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人与自然 系列丛书-第95部分
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樯苋：５捉鹗敉牛探岷耍┐蠹姨懊探岷恕闭飧雒坡穑克且恢稚詈５卓蟛试础Ｋ耐庑蜗裢炼梗本兑话阍�1～25厘米之间，最大的直径1米，重几百公斤。颜色多是深棕色或土黑色，里面是层层密实的结核。因其中锰金属含量较高（15～30％），所以叫锰结核。其实叫“多金属结核”更确切一些，有的竟含几十种金属，因此人们又叫它“海底金属团”。海底金属团中最有提取价值的有四种：镍、铜、钴、锰。
锰结核是怎样形成的呢？至今还没有一致看法，有的说来自沉降海底动植物的遗体，有的说自海底火山爆发产生的火山岩石，有的说是河流将大陆上金属元素和沉积物带到海中经过自生化学沉积而形成的。
早在1873年2月18日，美国“挑战者”号船环球考察时，就在北大西洋海底采到锰结核，但没有引起重视。1882年，瑞典“信天翁”号也对锰结核作过某些考察研究，也没有引起足够的重视。直到1959年美国科学家L·梅洛根据“挑战者”号和“信天翁”号等船的考察成果，测算出锰结核所含的金属成份和全世界海洋的大约储量，并提出这将成为铜、钴、镍等金属的新来源，锰结核的地位才愈趋升高，受到许多国家的青睐。现在已有8个跨国财团约100多家公司在从事锰结核的调查和开发。美国、日本、前苏联、德国、法国在这方面做的工作最多。通过大量调查测算，初步估计整个海底锰结核总储量达30000亿吨，以太平洋底最多，达17000亿吨，其中含镍164亿吨，铜88亿吨，钴58亿吨，锰4000亿吨，价值约60万亿美元，这是一个多么巨大的金属宝库啊！
太平洋中北纬6°～20°，西经110°～180°，面积1080万平方公里的区域，锰结核最富集，有的彼此连成一片，被称为“超级海底地毯”、“锰结核的银座”，如果把它们开采出来，可得镍2500万吨、铜1900万吨、钴420万吨、锰47000万吨，价值4120亿美元。不过，锰结核大多分布在4000～5000米深的海底，那里有高达400～500的大气压，如果没有特殊的设备，当然人是下不去的，就是采矿装置要放到那里去，也有许多特殊要求，因为承受这么高的大气压一般的装置在半路上都会成为废品，所以至今还处在试验阶段。美国“吉普赛矿工”专用船，已从9000米深的地方，每昼夜采到16000吨。从近几年的发展趋势来看，进入商品化开采和冶炼的日子为时不远了。
海洋之宝海水中的“宝” 海底金银库（热液矿床）
早在1948年瑞典“信天翁”号在红海发现有些地方海底温度高达40℃，那里的沉积物中含多种金属。1963年和1966年美国“发现者”号和“链”号在红海进行更详细的调查，证实了“信天翁”号调查结果，并把这种沉积物定名为金属软泥，它含有金、银、铜、锌、铁等金属。1973年～1974年，美国和法国联合用潜水器在大西洋中脊发现块状热液矿床。1978年美国、法国和墨西哥联合用深潜器在东太平洋好几处海底发现巨大块状热液矿床。其中一个矿体长1000米，宽200米，高35米。铁的平均含量35％，铜10％，矿床总量2500万吨，每吨价155美元，总计39亿美元。从此以后，各国纷纷出动，四处调查，前后在太平洋、大西洋和印度洋发现33处热液矿床。矿床总体积达3932万立方米。由于它们分布范围广，储量大，品位高，不仅含有铁、铜、铅、锌等金属，而且还有珍贵的稀有金属如金、银等，难怪被人们称为“海底金银库”。
海底热液矿床主要形成在大洋中的中脊——海底正在张开的裂谷处。这个地方，地壳最薄，熔融的岩浆从地球内部不断涌出，形成新的海洋地壳。这种地球内部来的物质既含有多种金属，又有很高温度，当它们接近海底表层时，海水通过细小的裂缝向下渗透，与地球内部来的高温物质发生化学反应，其中的金属被淋滤出来，形成富含金属的热液。这些热液从孔隙中喷射出来，成为一座座富含金属的烟筒状堆积体。喷出孔的寿命一般只有几年，喷出的高温热液与冷海水接触，温度便降低，其中被溶解的金属便沉淀海底堆积成矿。
开发热液矿床比锰结核有更多的好处：
①热液矿床一般分布在水深只及锰结核一半的2500米处，矿体是立体的，凝聚在一起，分布密度比锰结核大1000倍。
②形成热液矿床的过程只需几十年、几百年，而锰结核生长速度慢得很，100万年才生长几毫米。
③热液矿床主要形成于大洋中脊，据此，在长达8万公里、宽达数百公里的海岭上都有可能发现，开发前景大得很。锰结核分布虽广，但具有商业开发价值却只有1000多万平方公里。
④热液矿床中含有锰结核所没有的金、银等贵重金属，铜的品位比锰结核约高10倍。而且冶炼比锰结核容易。
总之，无论从技术上还是从经济上看，开发利用海底热液矿床均优于锰结核，所以有人称它为“深海采矿业中的佼佼者”。
海洋之宝海水中的“宝” 海底“黑金”（石油资源）
海洋深层有一种叫“黑金”的宝，开采这种“黑金”经济价值最大。它就是从海洋深层喷出来的石油。关于石油的称谓多着呢，有人称它“动力之源”，有人称它“机械之母”，有人称它“工业的血液”，可见它的地位和作用不同一般。石油不仅是制造汽油、煤油、柴油等燃烧物的原料，而且是制造合成纤维、人造橡胶、化肥、塑料、酒精的原料。天上飞的，地下跑的，厂里转的，都得用上它。可以这样说，从陆地到海洋，从地下到宇宙空间，从吃的到穿的，都有它一份功劳。真算得上“宝中之宝”了。
