Мінеральні ресурси Світового океану та проблеми їх використання

Міністерство  освіти і науки України

Чернівецький  національний університет імені  Юрія Федьковича 
 

Факультет біології, екології та біотехнології 
 
 
 

Реферат

“Мінеральні ресурси Світового океану та проблеми їх використання” 
 

Виконав: студент 503М  групи                          Гаврилоє Д.Г.

              Перевірив:                                                            Кирилюк М.І. 
 
 
 
 

Чернівці  – 2011 

     Мінеральні  ресурси Світового океану

       Світовий океан відігравав і продовжує відігравати важливу роль у суспільному виробництві та житті людини, в усіх процесах, що відбуваються у географічній оболонці. Він приховує в собі величезні запаси мінеральних ресурсів, які поки що використовуються недостатньо. До мінеральних ресурсів океану відносять корисні копалини прибережної зони океанів і морів, глибоководної частини шельфу і материкового схилу. Якщо на суходолі багато джерел мінеральної сировини скорочуються, то в океані запаси деяких металів, як-от марганцю, кобальту, цирконію, щороку зростають на величину, більшу від величини їх річного використання людством.Уже сьогодні значну кількість корисних копалин видобувають із дна океанів і морів. Це стало можливим завдяки технічному прогресові: побудові плавучих бурових платформ і спеціальних суден, підводних апаратів, спеціальних драг, підводних шахт.

     Розгляд видобування в  морях різних видів  корисних копалин  почнемо з розсипних родовищ.

     Розсипними  родовищами називають нагромадження  дрібних уламків гірських порід або рудних мінералів, що за кількістю, якістю і умовами залягання придатні для промислового використання, їх утворення зумовлене активною взаємодією суходолу і моря за сприятливих для цього геоморфологічних умов. Одна з найважливіших ресурсних особливостей морських розсипищ полягає в їхній здатності відновлюватися завдяки поповненню новими продуктами виносу, абразії берегів уздовж берегових течій тощо. На пляжах, у лагунах, у прибережній зоні моря та на шельфі відкладаються розсипи алмазів, золота, платини, каситериту, ільменіту, магнетиту та інших мінералів. Родовища розсипних алмазів давно відомі на південно-західному узбережжі Африки. Тут, на відстані 1600 км у піщано-гравійних відкладах шельфу та берегових терас утворились багаті родовища високоякісних алмазів, запаси яких становлять біля 40 млн. каратів. Кожного дня тут видобувають 1000 каратів алмазів ювелірної якості з глибин 30—120 м. А якщо підрахувати їхню вартість, то вона становитиме 20 % вартості всіх алмазів, що добуваються в далекому зарубіжжі. Родовища алмазів трапляються також на Атлантичному узбережжі Південної Америки. Геологи прогнозують родовища у прибережно-морських відкладах Анголи, Індії, Шрі-Ланки.     Золотоносні піски є в багатьох місцях: на піщаних пляжах Золотого берега Аляски (затока Нортон, біля міста Ном), де під час «золотої лихоманки» було добуто коштовного металу на 100 млн доларів. Тут відкрито родовища і в прибережній акваторії Берингового моря, а також біля берегів Канади, Панами, Чилі, Бразилії, Туреччини, Єгипту, Індії та Австралії.

     Платинові піски з кількістю 10 г металу на 1 м-³ породи відомі на узбережжі Аляски (в затоці Гудньюс). Тут Сполучені Штати Америки видобувають 90 % всієї розсипної платини (біля 500 кг на рік) з глибини до 30 м. Цей метал добувають також на узбережжі Індії, Австралії та Бразилії. Перспективні для розроблення платинові піски узбережжя Колумбії.

     Каситерит добувають на мілководному узбережжі  країн Південно-Східної Азії та Індонезії. Ці країни — головні постачальники олов'яної руди на світовому ринку. В Малайзії й Таїланді з моря його добувають 95 %, а в Індонезії — більше 30 %. В морі Лаптєвих недавно почало діяти російське підприємство «Севморолово». Родовища циркону, ільменіту і рутилу найбільше поширені вздовж морських берегів — як на пляжах, так і на мілководді. Циркон використовується в хімічній, металургійній, приладобудівній промисловості та в ювелірній справі. Рутил та ільменіт застосовуються при виплавлені високоякісної сталі, в радіотехніці, хімічній промисловості та інших галузях.

     Ці  мінерали у великій кількості  сьогодні видобувають на узбережжях Австралії, США (штати Північна й  Південна Кароліна та Флорида), Бразилії, Індії, Шрі-Ланки, Нової Зеландії та СНД: в Чорному морі (на Кавказькому узбережжі), в Балтійському морі та в Тихому океані (поблизу острова Ітуруп). Серед названих країн перше місце за видобутком названих мінералів посідає Австралія. Вони потрапили в моря зі старих зруйнованих гір — Великого Вододільного хребта та Австралійського кристалічного щита. Тому видобувають їх уздовж східного, південного й південно-західного узбереж материка. Щорічна частка видобутку Австралії серед промислово розвинених країн становить близько 90 % рутилу, приблизно 60 % циркону і 25 % ільменіту. В територіальних водах Росії теж відкрито кілька родовищ золота, каситериту, ільменіторутилоцирконієвих і титаномагнетитових. Частина родовищ уже розробляється.

