海洋矿产资源调查

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-27
海洋矿产资源及勘查概况

改革开放以来,我国实施科技兴海战略,发展海洋高新技术,开展战略性、基础性的区域地质调查与编图,海岸带重点地区环境地质调查与评价,不同海区的油气勘查与评价,大陆架及邻近海域调查,东北太平洋中国开辟区多金属结核勘查和极地/南大洋地质科学考察,以及国家各类专项调查研究和参与IODP、IGBP等国际合作。我国海洋地学界瞄准国际发展前沿,应用高新技术,在海底探测技术、河口海岸第四纪地质与沉积动力学研究、古海洋学、海洋油气田快速评价技术方法和大洋多金属结核(壳)、热液硫化物矿产资源调查的理论创新和技术创新研究中取得一批重要成果。
2.2.1 区域调查与矿产资源勘查概况
尽管我国海洋地质调查研究和矿产资源勘查取得一系列新成果和高新技术研发取得跨越式发展,但与发达国家相比,无论是区域地质调查、基础理论研究,还是应用性的矿产资源勘查评价,特别是高新技术的研究开发总体水平相差较大。估计区域调查、矿产勘查程度落后15~20年,科学研究水平落后10~15年,高新技术水平落后20~25年(表2.1)。
表2.1 国内外海洋地学科技发展趋势和水平差距对比


续表


2.2.2 海洋矿产资源概况
我国管辖海域面积约300万平方千米,海洋矿产资源分布、种类及其资源量比较丰富。包括滨岸平原地下卤水、滨海砂矿、建筑砂砾石、海底煤田、陆架区的石油与天然气、陆坡区的油气、天然气水合物和国际海底区域中国开辟区的多金属结核,以及正在进行勘查的富钴结壳、热液硫化物矿床等(表2.2)。
表2.2 中国管辖海域矿产资源及其资源量


续表


2.2.2.1 石油与天然气
石油与天然气资源是重要的能源矿产,是经济社会发展的重要支柱,石油供应与国家安全问题已成为国际社会普遍关注的焦点,引起世界各国政府的高度重视。目前,我国的油气资源形势十分严峻,自从1993年成为原油净进口国以来,我国原油消费量增长迅猛,而原油产量却增长缓慢,净进口量从1994年的290万吨增长到2007年的15600万吨。2007年我国石油产量突破2.00亿吨(含海外3500万吨),而消费量高达3.50亿吨,进口依存度达48%。超过日本成为世界第2大消费国。原油消费量和净进口量增长之快及原油产量(包括海外份额)增长缓慢的状况(表2.3,图2.3),令人担忧。
表2.3 1994~2007年我国原油供需情况表



图2.3 1994~2007年来我国原油供需情况变化图

温家宝总理强调:“国土资源部门不能放松油气资源战略调查的责任,争取在地质调查程度低的陆地新区和海域有新的发现”。“油气勘查要选准重点,集中力量,有所突破,力争拿下整装大油田。这是地质勘查工作的一项重大战略任务”。
海域油气资源是陆域油气资源的重要补充和战略接替,我国管辖海域蕴藏有丰富的油气资源、天然气水合物资源和其他矿产资源。已有的地质调查及矿产资源评价表明,我国海域内发育中新生界厚度大于2000米的沉积盆地38个(近海域11个,南海中、南部27个),具有较大的油气资源潜力。最新评价了36个沉积盆地共拥有油气资源量为358亿~410亿吨油当量。其中近海域11个沉积盆地拥有218亿~242亿吨油当量;南海中、南部海域25个沉积盆地为141亿~168亿吨油当量(表2.4、表2.5)。在36个沉积盆地中,有11个盆地是单一盆地油气资源量超过10亿吨油当量的高丰度盆地。其中,近海的5个高丰度盆地拥有近海油气总资源量的90.6%,约为我国管辖海域油气总资源量的53.0%~55.0%,它们分别是:渤海湾、东海陆架、珠江口、琼东南和莺歌海5个含油气盆地,其油气资源量均在20亿吨油当量以上,渤海湾盆地的油气资源量更高达100亿吨以上。
表2.4 我国近海11个盆地油气潜在资源概况


表2.5 南海中南部海域各沉积盆地以沉积岩体积法估算的资源量


南海中、南部海域6个高丰度油气盆地,拥有该海域油气总资源量的75.0%,约为我国管辖海域油气总资源量的29.0%~30.0%。它们分别是:笔架南、万安、曾母、文莱-沙巴、南薇西及北康6个含油气盆地,其油气资源量均在10亿~20亿吨油当量以上,曾母盆地位于我国传统疆界线以内资源量达到40亿吨油当量以上。在这些盆地中,有的是由于勘探探投入力度不足,尚未做出准确评价;有的则由于存在海域争议无法成为可开发利用资源。因此,发现新的油气远景区和新的含油气层位就成为解决海上油气后备接替区的当务之急。
2.2.2.2 天然气水合物
1999年,我国海域天然气水合物资源调查,首先由广州海洋地质调查局在南海西沙海槽进行并首先发现了BSR。2001年,由青岛海洋地质研究所负责的“215”专项,首次在东海冲绳海槽进行了以寻找天然气水合物为目的的高分辨率地震综合调查评价工作。
2007年5月1日,中国地质调查局在南海北部神狐海域首钻获天然气水合物实物样品,水深1245米,在海底下183~201米,层厚18米,丰度20.0%,甲烷含量99.7%;5月15日,在第4个站位又钻获天然气水合物实物样品,水深1230米,海底下191~225米,层厚34米,丰度20.0%~43.0%、甲烷含量99.8%。
迄今为止,南海陆坡共圈出11个天然气水合物远景区,总面积为125833.6平方千米,总资源量693.3亿吨油当量;东海冲绳海槽共圈出10个天然气水合物远景区,东边界为冲绳海槽中央地堑连线的水合物分布总面积为8643平方千米,总资源量约为401.62亿立方米。应当指出,上述总资源量目前尚无钻井资料证实,因此风险系数较大。各远景区的分布状况和资源量如下(表2.6、表2.7):
表2.6 南海天然气水合物分布面积及资源量


