海洋是人类的巨大宝库，是未来社会物质生产的重要原料基地。现阶段，世界各国都在竞相发展海洋高新技术，开采海洋矿产资源。海洋矿产资源，通常是指目前处于海洋环境下的除海水资源以外的矿物资源。

人类已经发现的海洋矿产有以下几类：


01可燃冰

可燃冰存在于深海沉积物或陆域的永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的白色结晶物质。它的形成必须有两个要素，缺一不可：一是要有甲烷气源，二是10 MPa以上的高压和0 ～ 10℃的低温。



2017年5月18日，我国在南海首次试开采可燃冰成功！这标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。

可燃冰有多牛？





在将来，可燃冰是替代煤、石油、天然气等传统能源的最佳新型能源。据初步估算，全球可燃冰资源总量约为2.1×1016m3，是煤、石油和天然气资源总量的2倍，足够人类使用1000年！我国总储量大于1000亿吨，按当前的消耗水平，可满足我国近200年的能源需求。

02油气资源

海洋中蕴藏着极其丰富的油气资源，其石油资源量约占全球石油资源总量的34%。

海洋中的石油是如何形成的呢？几亿年来，海洋中的各种生物遗体形成大量的有机碳，同时，陆地上的河流将泥沙和有机质带入海洋，年复一年把大量生物遗体一层层地掩埋。经过漫长的地质演化，沉积物变成了岩石，形成大量的沉积盆地，在岩层的压力、高温和细菌等因素的作用下，这些生物遗体和有机质逐渐形成了石油。

中国海上油气勘探主要集中于渤海、黄海、东海及南海北部大陆架。东海大陆架可能是世界上最丰富的油田之一，钓鱼岛及其附属岛屿周围海域的石油储量有可能超过100亿吨。南海海域更是石油宝库。仅在南海的曾母盆地、沙巴盆地、万安盆地的石油总储量就将近200亿吨，是世界上尚待开发的大型油藏，其中有一半以上的储量分布在应划归中国管辖的海域。经初步估计，整个南海的石油地质储量大致在230亿～300亿吨之间，约占中国总资源量的三分之一。



“深海一号”大气田

03多金属结核

多金属结核的主要金属元素为锰，又称锰结核。锰是一种典型的金属矿产资源，以团块状结核形式沉积于深度为4000-6000m的海底表面。其中锰、铁、镍、钴和铜含量特别丰富，分别为25-30%、10-20%、1.0-1.5%、0.2-0.3%、0.8-1.2%，通常呈黑色或棕色。



锰结核

锰主要分布在平坦的海底，是一种非常重要的矿产资源，其开采难度较低且利用率较高，在目前的全球工业应用中具有巨大的商业潜力。据目前数据统计，海洋中的锰结核总储量已经超过3万亿吨，可以供世界使用1.8万年，锰结核还是可再生矿物，它每年以约1000万吨的速率不断地增长着，是一种取之不尽、用之不竭的矿产，经济价值高。

世界各大洋中的锰矿资源极其丰富，其中数太平洋分布最广，储量最大。太平洋的克拉里昂－克里斯顿区(CC区)、东南太平洋的秘鲁海盆、北印度洋等海域中的深海锰结核最具有商业开发潜力。

04富钴结壳

富钴结壳又称钴结壳和铁锰结壳，成分上与海洋多金属结核相似，是一种海底自生的铁锰氧化物、氢氧化物集合体，但在形状上差异较大不属于结核。



蛟龙号下潜获富钴结壳样品

与多金属结核不同的是，它们以板块状地壳的形式附着在水下400-4000 m的海底山、脊和平台的斜坡和顶部，最大厚度近20 cm。富钴结壳中稀土元素总量较高，其中含锰、钴、镍、铂等多种元素，是战略金属钴和稀土元素的重要来源。富钴结壳所含金属用于钢材可增加硬度、强度和抗蚀性等特殊性能。

目前，赤道带的太平洋区域中的富钴结壳有较大的开采前景，全球内大多数铁和锰结壳分布在200海里的专属经济区内。

05滨海砂矿

海洋砂矿资源分布于沿海大陆架地区，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。滨海砂矿经济价值明显，在工业、国防和高科技上均有重大应用价值。



滨海砂矿形成示意图

目前，我国滨海矿砂储量丰富，主要分布在山东、福建、广西、海南和台湾等省邻近海域，但分布往往不集中。广东、海南和福建的矿砂储量占中国沿海矿砂总储量的 90%。辽东半岛近海有大量砂矿，富含金红石、锆、玻璃石英和钻石。

06固体矿产

已发现的海底固体矿产有20多种。我国大陆架浅海区广泛分布有铜、煤、硫、磷、石灰石等矿。

以磷矿为例，海底磷矿是指通过生物沉积或生物化学沉积作用富集于海底并具明显工业价值的含磷沉积物。其主要矿物成分为磷灰石。

主要分布在滨海外滩、浅海陆架等地，产出水深一般几十米至几百米不等。海底磷矿在医药、食品、火柴、染料、制糖、陶瓷、国防等工业领域应用广泛。


磷灰石，产地：葡萄牙

07海底热液多金属矿床

这是一种含有大量金属的硫化物，海底裂谷喷出的高温岩浆冷却沉积形成。如果含矿热液上升通道与海水隔绝，未被稀释的热液即以“烟囱形式”喷出，即形成了热液矿床，又被焦作“黑烟囱”。因为多金属硫化物位于火山岩石上的热水喷口，其成分以及形状与陆基火山块状硫化物矿床相似，且被认为是陆基火山块状硫化物的现代类似物。

对海底热液喷口生物群的生存和繁衍的研究，也已经成为科学家们的重要课题。

目前，全世界已发现30多处矿床。全球多金属硫化物矿床主要分布于东太平洋海隆、西太平洋构造活动带、西南太平洋洋中脊和大西洋中部。据估计，当前的海底可能有1000~5000个大型硫化物矿床。与多金属结核相比，多金属硫化物在海底的分布相对较浅，分布于水深1500~3000 m处。仅美国加拉帕戈斯群岛裂谷的储量就达2500万吨，开采价值高达39亿美元。

黑烟囱

黑烟囱其貌不扬，但这些形似枯树桩的烟囱却能够喷“金”吐“银”。黑烟囱在海底热液喷口附近沉积黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿和方铅矿等多种硫化物。这些硫化物含有高品位的金、银、铜、锌、铅等金属元素，并伴生石膏、重晶石与沸石类矿物，形成具有经济价值的矿产资源，有较高的商业开发价值。



“蛟龙号”拍摄的大糦热液区内的黑烟囱与热液生物

海洋蕴藏着丰富的矿产资源。在经济社会的不断发展过程中，矿产资源对社会经济的支撑度越来越高，随着陆地的矿产资源日益枯竭，海洋矿产资源的勘查、开发已迫在眉睫。