千万年来,由各种途径进入海洋的泥沙和尘埃含有各种不同的元素。不同成分的尘埃颗粒,密度、比重不同,粒径大小不同,扁、圆形状也有差别。这些特征各异的矿物碎屑,在波浪、海流作用下,分别聚集沉积在一起,就形成了海滨砂矿床。
海底环境多种多样,海底矿产业丰富多彩。如果从海岸带出发,向海洋方向走去,经过大陆架、大陆坡,一直到大洋盆地,海底会向人们展示出几大矿藏类型。
(1)海滨砂矿在海岸带的海滩堆积物中,已探明的各种砂矿60多种,其中金、铂等金属,金刚石、红宝石、锆石、金红石和独居石等宝石,以及钛铁矿、磷钇矿、磁铁矿和砂锡矿等16种极具有工业开采价值。我国的海砂储量十分丰富,已探明各类砂矿床191个,总探明量达16亿吨。几乎世界上所有海滨砂矿的矿物在我国沿海都能找到。
(2)大陆架和大陆坡矿产在近海陆架底床基岩里,蕴藏着各种和陆地一样的层状、脉状矿藏,如煤炭及铁、铜、铝、锌等金属矿床;在大陆架和大陆坡的沉积盆地,蕴藏着丰富的石油和天然气。据不完全统计,海底蕴藏的油气资源储量约占全球油气储量的1/3。法国石油研究机构的一项估计是:全球石油资源的极限储量为1万亿吨,可采储量为3000亿吨,其中海洋石油储量约占45%,即可采储量为1500亿吨;天然气可采储量140万亿立方米。中东地区的波斯湾,美国、墨西哥之间的墨西哥湾,英国、挪威之间的北海,我国的渤海、黄海和东海的大陆架及其宽阔,上面铺盖着亿万年来的沉积物,蕴藏着极丰富的石油和天然气矿藏。经过初步查明,我国已发现300多个可供勘探的沉积盆地,面积大约有450多万平方千米。从6亿岁的老地层到最新的地层中,都发现了石油和天然气显示,近海已发现的大型含油气盆地有10个,已探明的各种类型的储油构造400多个。据科学家估算,我国的海洋石油储量可达22亿吨,天然气储量达480亿立方米。
(3)海底可燃烧的冰块近几年来科学家在海底的考察中发现了一种新的矿藏——固态天然气矿。由于这种固态天然气矿的外表同冰很相似,其晶体结构是6个水分子包围着一个可燃气体分子。在晶体中的可燃气体四面受压,气体分子处于紧密的压缩状态,变成固态气体,因为这种固态气体可以作为燃料,所以就叫做可燃冰。那么,可燃冰是怎样形成的呢?我们知道,地壳中分布着碳氧化合物,在低温、高压的条件下,分散在地壳中的碳氧化物会聚集起来,生成气体水合物矿层。生成和蕴藏气体水合物在地壳中广泛存在,在海洋底部,更适合可燃冰的生成和贮存。日积月累,海底的可燃冰便一层层地生长,从而在海底形成大片的可燃冰矿藏。现已探明,可燃冰的分布很广,据初步估计,储量可达2500万亿~5000万亿立方米,为目前世界所探明的天然气储量76亿立方米的近百倍。
(4)深海矿产——锰结核大洋底蕴藏着极其丰富的矿藏资源,锰结核就是其中的一种。它含有30多种金属元素,其中最有商业开发价值的是锰、铜、钴和镍等。
锰结核广泛地分布于世界海洋2000~6000米水深海底的表层,而以生成于4000~6000米水深海底的品质最佳。锰结核总储量估计在30000亿吨以上。其中以北太平洋分布面积最广,储量占一半以上,约为17000亿吨。锰结核密集的地方,每平方米面积上有100多千克,简直是一个挨一个铺满海底。
(5)海底热泉随着深潜器的发展,科学家们在海底发现类似陆地温泉的海底热泉。海底热泉与陆地温泉相比,数量要少得多,但能量却大得多。在海底,热液从海底的喷口溢出,形成热泉,它在海水中如滚滚浓烟,呈柱状升起,蔚为壮观。科学家在这里发现,在热泉喷发的地方有丰富的钙、钡、镉、锰、铁、铜、锌和铅等多金属元素。这就是由海底热液形成的多金属热液硫化物矿床,为人类开辟了新的资源领域。迄今为止,已发现热泉的海域不到60处,据调查统计,这些海底热泉每年喷入海洋的热水约150立方千米。海底热泉的水量并不多,可每年带入海洋的矿物质却不少,例如,仅钙、钡、镉和锰等金属输入海洋中的数量每年就达几万吨至几十万吨。另外,还带有大量气体,如二氧化碳、氦气、氢气和甲烷气等。海底热泉多数分布在大洋中脊,也常在有水下火山的海域发现。