表2.7 东海冲绳海槽中南部天然气水合物分布面积及资源量


2.2.2.3 建筑砂砾石
石英砂矿主要分布于我国的辽宁、山东、浙江、福建、广东、广西、海南和台湾省(区)沿岸,以福建、两广石英砂砂质最佳。石英砂矿主要赋存于滨海晚更新世和全新世海积阶地、风成砂丘和海滩上,砂体长数百米至上千米,宽数十米至数百米,厚数厘米至数米,矿层1~4层,埋深一般小于15米,矿体呈层状、似层状、透镜状,沿海岸呈水平状微向海方向倾斜,矿层较稳定,其分布范围、厚度、矿物成分、粒度及化学成分均变化不大,探明储量30.70亿吨。
2.2.2.4 滨海砂矿
滨海砂矿主要包括锆石、钛铁矿、独居石、磷钇矿、金红石、磁铁矿、锡石、铬铁矿、铌钽铁矿、砂金、金刚石等,金属和非金属砂矿探明储量约3000万吨,主要分布在辽宁、山东、福建、台湾、广东、广西、海南诸省(区)。各类矿床191个(其中大型35个、中型51个、小型105个):①独居石、磷钇矿、钛铁矿、金红石、锡石、铌钽铁矿主要分布在广东、广西和海南沿海地带;②锆石遍及上述各省(区)沿岸地带,主要分布在山东、广东、海南;③砂金主要分布于辽宁、山东、台湾;金刚石砂矿则发现于辽宁省复州湾。
2.2.2.5 海底煤田
山东龙口市东北约5千米海域,为陆上北皂煤矿向海底延伸,可采煤层6层,煤系地层总厚度67~278米,一般厚约200米,煤田分布面积约150平方千米,主采煤层厚约10米。探明储量10亿~12亿吨。
该矿于2005年6月投产,其第一个采煤工作面当年试采完毕,共开采原煤8.2万吨;第二个采煤工作面于2006年8月10日正式投产,至2007年1月底完成试采,共开采原煤42.5854万吨。
2.2.2.6 滨岸平原地下水、地下卤水
1)地下淡水。受地理环境、地形条件和地质构造等因素影响,我国东部沿海地区水文地质条件变化复杂,地下水环境特征各不相同,主要表现在:长江口以南(包括长江口)地区水资源比较丰富;长江口以北地区(简称北方地区)气候干旱,地表水资源相对缺乏,水资源短缺;在平原海岸海陆交替相沉积层普遍分布,地下水咸淡交错、水质复杂;在滨海平原北方地区浅部以咸水层为主,有些地区淡水层埋藏很深,南方地区常见咸淡水层交错分布,淡水层中夹残留咸水透镜体。我国的海岸线长达18000多千米,拥有海岸线的沿海城市有53个(不包括县级市),其中22个是滨海城市。我国的沿海地区是人口、城市、经济最密集,人流、物流、资金流、信息流最活跃的地区。人口高度集中、区域城镇化和社会经济的快速发展,使沿海地区水资源的需求量逐年增加,但沿海地区的地下水汇水范围较小,地下水资源量有限,水资源的供需矛盾突出。改革开放以来,由于经济快速发展,带来严重的环境污染。不仅北方地区缺水,传统的多水地区也严重缺乏洁净的地下水。因此,沿海地区缺少洁净淡水资源的问题将是制约经济发展、困扰人民生活的严重问题,对地下淡水资源的治理和环境保护已刻不容缓。
2)地下卤水。地下卤水是在干燥气候和内陆海湾低平潮滩环境下,经蒸发—浓缩—埋藏而形成的。它的形成不仅与气候条件有关,而且同本区的地质地貌特征和第四纪海陆变迁过程有关。在黄海、渤海沿岸低地平原区,第四纪滨海相地下卤水有着广泛的分布。目前,已探明的滨海相地下卤水区主要分布在渤海沿岸地区,具体分布在:莱州湾(包括黄河三角洲)、渤海湾与辽东湾沿岸滨海平原区。华南及东南沿海地区,在第四纪地层中已发现有卤水分布。在辽宁的清水河滨海区,已探明的卤水分布面积约8平方千米,卤水储量达1774.00万立方米;在渤海湾,已探明的卤水分布面积达到1212平方千米,储量达到12.29亿立方米;在莱州湾两岸,已探明的卤水分布面积为3527平方千米,卤水储量达78.80亿立方米。
2.2.3 世界海洋矿产资源勘查与开发现状
2.2.3.1 石油与天然气
世界海洋大陆架面积约2800万平方千米,近海含油气盆地约1600万平方千米,其中具有开发远景的面积达500余万平方千米。据有关资料估算,海洋石油探明地质储量约1500亿吨,占世界石油总地质储量的2/5,已探明可采储量350亿吨,占世界石油可采储量的1/3;海洋天然气地质储量为46.6万亿立方米,约占世界天然气总地质储量(140.0万亿立方米)的1/3。
迄今已在800多个含油气盆地中发现大、中型油气田500余个,其中超过6500万吨的大油气田220个、超过10亿吨的特大型油气田有10个。近20年来,全世界发现的新油气田有60%~70%是在海域,其中大部分在陆架区,少量在深水陆坡区。目前有80多个国家和地区进行勘探开发,每年打各类探井约2000口,其中深水钻井已达450~2000米以上,井深小于3000米占20%;3000~5000米占70%;超深井(大于5000米)占10%。