陆地上的石油储量有限，用一点少一点，按现在这个规模开采下去，有人估计，到2000年将用完全部储藏石油的87％，50年内可能全部用光。难怪许多国家都在喊能源危机，都在谋求别的出路。比如改用其他原料作动力，但无论如何，短时间内，石油还是不可缺少的。眼前的办法只有两个：一个叫节流，一个叫开源。节流就是节约能源，让每滴石油充分发挥作用；开源就是寻找新的油源，从地底深层取出更多的石油来。据法国石油研究所的估计，世界石油资源的极限数是10000亿吨，可采石油储量的极限数只有3000亿吨，其中海洋石油为1350亿吨，占总量45％。陆地上的石油已经开采得差不多了，而海洋石油的开采则方兴未艾。所以开采海洋石油，显得更为重要。
海底石油藏在哪里？
几千万年甚至上亿年前，有一段时期，气候比现在还要暖和，海洋中生活的鱼类，以及浮游生物、软体动物等繁殖生长得特别快。据计算，全世界海洋100米厚的水面，仅浮游生物的遗体，一年内便可产生600亿吨有机碳。这些有机碳，就是生成石油的原料。但仅仅有那些遗体作原料还不能形成石油。形成石油还得有三个条件：第一要有储集石油的地形；第二要有保护石油不跑掉的盖层；第三要有有利于石油富集的地质结构。
那些生物遗体重重叠叠堆积在海底，若干年后便被海中沉积物所掩埋。如果这个地区不断下沉，堆叠的沉积物和掩埋的生命遗体便越来越厚。以后，由于地壳运动，堆积物下沉，上面反被岩层盖起来。天长日久，那些生物遗体逐渐分解变成分散的石油。一般说来，藏有石油的地方，上有页岩，是严密的保护盖，不让石油跑掉。分散的石油，没有开采价值。只有富集在一起的石油，成了油“仓库”，即具有“储油构造”的地方，才有开采价值，才能开机打井，让深埋海底的石油喷射出来。
汪洋大海，茫茫一片，到哪里去寻找石油？上有几百米几千米的水层，下有几百米上千米岩层，怎么会知道哪里藏有石油？
科学技术工作者先要对海区进行广泛的地质调查，把可能藏石油的沉积盆地圈出来。这跟公安人员侦破案件一样，先把可能作案的对象圈出来。一般说来，那些沉降幅度大，沉积地层厚的盆地，往往是形成石油最有利的地区。正式勘探，就到那圈定的地方去。勘探的方法最常用的有三种：第一，地震勘探。地震勘探的方法是这样的，在海水中，用炸药或电火花瞬时释放大量的热能，产生人工地震波，当地震波传到海底，遇到不同的物质，就会产生不同的反射波，经电子计算机自动处理，就能绘出各种复杂的地质构造图，作出有无石油的判断。
第二，重力勘探。重力是地球对物体的吸引力和地球自转离心力的合力。在不同的地方，重力自然不相同。重力仪就像一杆秤，能测出极微小的重力变化。把重力仪安装在船上，船行到哪里，就能得到哪里海底沉积岩的性质、厚度、深浅的情况，找到石油埋藏的地方。
第三，磁力勘探。不同的物质磁性各不相同，含铁多的物质磁性强，含铁少的物质磁性弱。海底沉积物下面的基底是由铁镍多的物质组成，通过磁力测量，就能确定基底的位置、沉积的厚度和海底的地质构造，从而分析有无石油可供开采。
这三种方法，各有所长，各有所短，因此大多同时采用，综合分析，以得出较为可靠的数据，但一般以地震探测为主。通过上述方法，还只能间接地确定海底石油埋在哪里，究竟储量有多大，是否有开采价值，还要通过钻探这种直接的方法，才能最后证实。
如何开采海底石油？
海洋石油开发，经历了由沿岸、近海向更深海域发展的过程。19世纪，人们发现陆上油田向海里延伸，就向海里打斜井，这种方法至多只能开采离岸三公里的海底石油。1896年，美国在圣巴纳海峡，用木结构搭一个栈桥，钻机就安装在栈桥上，这样开采石油，只是一个试验，实际上是行不通的。1947年，美国在墨西哥湾建成一个钢管架搭起的固定平台，钻出第一口商业性石油井，这标志海洋石油开发进入实质性阶段。以后，还有先在开采区用砂石泥土筑一个人工小岛，再在岛上装置钻机，这跟陆上开采完全一样。这种方法只能用在离岸很近、水深不过12米的浅水区开采。现在大多采用固定式平台或浮式平台作业。用铁管造平台，需要大量钢材，一个一二十米的平台，要用上千吨钢材，100米以上的平台，要用几万吨钢材，海水对钢铁腐蚀性大，不要好久，钢管就被腐蚀得千疮百孔，不能再用，所以很不合算。采用钢筋混凝土建平台，重量大大增加，稳定性能好得多，也避免了海水的腐蚀，但装卸十分不方便，并不能减少投资。看来浮式平台是最有发展前途的，1984年，北海已建成世界上第一座浮式采油平台，耗资12。5亿美元。这种浮式平台，可以在水深200～400米的海域作业。在这个海域作业完了，还可以拖运到那个海域，而且不很费力。投资虽多，反而合算。另外，还有不建平台，把整个装置设在水下，人在陆地上遥控作业，但眼下只处在研究试验阶段，还不可能广泛采用。
近30年，海洋石油生产发展很快，产量增加了20多倍，1990年达到12亿吨。2000年可能达到30亿吨，占世界总产量50％。海上开采石油
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