     Залізомарганцеві конкреції мають розмір переважно 5—10 см у діаметрі, їхня форма здебільшого округла або сплюснута. Залягають вони на глибинах від 100 до 7000 м. Величезні запаси їх у Тихому, Індійському і Атлантичному океанах та в їхніх морях, де ними (за даними підводного фотографування) рівномірно, ніби через велике сито, густо засіяне дно. Поширені вони і в морях Північного Льодовитого океану, але в меншій кількості, ніж в інших. Усього рудні поля займають біля 10 % площі дна океанів. Високоякісні конкреції вміщують до 30 різних елементів, в тому числі 25—30 % марганцю, біля 15 % заліза, 12 % нікелю, 1,2 % міді, 0,3 % кобальту тощо. Є конкреції, у яких міді до 2,5 %, нікелю до 2 %, кобальту до 2,6 %. Для порівняння можна відзначити, що на суходолі кондиційними вважаються руди з 1 % міді і 1,2 % нікелю. Приблизно третя частина запасів конкрецій для добування сьогодні технічно доступна.

     Пробне  виплавлення металу на Запорізькому металургійному комбінаті показало, що з конкрецій марганцю виплавляється навіть більше, ніж із знаменитих руд родовищ Марганця й Нікополя. Фосфоритові конкреції, а також фосфатні піски і пластові поклади поширені як на мілководді, так і в глибоководних районах східних частин Тихого, Атлантичного та Індійського океанів. Але вони не зустрічаються північніше 45° пн. ш. і південніше 50° пд. ш. Це пояснюється умовами утворення родовищ фосфоритів — там, де є піднесення глибинних вод до шельфів.

     Застосовуються  фосфорити для виготовлення мінеральних  добрив, для добування фосфору, фосфорної кислоти і різних солей. Запаси фосфоритів в океанах оцінюються в багато сотень мільярдів тонн. Тільки 10 % фосфоритів на шельфах достатньо, щоб забезпечити світові запаси в сировині, за сучасного рівня видобутку, на 1000 років.

     Розсипи сонячного каменю янтарю (бурштину) в Прибалтиці відомі ще з минулого століття. На Калінінградському янтарному комбінаті його щорічно добувають до 500 т. Виноситься він хвилями моря і течіями Балтійського та Північного морів на узбережжя Фінляндії, Швеції, Данії, Нідерландів і східної частини Британських островів.

     Промислові  запаси пов'язані з морськими  голубуватими глинами і зеленуватими пісками, потужність яких становить 6— 8 м. Янтароносна товща залягає на глибині до 20 м нижче від рівня моря. Під час сильних штормів хвилі досягають дна і розмивають ці відклади, викидаючи на берег шматки янтарю. На Калінінградському янтарному комбінаті потужним екскаватором знімають верхній шар порід і промивають янтароносний шар морською водою.

     Янтар використовується не тільки для прикрас. З нього добувають високоякісні лаки, виготовляють медичний посуд, прилади, інструменти, використовують у фармакології, парфумерії, кольоровій фотографії, а також у сільському господарстві (як прискорювач росту).

     Янтар — викопна смола дерев родин  соснових, кипарисових та ін. Внаслідок перевідкладання вона потрапила в морські осади і під впливом складних фізико-хімічних процесів зазнала змін (ніби скам'яніла).

     Нещодавно в глибоководній частині Червоного  моря разом із гарячими (до 72 °С) розсолами виявлено металоносні мули. їхній хімічний склад вразив учених: концентрація заліза, марганцю, цинку, свинцю, міді, срібла і золота в багатьох пробах була в 500 000 разів вищою, ніж у морській воді. За підрахунками вчених США, лише в 30 м верхніх верств осадів міститься золота, міді, цинку і срібла на 2,3 млрд доларів.

     Великі  перспективи відкриваються і  в освоєнні глибоководних червоних глин, поширених в океанах на площі понад 10 000 000 км² потужністю в середньому до 200 м. Ці глини являють собою своєрідні руди алюмінію та заліза.

     Ми  розглянули корисні копалини, що їх можна в буквальному розумінні вичерпувати з морського дна. Проте на дні, як і на суходолі, є корінні родовища. Розробляти їх можна лише за допомогою підводних шахт і рудників. На даний час у багатьох країнах їх уже побудовано більше сотні. Закладаються вони найчастіше з берега материка або зі штучних (насипаних на мілководді) островів. Деякі шахти перекриваються морськими водами на відстані до 8 км і заглиблені на 2400 м. Будуються шахти для видобутку руди і вугілля на відстані до 25 км від берега. Розрахунки показують, що з розвитком техніки найближчими роками стане вигідно видобувати корисні копалини за 50 км від берега.