现今海上采油气的国家已达40余个,拥有各类钻井平台约3000座。近年来,拥有先进技术与设备的发达国家,其勘探范围已扩展到大于300米水深的陆坡区,并不断有新的油气田发现。海洋石油产量从1990年的9.07亿吨增至2007年的12.50亿吨,占世界石油总产量的34%;2007年海底天然气产量7000多亿立方米,占世界天然气总产量的25%。近20年来,世界石油总产量的增长主要是来自海洋。
2.2.3.2 滨海砂矿
近几十年来,由于经济的发展对矿产资源需求的急速增长,海洋沿岸及浅海陆架区的砂矿成为矿业中具有重要经济价值的矿产资源,如:金、铂、锡、钍、铬、钛、铌、钽、锆、金刚石、琥珀和石英砂、砾石等都是具有商业价值的开采对象。这些滨海砂矿广泛地分布于许多沿海国家,如澳大利亚、新西兰、印度、美国、日本、印度尼西亚、泰国、马来西亚、斯里兰卡、加拿大、俄罗斯、巴西、南非和欧洲一些沿海国家。
这些砂矿作为矿产资源的经济价值在逐年增长。在20世纪60~70年代,世界沿海国家从滨海砂矿中开采的钛铁矿占世界总产量的30%,独居石占80%,金红石占98%,锆石占100%,锡石占50%以上。虽然目前大规模开采的主要是滨海地带的矿床,但在最近20~30年间,由于地质勘探和采矿工业技术方法的改进,开采水下砂矿已变得更为有利,开采水深已达到50~100米,因而浅海陆架区砂矿资源所占比重有所增大。如印度尼西亚、马来西亚和泰国有储量巨大的砂锡矿;印度和斯里兰卡沿岸有极丰富的独居石、锆石、钛铁矿砂矿;加拿大和日本沿岸有大量的磁铁矿砂矿;西南非洲的沿岸和陆架区有金刚石等。这些有经济价值的砂矿都具有良好的开发前景。
2.2.3.3 大洋矿产资源
迄今为止,人类在深海大洋底发现的固体矿产资源有:多金属结核(锰结核)、富钴结壳、多金属软泥、热液硫化物、磷钙土等。这些矿产资源分布广、储量大,具有巨大的经济价值和开发前景。
20世纪70~90年代,西方发达国家,特别是工业化国家美国、英国、法国、日本、苏联、联邦德国及发展中国家印度、中国、韩国等都投入大量资金,开展国际海底区域多金属结核、钴结壳和热液硫化物矿床的调查研究。发达国家甚至已完成深海底结核的试验性开采,一旦时机成熟即可投入商业性开发。
1)多金属结核。大洋多金属结核中含有80余种金属元素,其中Mn、Fe、Cu、Co、Ni、Zn的含量较高。有人计算过,仅太平洋CC区约有540.00亿吨干结核,其中含Mn100.00亿吨、Cu5.20亿吨、Co1.15亿吨、Ni6.50亿吨。在整个大洋底,目前已发现67处远景区(21个矿域、81个矿区),其中太平洋底13个矿域、41个矿区,大西洋底2个矿域、20个矿区,印度洋底6个矿域、20个矿区。金属结核富集区资源量为817.00亿吨,其中太平洋占80.0%、大西洋占10.5%、印度洋占9.5%,而且在总资源量中,富Ni-Cu型结核占25.0%、富Mn型占3.5%、富Cu型为3.5%,其余为Fe-Mn型结核。
2)富钴结壳。铁锰结壳是一种生长在海山基岩上自生的铁锰氧化物和氢氧化物,由于它含Co量较高,又称富钴结壳。结壳厚度一般2~5厘米,主要分布于水深较浅的海山区(小于3500米),最佳水深800~2800米,富集区结壳的厚度大于5厘米,其丰度和覆盖率都远高于多金属结核,平均丰度可达40千克/平方米,覆盖率达80.0%~100.0%,含有数十种金属元素,但含量较高的有Mn、Co、Cu、Ni、Pb,还有Pt、Ag、Ti等,其中Co含量特别高,平均0.5%,最高可达1.8%~2.5%,Pt含量也高达2×10-6,比陆地同类矿床高出几十倍。在大洋中富钴结壳分布的海域较广,几乎海山、海台、海丘地区都可找到。主要分布于中太平洋海山,南太平洋一些群岛周围海域;大西洋火山区,中大西洋、南大西洋一些海隆;印度洋一些群岛周围海域。其中以中太平洋海山区和中南太平洋海山区的富钴结壳分布广、厚度大,钴含量高且具有较高的商业经济价值。如莱恩-库克群岛海区结壳分布面积约5.5平方千米,估计资源量为21.5亿吨,其中含Co146.5万吨、Cu17.2万吨、Ni99.0万吨、Mn5.3万吨。据不完全统计,太平洋西部构造隆起带上,富钴结壳的资源量达10.0亿吨,Co金属量达到数百万吨,经济价值超过1000亿美元。
3)热液硫化物。大洋底热液矿化物矿主要分布在水深1050~3700米的大洋中脊两侧断裂构造带的热液活动区。至今已发现和勘探了200多个热液活动区,并证明此类热液硫化物矿床具有重要的经济价值。现已探明10余个具有工业价值的矿区,其中7个位于EEZ区:①沙特阿拉伯和苏丹的亚特兰蒂斯Ⅱ海渊;②加拿大的中谷和勘探者海岭;③汤加的劳海盆;④北斐济海盆;⑤东中马努斯海盆和巴布亚新几内亚的轴海山;⑥东中国海的冲绳海槽和日升矿区;⑦厄瓜多尔的加拉帕戈斯海盆。在这些海域中只有3个(EPR13°N、TAG、Logachev)位于国际海底区域中。如TAG热液硫化物矿床储量约500万吨;东太平洋海隆勘探者海岭矿床储量150万~200万吨;北胡安·德富卡海岭储量近1000万吨。据有关海底“黑烟囱”的勘查资料表明,大多为小、中型矿床,金属资源量为150万~2376万吨。

