有50000座海山，其富鈷結(jié)殼貯存量最豐，但經(jīng)過詳細(xì)勘測(cè)及取樣的海山卻寥寥無幾。大西洋和印度洋的海山要少得多。結(jié)殼中的礦物很可能是借細(xì)菌活動(dòng)之助，從周圍冰冷的海水中析出沉淀到巖石表面。結(jié)殼形成厚度可達(dá)25厘米，面積寬達(dá)許多平方公里的鋪砌層。據(jù)估計(jì)，大約635萬平方公里的海底(占海底面積1.7％)為富鈷結(jié)殼所覆蓋。據(jù)此推算，鈷總量約為10億噸。結(jié)殼無法在巖石表面為沉積物覆蓋之處形成。結(jié)殼分布于約400-4，000米水深的海底，多金屬結(jié)核則分布在4，000-5，000米水深的海底。最厚的結(jié)殼鈷含量最為豐富，形成于800-2，500米水深的海山外緣階地及頂部的寬闊鞍狀地帶上。
結(jié)殼一般以每1至3個(gè)月一個(gè)分子層(即每100萬年1至6毫米)的速率增長(zhǎng)，是地球上最緩慢的自然過程之一。因此，形成一個(gè)厚厚的結(jié)殼層可需要多達(dá)6，000萬年時(shí)間。一些結(jié)殼有跡象顯示，結(jié)殼在過去2，000萬年經(jīng)歷兩個(gè)形成期，鐵錳增生過程為一層生成于800萬-900萬年前的中新世的磷鈣土所中斷。這一層在新、老物質(zhì)之間的間隔可以為尋找更老、更豐富的礦床提供線索。最低含氧層的礦床較豐的現(xiàn)象，使調(diào)查人員將鈷的富集部分歸因于海水中的低含氧量。根據(jù)品位、儲(chǔ)量和海洋學(xué)等條件，最具開采潛力的結(jié)殼礦址位于赤道附近的中太平洋地區(qū)，尤其是約翰斯頓島和美國(guó)夏威夷群島、馬紹爾群島、密克羅尼西亞聯(lián)邦周圍的專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)，以及中太平洋國(guó)際海底區(qū)域。此外，水深較淺地區(qū)的結(jié)殼的礦物含量比例最高，是開采的一個(gè)重要因素。
特點(diǎn)和成分除鈷之外，結(jié)殼還是其他許多金屬和稀土元素的重要潛在來源，如鈦、鈰、鎳、鉑、錳、磷、鉈、碲、鋯、鎢、鉍和鉬。結(jié)殼由水羥錳礦(氧化錳)和水纖鐵礦(氧化鐵)組成。較厚結(jié)殼有一定數(shù)量的碳磷灰石，大部分結(jié)殼含少量石英和長(zhǎng)石。結(jié)殼鈷含量很高，可高達(dá)1.7％；在某些海山的大片面積上，結(jié)殼的鈷平均含量可高達(dá)1％。這些鈷的含量比陸基鈷礦0.1％至0.2％的含量高得多。在鈷之后，結(jié)殼中最有價(jià)值的礦物依次為鈦、鈰、鎳和鋯。另外一個(gè)重要考慮因素是結(jié)殼與其附著生長(zhǎng)的基巖在物理性質(zhì)方面的反差。結(jié)殼在各類巖石之上生成，因此使用普通的遙感技術(shù)難以區(qū)分結(jié)殼及其基巖。然而，結(jié)殼與基巖的不同之處在于結(jié)殼發(fā)出高得多的伽馬射線。因此在勘查上覆沉積物較薄的結(jié)殼以及測(cè)量海山上的結(jié)殼厚度時(shí)，以伽馬射線進(jìn)行遙感可能是有用的工具。未來采礦者在尋找可以開采的結(jié)殼時(shí)，很可能注意以下一些特點(diǎn)。包括：水深不超過1，000-1，500米，年齡在2，000萬年以上的大海山，其頂部沒有大環(huán)礁或暗礁，所處位置有持續(xù)的強(qiáng)烈底流，上覆水體較淺并且為成熟的低氧帶，遠(yuǎn)離大量注入海洋的河流和風(fēng)生碎屑物。此外，他們要尋找的海底應(yīng)起伏不大，位于山頂階地、鞍狀地帶或隘口，坡度平緩并且當(dāng)?shù)貨]有火山活動(dòng)。鈷平均含量至少應(yīng)為0.8％，結(jié)殼平均厚度不低于4厘米。