     З підводних шахт видобувають переважно  кам'яне вугілля та руди для виплавлення заліза, нікелю, міді, олова, ртуті та інших металів. Кам'яне вугілля нині розробляється в Канаді, Японії, Англії та Австралії, де є понад 60 підводних шахт. Залізні руди видобувають у Японії — поблизу острова Кюсю, в Канаді — біля Ньюфаундленду і в Гудзоновій затоці, в Фінляндії — у Фінській затоці.

     Мідно-нікелеві руди відкрито в Гудзоновій затоці (поблизу міста Черчілл), у Великобританії біля півострова Корнуолл. Ртутні руди видобувають у Туреччині на прибережжі Егейського моря. У Ботнічній затоці Балтійського моря шведські спеціалісти побудували бетонні шахти для розроблення на глибині 140— 150 м руд на залізо й поліметали: мідь, цинк, свинець, золото і срібло. Поліметалічні руди у великій кількості є в донних відкладах Червоного моря та в рифтових зонах усіх серединно-океанічних хребтів.

     Утворення руд металів на дні Тихого океану при виверженні підводного вулкану вперше вдалося спостерігати вченим на глибині понад 3 км під час одного з рейсів науково-дослідного судна «Дмитрий Менделєєв». Шлейф викидів із вулкана тягнувся за течією приблизно на 200 км. Вченим з підводного апарата «Пайсис» вдалось близько підійти до кратера вулкана. Вони встановили, що з нього спокійно (без бурління) б'є гарячий розеол із температурою до +300 °С. Розчин, збагачений залізом і марганцем, повільно розтікався дном океану. Біля гідротерм учені побачили морські організми, які були в десятки разів більші від звичайних. Такі підводні виверження вулканів вчені жартома назвали «підводними курцями».

     Сірку з дна шельфу поки що добувають  тільки в Мексиканській затоці. Тут вона залягає в багатьох соляних куполах на глибині до 800 м при глибині моря 15 м. Вилучається сірка за допомогою спеціальних свердловин зі штучно насипаних островів за методом Фраша (закачуванням у свердловини гарячої води, звідки вона видавлює розплавлену сірку на поверхню). Сірка Мексиканської затоки задовольняє 20 % потреб США. Нині поблизу берегів більш як 50 країн виявлено промислові запаси нафти й газу. Морські родовища нафти забезпечують 25 % світового видобутку, а до кінця нашого тисячоліття ця цифра подвоїться.

     Видобування нафти й газу ведеться переважно  з бурових платформ. Хоча вартість кожної з них досягає 70—80 млн доларів, їхня кількість щорічно зростає. Так, якщо 1970 р. в усіх країнах було 240 бурових платформ різних конструкцій, 1985 р.— 800, то на початок 90-х рр.— більше 1000. Бурові платформи бувають нерухомі, напіврухомі та рухомі.

     Нерухома  платформа (на відміну від естакад) буксирується до місця буріння, потім вона стає своїми «ногами» на дно, а її майданчик піднімається. «Ноги» платформи можуть стати на глибину 200 м. Такого типу платформи під назвами «Апшерон», «Хазар», «Азербайджан» були побудовані в колишньому СРСР ще в 60-х рр. У 80-х рр. спущено кілька платформ типу «Баки» і «Шельф». З цих платформ можна проводити буріння до 700 м. Розміри платформ такі, що там можна вільно розмістити бурові станки, вертоліт, бурові труби, піднімальний кран, житлово-побутові приміщення на 70—100 працівників та ін.

     Напіврухомими вважають платформи, що здатні самостійно рухатися до місця роботи, а потім ставати на дно їх часто будують за рубежем, особливо у США, Англії та Данії. З деяких можна бурити до 18 свердловин під різними кутами нахилу. Вже є платформи, що встановлюються під водою, а буріння ведеться з надводного судна. Коли роботу закінчено, її залишають на дні, щоби потім через неї за допомогою шлангів перекачувати нафту в танкери.

     Рухомі  платформи (їх іще називають самохідними) можуть, як і попередні, рухатися в заданий район самостійно, а прибувши на місце, зануритися нижньою частиною (понтонами) на 20—25 м, а верхньою частиною (палубою) піднятися на 15— 20 м над рівнем моря. Щоб її не зносило течіями і вітром, така платформа закріплюється багатьма якорями. В нештормових місцях можуть застосовуватися платформи, які зовсім не здатні занурюватися. Достатньо закріпитися багатьма важкими якорями — і можна розпочинати роботу.

     Розвідку  на нафту й газ здійснює в своїх  водах понад 100 країн. Нафтовики вважають, що в надрах морського дна — 65— 70 % запасів нафти планети. За останніми даними, на дні Світового океану відомо близько 400 нафтогазоносних басейнів. У них уже відкрито приблизно 1500 родовищ. Цікаво, що до 95 % нафти і до 80 % газу випадають на територію між 30° пн. ш. і 10° пд. ш. А всього родовища газу можуть бути відкриті на третині площі дна Світового океану. Давно відомі великі запаси нафти в Перській затоці. Щороку з-під її дна викачують 200 млн т. Потенційні запаси тут становлять понад 30 млрд. т. Це найбільші запаси і найбільші видобутки морської нафти в світі.