位于各国管辖海域之外的国际海底区域,面积约为2.517亿平方千米,占地球表面积约49%。根据《联合国海洋法公约》的规定,这一区域及其蕴藏的丰富资源属全人类共同继承的财产,由国际海底管理局代表全人类进行管理和协调。国际海底资源开发的实际“规则”是捷足先登,谁投资谁占有,谁开发谁受益。只要有能力、有实力,开发就拥有优先权。一些发达国家利用自己资金、技术上的优势,竞相争夺国际海底资源。经过十几年的艰苦努力,我国在深海大洋研究与开发技术方面取得了长足的进步。在新世纪和“十一五”和中长期规划中,中国大洋开发要从发展战略、全球战略、大国战略来审视国际海底区域,制定符合我国国情的国际海底区域调查研究与勘查开发战略规划,从而推动我国从海洋大国向海洋强国的跨越。
中国在“八五”、“九五”和“十五”计划期间,开展了有效的国际海底区域的调查与研究工作,针对矿产资源紧缺的现实和长远发展战略考虑,通过9个航次调查后,于1990年12月向联合国海底管理局申请,成为太平洋C-C区多金属结核资源的“先驱投资者”,同时开展了多个航次的富钴结壳的调查和圈矿工作,并开始加强了海底多金属硫化物矿床的调查,提高了中国的国际地位,促进了中国大洋事业的发展。取得的主要成果有:
2.4.1 大洋矿产资源勘查与评价
在“八五”航次调查基础上,“九五”期间,在东北太平洋15.00万平方千米的开辟区,经过9个航次的调查,完成资源评价任务。在C-C区断裂带,经区域放弃获得一块面积7.50万平方千米的专属勘探权和优先开发权。多金属干结核储量4.20亿吨(其中含Mn11175.52万吨、Cu406.40万吨、Co98.49万吨),可满足年产量300.00万吨多金属干结核开采20年的需要。“十五”期间,针对C-C区多金属结核开采的环境效应问题,开展了深海环境调查与评价。
1997~2005年,在太平洋麦哲伦海山区和中太平洋海山区实施了10个航次的富钴结壳战略性调查,在国际海底区域选择了20多个海山,并对部分重点海山进行了加密取样(拖网、电视抓斗、浅钻)和海底摄像调查,基本查明了重点靶区的结壳资源状况,为圈定和申请富钴结壳矿区提供了基础资料。
2003年,成功组织和实施了东太平洋海隆9°~13°N海洋热液硫化物资源初步调查,获得大量玄武岩岩石样品和重达1.30千克的多金属硫化物样品。2005年4月开始实施的“环球航次”调查中,开展对东太平洋、大西洋和印度洋洋中脊两侧海底热液硫化物资源的初步调查。2007年3月1日,中国大洋19航次的“大洋一号”船,在水深2800米的西南印度洋中脊上,发现海底正在冒浓烟的“黑烟囱”柱状体。探测结果表明,热液区直径约100米,是一个较大型的热液活动区。这将为今后圈定国际海底区域热液硫化物矿区打下坚实的基础。
2.4.2 大洋矿产资源调查技术
“八五”和“九五”期间,成功研制和使用了无缆遥控水下机器人CR-01“6000米自治水下机器人(AUV)”,标志着我国机器人的总体技术水平跻身于世界先进行列,成为世界上拥有潜深6000米自治水下机器人的少数国家之一。
“十五”期间,7000米深海载人潜水器的研制已作为国家“863”计划重大专项批准立项,并于2006年底前完成7000米深海试验,其调查能力范围可覆盖世界97%以上的洋底;由我国自行设计研制的深海采矿系统CR-02“6000米自治水下机器人”和多金属结核综合采矿系统通过130米湖泊试验;我国科研人员自行设计研制的大型深海探测设备“深海视像采样系统”和“深海浅层岩心取样钻机”已成功投入使用。另外,水深测量由传统的测深仪更新为全覆盖多波束测深仪;由单一的水下照相发展到深拖系统和深海水下机器人作业;由简单的海底土工测试改变为原位测试;不断增加了地球物理探测新技术和与按国际标准进行的深海环境基线调查技术,在勘探技术方法方面基本上实现了与国际接轨,并且某些技术已达到或超过国际水平;自行研发了海底照片计算机判读处理及地质解释技术;多频探测数据处理与解析技术等。
2.4.3 大洋矿产资源综合评价技术
以大量海底调查资料为基础,创造性地运用分形理论和人工神经网络方法,并结合GIS技术对我国太平洋C-C区多金属结核的成矿控制模型进行了系统研究,发现结核的粒径、丰度和覆盖率存在分形结构,主成矿元素存在分维吸引子,构造控矿作用明显,为探讨多金属结核分布规律、成矿物质来源、控矿因素及勘探开发提供了科学依据;通过对西太平洋和中太平洋海山区富钴结壳矿床特征的研究,提出了富钴结壳资源评估参数的选择和计算方法,评估了2个海山区目标经济区及资源远景区富钴结壳的资源量,基本完成了富钴结壳申请矿区的圈定工作。
2.4.4 国际海底矿产资源数据库建设
该数据库集图像处理技术、GIS绘图技术和海洋矿产资源勘查成果为一体。内容包括深海大洋海底多金属结核、富钴结壳、热液硫化物、磷块岩和天然气水合物。初步实现了海底矿产资源图像资料及有关数据的集成化和信息化。