工業(yè)用途富鈷結(jié)殼所含金屬(主要是鈷、錳和鎳)用于鋼材可增加硬度、強(qiáng)度和抗蝕性等特殊性能。在工業(yè)化國(guó)家，約四分之一至二分之一的鈷消耗量用于航天工業(yè)，生產(chǎn)超合金。這些金屬也在化工和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中用于生產(chǎn)光電電池和太陽電池、超導(dǎo)體、高級(jí)激光系統(tǒng)、催化劑、燃料電池和強(qiáng)力磁以及切削工具等產(chǎn)品。
迄今為止進(jìn)行的調(diào)查1981年在中太平洋地區(qū)第一次對(duì)結(jié)殼進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查。早期工作由德國(guó)、美國(guó)、前蘇聯(lián)(后為俄羅斯聯(lián)邦)、日本、法國(guó)、英國(guó)、中國(guó)和韓國(guó)的科研隊(duì)伍進(jìn)行。美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)和法國(guó)已完成野外調(diào)查。經(jīng)過最詳盡調(diào)查的是赤道太平洋的礦床，主要是多個(gè)島嶼國(guó)家專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)的礦床。大約42個(gè)研究航次(1981年至2001年)調(diào)查了太平洋水域的富鈷結(jié)殼及其他深海礦床，野外和研究工作共花費(fèi)7000萬至1億美元。日本從1985年起，按照一個(gè)為期15年的項(xiàng)目，為南太平洋應(yīng)用地球科學(xué)委員會(huì)(SOPAC)的發(fā)展中島嶼國(guó)家進(jìn)行了許多上述的調(diào)研工作。
將來的勘探和開采為了確定可能比較高產(chǎn)的地區(qū)的位置，未來的采礦者首先需要繪制結(jié)殼礦床詳圖和小比例尺海山地貌綜合圖，包括地震剖面圖。一旦確定了取樣站，就可以部署拖網(wǎng)、巖芯取樣機(jī)以及聲納攝像機(jī)和視頻攝像機(jī)，以查明結(jié)殼、巖石和沉積物的類別和分布情況。為此需要裝備齊全的大型研究船來操作海底聲波信標(biāo)和拖拽設(shè)備，并處理大量樣品。在較后階段需要載人潛器或遙控作業(yè)系統(tǒng)（ROV）。為進(jìn)行環(huán)境評(píng)估，需部署測(cè)流計(jì)錨定設(shè)備和生物取樣設(shè)備。開采結(jié)殼的技術(shù)難度大大高于開采多金屬結(jié)核。采集結(jié)核比較容易，因?yàn)榻Y(jié)核形成于松散沉積物基底之上，而結(jié)殼卻或松或緊地附著在基巖上。要成功開采結(jié)殼，就必須在回收結(jié)殼時(shí)避免采集過多基巖，否則會(huì)大大降低礦石質(zhì)量。一個(gè)可能的結(jié)殼回收辦法是采用海底爬行采礦機(jī)，以水力提升管系統(tǒng)和連接電纜上接水面船只。采礦機(jī)上的鉸接刀具將結(jié)殼碎裂，同時(shí)又盡量減少采集基巖數(shù)量。已經(jīng)提出的一些創(chuàng)新系統(tǒng)包括：以水力噴射將結(jié)殼與基巖分離；對(duì)海山上的結(jié)殼進(jìn)行原地化學(xué)瀝濾，以聲波分離結(jié)殼。除日本外，對(duì)結(jié)殼開采技術(shù)的研究和開發(fā)有限。盡管提出了各種想法，但這一技術(shù)的研究和開發(fā)尚在初期階段。
海山環(huán)境需要對(duì)海山生物群落的性質(zhì)進(jìn)行更多研究，以便積累可靠的依據(jù)，就結(jié)殼勘探和采礦造成的環(huán)境問題提出建議。除了知道其復(fù)雜和變化大的特點(diǎn)外，目前對(duì)這些群落知之甚少；位于同一深度的兩座海山可能有完全不同的生物組成。海山生物群落的組成和特點(diǎn)由流型、地貌、海底沉積物及巖石類型和覆蓋面積、海山大小、水深及海水含氧量等因素確定。另外還必須了解海山周圍的海流，以便開發(fā)適當(dāng)?shù)牟傻V設(shè)備和技術(shù)，并確定被擾動(dòng)沉積物顆粒和廢物的擴(kuò)散途徑。海山阻擋海流流動(dòng)，產(chǎn)生各種更強(qiáng)的渦流和上升流，從而增加生物的初級(jí)生產(chǎn)力。這些海流的影響在海山頂部周圍的外緣最為強(qiáng)烈，也正是在這些地方找到最厚的結(jié)殼。