三、未来海洋矿产资源开发的趋势

21世纪是发展海洋经济的时代,浩瀚的海洋是资源和能源的宝库,也是人类实现可持续性发展的重要基地。当今世界人类正面临着日趋严峻的陆地资源和能源危机威胁,世界各国都把经济进一步发展的希望寄托在占地球表面积71%的海洋上,越来越多的国家都把合理有序地开发利用海洋资源和能源,以及保护海洋环境作为求生存、求发展的基本国策。海洋中蕴藏着丰富的各类矿产资源、能源和生物资源。20世纪以来,各国科学家的积极努力使人类极大地增长了对海洋资源的认识,目前全球已兴起一个开发利用和保护海洋资源、攻克海洋开发高新技术的热潮,海洋经济已成为世界经济发展新的增长点,成为我们这个时代的特征。

1.加强海洋资源的调查评价是实施海洋开发战略的前提条件

我国的海洋国土面积很大,内海和领海面积达40多万平方公里。内海是内水的一部分,是指伸入一国大陆内部,有狭窄的水道与大洋相通,与本国领海相连的海域。渤海、琼州海峡和长江口、珠江口都是中国的内海。即使不算南沙海域,中国内海和领海也有38万平方公里,几乎占我国陆上国土面积的30%。它们与我国960万平方公里的陆上国土一样,中国拥有绝对的主权。

根据《联合国海洋法公约》和我国的主张,我国管辖的海域面积约300万平方公里,包括渤海的全部7万平方公里,黄海38万平方公里中我国主张的部分,东海80万平方公里中我国主张的部分,南海350万平方公里中我国主张的部分。

世界公海和国际海底是人类的共同继承财产,全球的公海面积约为2.3亿平方公里,公海对所有国家开放,我国享有公海,包括海底区域海洋资源开发利用的权利。

国土资源部的一项基本职能是进行海洋资源调查评价。海洋资源调查就是对我国的领海及管辖海域的资源环境的基本特征、资源开发利用现状、开发利用前景,以及海洋环境和地质灾害情况进行综合调查及评价分析。海洋资源调查是人们认识和掌握海洋资源环境要素的分布及变化规律,获取资源环境资料的最基本最经常的工作,是海洋科学研究、海洋资源开发利用、海洋工程技术、海洋环境保护的基础工作。

海洋开发具有重要战略地位,从我国国情出发,我国海洋资源调查与评价必须把海岸带到大陆架专属经济区的广阔区域作为一个整体来考虑。主要任务是:根据国民经济和社会发展的需要,基本查清从海岸带到大陆架、专属经济区广阔区域的海洋资源开发利用现状,发现一批新的可开发资源,重点是一海(渤海)、一湾(北部湾)、一峡(台湾海峡)、三洲(黄河三角洲、长江三角洲、珠江三角洲);调查海岸带、大陆架及专属经济区海洋资源类型、数量、特征、分布规律及开发现状;开展海洋灾害类型、引发机制及变化规律研究,建立灾害及海平面变化动态监测网;调查我国海岸带最大环境承载量;完成大陆架及专属经济区底土环境质量评价与功能区划;查明军事海洋环境与国防建设要素,为维护国家海洋权益、统筹海洋开发和整治服务。同时,开展大洋深海资源及极地的调查研究。

目前,我国的海洋资源调查评价工作还刚刚开始,装备力量都非常单薄,需要有一个大的发展。尤其需要具备不同吨位与不同功能的海洋科学考察船、资源调查船、海洋环境监测船以及各种海巡船只。

2.滨海砂矿的开发将从以岸上为主转变为水上、水下并举

我国人口众多,资源相对贫乏。社会经济的高速度发展对矿产资源的需求越来越大。在经过几十年的强化开采之后,滨海砂矿在岸上的部分已经越来越少,日益严格的资源管理制度,将迫使人们把眼光投向水下,滨海砂矿开发的趋势必然是水上、水下并举。

显然,矿业开发部门需要有更多的抓斗式和吸扬式挖泥船及其他功率大、效率高、砂矿回收率高的海上采矿设备。

3.深海油气资源开发迅速发展,已成趋势

深海油气资源潜力巨大,随着海洋石油钻探和开采技术及其装备的迅速发展,海洋勘查开发深度不断增加,海洋石油勘查开发成本不断降低,海洋石油产量不断增加。目前深海石油勘查已经达到在2500米的深水区作业,钻探深度达到1万多米;“智能完井”技术实现了实时数据的采集;钻探成本从1980年的平均每口井(深度平均在3000米以上)530万美元降到1999年的100-120万美元。目前,世界石油产量中约30%来自海洋石油。

深水勘探技术进步迅速、勘查成果显著。深海油气钻探始于1965年,早期钻探深度大多限于水深600米以内,先后探明了一批具有相当储量规模的油、气田,包括墨西哥湾地区的布理文科尔、莱纳油田,加利福尼亚地区的派因特阿古洛、佩斯卡多油田,巴西坎波斯盆地的科维纳等油田,挪威的特罗尔的大型气田。这些油气田的发现表明深海油气有巨大的资源前景。

80年代中期,深海油气开发几乎集中在200-600米的中深海区,主要是美国的墨西哥湾和加利福尼亚湾(400-450米)。美国在墨西哥湾水深200-400米的海区进行石油开采,Sohio公司的油田每日每桶生产能力的投资为15000美元,每桶的技术开采成本只需5美元,但是需要有不打瞎井、集中开采和快速开采的有利条件来保证。一般情况下,开采一个5000万桶石油的油田,每日每桶生产能力的投资估计达20000-25000美元。在更深的海区(400-600米,甚至800米),投资会更高,北海Conoco公司的油田每日每桶生产能力的投资达30000美元。但是中深海区开发石油的成本和投资随环境的不同而变化很大。到80年代末期钻井水深已经突破2300米,海底完井工作水深接近500米。

90年代以来,深海钻探和开采深度进一步扩大,海底完井水深1991年达到752米,1997年达到1614米,1999年巴西在近海安装的采油树已经达到1853米。海底完井工作将很快突破2000米,目前,可用于2500米的半潜式钻井综合平台已经研制成功,这意味着在大部分陆坡上都可以进行油气的勘探开发。据预测,未来20年内将有工作水深4000-5000米的半潜式平台出现。埃克森-美孚公司2000年获得的墨西哥湾深水区块,水深从3000米到8000米。

世界海洋平均深度约为3730米,水深0-200米仅占海洋总面积的7.49%,水深在6000米以上仅占海洋总面积的1.38%,90%以上的水深在200-6000米之间,大量海域面积等待人们开发。海洋勘查开发技术的发展是未来海洋油气资源勘查开发的关键。

美国的深水油气勘探开发进展迅速,到1997年,水深1625米的门萨油气田开始投产。墨西哥湾水深大于300米的已经投产的油气田30个。

巴西把开发深海石油当作石油开发的重点,巴西国家石油公司不断刷新世界深海油气勘探开发的水深纪录,巴西石油公司利用三维地震技术陆续发现了大批深水油田,其中有4个是可采储量大于1亿吨的巨型油田,可采储量共达13.51亿吨。到2000年底,巴西石油公司在海上有固定大型钻井平台13个,大型浮动钻井平台21个。巴西石油公司在深海石油开发技术上已经处于世界领先的地位,并利用深水开采技术到海外寻找市场。

法国海洋工业的长期目标是发展水深达3000米的海底勘探和生产油气能力,法国各石油公司的海洋石油勘探区分布于13个国家,总面积达230万平方公里。到1995年底,已经投资85亿法郎用于海底石油开采工程,开发深水开采工艺技术,提高油田采收率。法国海洋潜水技术公司的潜水作业占世界深潜作业量的30-50%,其中90%左右是海底矿产资源调查和深海油气层调查。

跨国公司竞争深海盆地,引发深海油气勘探开发热。安哥拉是世界上最具有勘探前景的热点地区之一。埃克森-美孚公司拥有11个区块的权益。并在1997-1999年期间的初探钻井中获得6个发现,勘探成功率为86%,水深都在1000-1400米之间。据估计,可采储量超过20亿桶油当量,而且该区块还有很大的勘探开发的潜力。2001年壳牌公司计划向安哥拉深水的超深水域石油项目投资数十亿美元。深水项目将成为壳牌勘探和生产的重点之一。雪佛龙-德士古公司在14区块有数个开发项目,安哥拉深水石油资源是雪佛龙-德士古公司的重要增长点。尼日利亚深水区内,壳牌公司是最大的生产者,大陆石油公司是进行钻探的跨国公司之一,拥有200亿桶石油储量。雪佛龙将获得两个新的有前景的区块。