經(jīng)濟(jì)因素結(jié)殼除了鈷含量高于深海錳結(jié)核之外，其開采之所以被認(rèn)為有利，是因?yàn)楦哔|(zhì)量的結(jié)殼儲(chǔ)存在島嶼國(guó)家專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)，水深較淺，離海岸設(shè)施較近的水域。1970年代后期，特別是在1978年，當(dāng)時(shí)世界上的第一產(chǎn)鈷國(guó)扎伊爾(現(xiàn)在的剛果民主共和國(guó))境內(nèi)礦區(qū)爆發(fā)內(nèi)戰(zhàn)，鈷價(jià)飆升，人們對(duì)結(jié)殼的經(jīng)濟(jì)潛力有了深刻的認(rèn)識(shí)。由于剛果民主共和國(guó)的生產(chǎn)持續(xù)下降，到2000年，贊比亞、加拿大和俄羅斯聯(lián)邦三國(guó)總產(chǎn)量占了全球總產(chǎn)量(29，500噸)的一半以上(見圖)。
鈷和其他許多賤金屬一樣，現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格在過去30個(gè)月里持續(xù)下降，從1999年5月每磅20美元以上跌至每磅10美元以下。在歷史上，鈷價(jià)波動(dòng)較大。在1979年前扎伊爾沙巴省發(fā)生動(dòng)亂期間，鈷價(jià)在數(shù)周之內(nèi)激增三倍。當(dāng)時(shí)扎伊爾約占全球供應(yīng)量的一半。現(xiàn)在，鈷生產(chǎn)在地域上遠(yuǎn)沒有以前集中。但從中、短期來看，需求仍趨于缺乏價(jià)格彈性。只要認(rèn)為可能出現(xiàn)供應(yīng)問題，價(jià)格仍可能迅速倍增。
鈷供應(yīng)不確定的一個(gè)原因是，在扎伊爾和贊比亞這兩個(gè)主要生產(chǎn)國(guó)，鈷是銅礦業(yè)的副產(chǎn)品。因此，鈷的供應(yīng)量取決于對(duì)銅的需求。碲的供應(yīng)量也是如此。這種不確定性已促使企業(yè)尋找其他代用品，因此市場(chǎng)僅略有增長(zhǎng)。如果可以為這些金屬開發(fā)出其他重要來源，這將提供較有力的誘因，在產(chǎn)品中重新使用這些金屬，從而增加消耗量。對(duì)鈷以外的一種或多種結(jié)殼富含金屬的需求，最終可能成為開采結(jié)殼的驅(qū)動(dòng)力。
盡管存在上述的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)不確定因素，但至少有三家公司已經(jīng)表示有興趣開采結(jié)殼。一些新情況(例如，土地用途優(yōu)先問題、淡水問題和陸地礦區(qū)的環(huán)境關(guān)切問題)可能會(huì)改變經(jīng)濟(jì)環(huán)境，推動(dòng)海洋采礦活動(dòng)?，F(xiàn)在人們?nèi)找嬲J(rèn)識(shí)到，富鈷結(jié)殼是一種重要的潛在資源。因此，必須通過研究、勘探和技術(shù)開發(fā)，填補(bǔ)結(jié)殼開采各個(gè)方面的信息空白區(qū)。
可燃冰組成海底天然氣水合物是一種在低溫(-10～+100C)和高壓(1～9Ma)條件下由氣體和水合成的類冰固態(tài)物
質(zhì),具有極強(qiáng)的儲(chǔ)載氣體的能力,一個(gè)單位體積的天然氣水合物可儲(chǔ)載100～200倍于這個(gè)體積的氣體儲(chǔ)載量。天然氣水合物中的有用組分主要為甲烷,此外還含有少量的H2S、CO2、N2和其它烴類氣體。