我国海洋石油开采技术与装备落后,目前只能在内海的部分海域以及南海的浅水区进行。但随着国际上深海油气勘探开发热潮的不断发展与海洋石油开采技术的进步,我国的海洋石油勘探与开发活动,也必然需要顺应这一潮流,从目前的以浅水区为主,而逐步走向深水区,由目前的以近海区为主,而逐步走向中深海区。为适应这一战略转变,这个的石油工业也必须对其勘探和开发装备进行必要的更换。现在尤其迫切需要能适应在大陆架海域活动、水深在2500米以上的中深海域进行作业且机动性能比较优异的海洋地球物理勘测船,在水深100-400米的海区进行作业的石油开采装备。

海底石油的开采过程包括钻生产井、采油气、集中、处理、贮存及输送等环节。海上石油生产与陆地上石油生产所不同的是要求海上油气生产设备体积小、重量轻、高效可靠、自动化程度高、布置集中紧凑。一个全海式的生产处理系统包括:油气计量、油气分离稳定、原油和天然气净化处理、轻质油回收、污水处理、注水和注气系统、机械采油、天然气压缩、火炬系统、贮油及外输系统等。

供海上钻生产井和开采油气的工程措施主要有:①人工岛,多用于近岸浅水中,较经济。②固定式采油气平台,其形式有桩式平台(如导管架平台)、拉索塔式平台、重力式平台(钢筋混凝土重力式平台、钢筋混凝土结构混合的重力式平台)。③浮式采油气平台:其形式又分:a.可迁移式平台(又称活动式平台),如坐底式平台(也称沉浮式平台)、自升式平台、半潜式平台和船式平台(即钻井船)。b.不迁移的浮式平台,如张力式平台、铰接式平台。④海底采油装置:采用钻水下井口的办法,将井口安装在海底,开采出的油气用管线直接送往陆上或输入海底集油气设施。

供开采生产的油气集中、处理、转输、贮存和外运的工程设施:①装有集油气、处理、计量以及动力和压缩设备的平台。②贮油设施,包括海上储油池、储油罐和储油船。③海底输油气管线。④油气外运码头,包括单点系泊装置和常规的海上码头(有固定式和浮式两种)。

4.海底多金属资源的勘查、开采和冶炼技术进一步提高

以锰多金属结核为代表的海底固体矿产资源的开发利用主要取决于勘查、开采和冶炼技术的进步。经过几十年的研究,这一方面我们人类已经取得显著进展。

现在,一般利用采矿船来开采锰团块。由装有深海电视的采矿机在海底收集锰团块,通过软管抽气像吸尘器一样,把锰团块经软管连续地吸到地面上的采矿船中,每天采矿量可达3000吨。

日本的深海矿产资源开发技术居世界领先地位,已经研制出具有高效率及高可靠性的流体掘式采矿实验系统,进行了锰结核基础性冶炼技术研究、有经济价值和有效率的冶炼技术开发,并将成熟技术封存。

日本的潜水技术是世界一流的,1981年建成的第一艘2000米级潜水器“深水2000号”是多功能大型载人潜水器,下潜深度2000米。1989年又建造了“深水6500”号载人潜水器,下潜深度达6500米,并装有声成像声响系统,即“观测声呐”,可获得三维立体图像。为了观测全球海洋,日本于1993年研制了11000米工作水深的深海无人潜水器,同年研制了智能机器人,可在海底进行各种海洋资源的勘探作业。

英国研究深海锰结核和结壳的生成模式,研究深海锰结核、钴壳、硫化物或金属沉积采矿是英国矿业公司有兴趣的长期战略。英国在政治上和科学上介入这些资源的开发,不但能使深海采矿技术发展保持与世界同步,而且确保英国公司拥有最终开发这些资源的权利。英国深海采矿试验性开采系统由泵吸采矿式、连续链库或无人遥控潜水式组成,日产量可达1万吨。英国对红海多金属软泥的开发也进行了大量的调查研究。

法国法国研制成新型深海多金属采矿系统,可以从6000米的深海底高速采矿,然后按自控程序返回海面。

5.天然气水合物的研究进展显著,商业开发已经为期不远

几项重要的国际合作研究项目和世界主要国家的研究为天然气水合物研究进展做出巨大贡献:深海钻探计划/大洋钻探计划(DSDP/ODP)调查世界海洋天然气水合物的分布,阿拉斯加天然气水合物研究项目研究一个地区天然气水合物的可能成因模式、埋藏深度、厚度、区域分布及资源量等,为今后的进一步勘探开发作了大量前期工作;四国联合国际合作项目因深钻和浅层取样的成功,从不同角度研究海洋气水合物组成和成分、产出状况、在沉积物中的分布等一系列相关问题;三国麦肯齐天然气水合物研究项目实施钻探研究天然气水合物储层,评价原始天然气水合物的性质,评估电缆测井仪器表征水合物的能力,计算了钻井周围1平方公里范围内水合物中天然气储量。

美国2000年美国国会通过了“天然气水合物研究与开发法”,目的是支持更好地认识天然气水合物、含天然气水合物沉积物、全球天然气水合物储层与世界海洋及大气圈间的相互作用的特性等研究项目,以达到两个重要的能源供应目标:第一,为了保证钻透上覆在海底天然水合物的覆盖层所需要的深水油气研发作业的安全;第二,到2015年,通过研究,提高地质认识,在技术上实现对天然气水合物矿床的商业开发,以保证美国的天然气长期供应。