可燃冰分布發(fā)育天然氣水合物的地點(diǎn)主要分布在北半球,以太平洋邊緣海域最多,其次是大西洋西岸。從構(gòu)造環(huán)境來看主要分布大陸邊緣:一類是分布在被動(dòng)大陸邊緣的大陸斜坡和坡腳,另一類是分布在活動(dòng)邊緣增生楔發(fā)育區(qū)。目前已通過鉆探發(fā)現(xiàn)和根據(jù)BSR(海底模擬反射層)推測(cè)的天然氣水合物地點(diǎn)有57處,其中太平洋25處,印度洋1處,北極海6極,南大洋6處,大西洋17處,湖沼區(qū)(黑海、貝加爾湖)2處。但是對(duì)占大洋大部分面積的深海洋盆中的天然氣水合物分布情況目前還知之甚少。造成這種情況的原因在于目前所從事天然氣水合物調(diào)查的區(qū)域還沒有涉足洋盆。
可燃冰形成形成天然氣水合物的必要條件包括:富含有機(jī)質(zhì)的沉積物中充有間隙水,深水區(qū)的水動(dòng)力處于滯流狀態(tài),存在生物成因的氣體或者有從下伏地層進(jìn)入的熱解成因氣體,同時(shí)具備特定的壓力與溫度條件。天然氣水合物的形成可能有兩種成因模式:天然氣水合物為先存天然氣儲(chǔ)集層的一部分，后因溫度或孔隙壓力的有利而在原地固結(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)闅馑衔?；微生物成因氣或熱解成因氣從下部運(yùn)移至氣水合物穩(wěn)定帶而形成氣水合物 。
資源潛力與環(huán)境問題與常規(guī)天然氣氣田儲(chǔ)量相比,海底天然氣水合物中潛在天然氣資源量極其巨大。根據(jù)國(guó)際天然氣潛力委員會(huì)的初步統(tǒng)計(jì)，世界各大洋天然氣水合物的總量換算成甲烷氣體約為1.8-2.1x1016m3，大約相當(dāng)于全世界煤、石油和天然氣等總儲(chǔ)量的兩倍。被認(rèn)為是一種潛力很大的、可供21世紀(jì)開發(fā)的新型能源。另一方面，海底天然氣水合物作為潛在地質(zhì)災(zāi)害與全球氣候變化的不穩(wěn)定因素也引起了科學(xué)界的高度關(guān)注。
“熱液硫化物”主要出現(xiàn)在2000米水深的大洋中脊和斷裂活動(dòng)帶上，是一種含有銅、鋅、鉛、金、銀等多種元
建筑的復(fù)雜尖頂，規(guī)模較大的堆積物可以達(dá)到體育館體積大小的百萬噸以上。專家們認(rèn)為,海底“黑煙囪”的形成過程很復(fù)雜，它與礦液和海水成分、溫度間存在的差異有關(guān)。由于新生大洋地殼或海底裂谷地殼的溫度較高，海水沿裂隙向下滲透可達(dá)幾公里，在地殼深部加熱升溫后，淋濾并溶解巖石中的多種金屬元素，又沿著裂隙對(duì)流上升并噴發(fā)在海底。它們剛噴出時(shí)為澄清的溶液，與周圍的海水混合后，很快變成“黑煙”并在海底及其淺部通道內(nèi)堆積成硫化物?！∧壳埃茖W(xué)家已經(jīng)在各大洋的150多處地方發(fā)現(xiàn)了“黑煙囪”區(qū)，它們主要集中于新生大洋的地殼上，如大洋中脊和弧后盆地?cái)U(kuò)張中心的位置。2003年“大洋一號(hào)”開展了中國(guó)首次專門的海底熱液硫化物調(diào)查，拉開了進(jìn)軍大洋海底多金屬硫化物領(lǐng)域的序幕。經(jīng)過長(zhǎng)期不懈的“追蹤”，終于發(fā)現(xiàn)了完整的古海底“黑煙囪”，它們的地質(zhì)年齡初步判斷為14.3億“歲”。此前，這不僅進(jìn)一步了解了大洋深處海底熱液多金屬硫化物的分布情況和資源狀況，也為地球科學(xué)從理論上有一個(gè)新的質(zhì)的飛躍做了鋪墊
熱液分布目前科學(xué)家已經(jīng)在大洋中脊處發(fā)現(xiàn)了許多熱液噴發(fā)地點(diǎn)。與熱液活動(dòng)相關(guān)的熱液礦床不僅可出現(xiàn)在洋中
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