日本的天然气水合物研究在世界处于领先地位。2001年,日本完成了分别在加拿大北部马更些三角洲陆上钻探井和在日本近海水域深水钻探井的分析研究,分析结果使日本受到激励,计划于2002年在已探明的天然气水合物气田进行工业性试验开发,到2010年实现对其海域的天然气水合物资源进行商业性开发。

加拿大在胡安-德富卡洋中脊斜坡区的工作引人注目,天然气水合物评价储量为1800亿吨石油当量。在加拿大西北部永久冻土带钻探的麦肯齐河三角洲MallikZL-38井深1150米处取得的37米岩心保留了天然气水合物层序互层的特征。

开采天然气水合物需要有专门的设备,我们对此正予以密切的关注。

  • 海洋矿产资源包括哪些?
    答:1. 海洋矿产资源,亦称海底矿产资源,种类繁多,分布广泛。它们存在于海滨、浅海、深海、大洋盆地以及洋中脊底部。2. 按照矿床的成因和存在形式,海洋矿产资源可大致分为三类:- 砂矿:这类资源主要来源于陆地的岩石矿物碎屑,经过河流、海水(包括海流与潮汐)、冰川和风的搬运与分选,最终在海滨或陆架区...
  • 加强海洋地质勘查 保护海洋生态环境
    答:海洋占地球面积的2/3以上,蕴藏着丰富的空间资源、生物资源、矿产资源和水动力资源,是人类社会可持续发展的宝贵财富,也是广大地质工作者勘查、研究、开发的重要对象之一。海洋地质工作采用地质和地球的物理综合手段,采集包括海底地形地貌、海底底层的地质构造等地质信息,为海洋地质研究、海底矿产资源调查、海洋环境灾害研究...
  • 海底有哪些矿产资源
    答:1978年,美国根据多年的考察、探测结果,综合了大量的研究资料,正式出版了《海底沉积物和锰结核公布图》,使世界各国对各大洋特别是太平洋海域的锰结核情况有了一个较全面、正确的了解。我国自上个世纪70年代也开展了大洋海底资源勘查活动,并制定了大洋锰结核资源调查开发研究计划,在太平洋CC区选出可供采矿作业的结核矿区...
  • 海底矿产的资源特点
    答:海底矿产资源是指赋存于大洋海底表层的沉积物中的多金属结核(又称锰结核)矿产。大洋锰结核这一巨大的潜在矿产,广泛分布于世界的洋底。由于其形态和成分上的特征各异,人们通常又把它称为锰结核、锰团块、锰矿球,或锰瘤等。它人多产于海底表层,赋存的海域主要为水深3000~5000米的深海平原、海沟、...
  • 海洋中的矿产资源都是有什么
    答:其中东海海底蕴藏量之丰富,堪与欧洲的北海油田相媲美。2)稀锰结核 锰结核是一种海底稀有金属矿源。它是1873年由英国海洋调查船首先在大西洋发现的。调查表明,锰结核广泛分布于4000~5000米的深海底部。它是未来可利用的最大的金属矿资源。令人感兴趣的是,锰结核是一种再生矿物。它每年约以1000万吨...
  • 海洋有什么资源?
    答:例如,仅南大洋的磷虾,据统计常年可维持在几十亿吨,若每年捕几亿吨,即可满足全人类对水产品的需求。许多海洋生物还是重要的医药原料和工业原料。贝壳、珊瑚可加工成很受欢迎的工艺品。海鸟粪是极好的肥料。二、矿产资源 人们最熟悉的是海底石油和天然气。海底石油已探明的藏量占世界总藏量的三分之一...
  • 海洋矿产资源有哪一些?
    答:②海底自生矿产,由化学、生物和热液作用等在海洋内生成的自然矿物,可直接形成或经过富集后形成。如磷灰石、海绿石、重晶石、海底锰结核及海底多金属热液矿(以锌、铜为主);③海底固结岩中的矿产,大多属于陆上矿床向海下的延伸,如海底油气资源、硫矿及煤等。在海洋矿产资源中,以海底油气资源、海底...
  • 海洋中哪里蕴藏丰富的矿产资源
    答:我国也在南海和东海发现了可燃冰。据测算,仅我国南海的可燃冰资源量就达700亿吨油当量,约相当于我国目前陆上油气资源量总数的1/2。在世界油气资源逐渐枯竭的情况下,可燃冰的发现又为人类带来新的希望。由于人类对两极海域和广大的深海区还调查得很不够,大洋中还有多少海底矿产人们还难以知晓。
  • 加强和改进海洋地质调查工作的建议
    答:随着国家对海洋地质工作需求的增大,国土资源部作为国家地质工作的主管部门,中国地质调查局作为国家地质工作的主要组织者、承担者,其管理职能应全方位覆盖海洋这片“蓝色国土”,应当成为国家海洋地质工作的主导者、组织者、承担者,我们要依据国家社会经济、科技、军事等方面的迫切需求,立足海洋基础地质和矿产资源地质及生态...
  • 海洋有什么资源
    答:问题四:海洋有哪些可利用资源? 5分 海洋里有多种资源,而且资源储量很大。如海洋水资源、海洋化学资源(如海盐)、海洋生物资源(如鱼虾贝藻)、海洋矿产资源(石油、天然气)、海洋空间资源、海洋旅游资源、海洋新能源资源(潮汐能、波浪能)等。 问题五:海洋有哪些资源 经过几十年来海洋科技工作者的调查研究,已在我国...