D第五章海底矿产资源开发技术
【D】第五章 海底矿产资源开发技术
第五章海底矿产资源开发技术
海洋不仅覆盖地球面积的71％，而且淹没着及其丰富的海底矿产资源。其种类之多、储量之大、品味之高,是陆地同类矿产无法比拟的。在地球上已发现的百余种元素中,有80余种在海洋中存在,其中可提取的有60余种.可以说，海水是巨大的“液体矿床".此外，已经探明，海底还富集着大量固体矿床，包括多金属结核、铁锰结壳、热液,估计贮量约有3万m3。目前已经开采的石油,有30％来自海洋.［1]
海洋石油的产值在海洋经济总产值中名列首位,而海滨与浅海矿砂是目前投入开发的第二大矿种。海洋矿砂品种繁多,已开采的有锡石、锆英石、钛铁矿、磁铁矿、金江石、金、独居石、磷、红柱石等.海底矿产资源中，更大量的是潜在资源，如大洋锰结核、海底热液矿、富钴结壳等。
5。1 海底矿产资源概述
海洋矿产资源主要是指海底油气、多金属结核、海底热液和海滨、浅海中的砂矿资源。
5.1.1 海底矿产的分类
（1）按性质可分为金属矿产、非金属矿产和燃料矿产.
（2）按矿产的结构形态可分为沉积物矿（非固结矿)和基岩矿（固结矿）。
沉积矿包括海滩矿砂、大陆架沉积矿和深海沉积物矿；基岩矿主要是指海底松软沉积物以下硬岩中的矿藏，包括非固态的石油、天然气和固态的硫磺、岩盐、钾盐、煤、铁、铜、镍、锡和重晶石等。[2］
（3）按照可持续发展的战略思想及人们的认识和勘探开发程度海洋矿产资源可划分为已开发利用的矿产资源、尚待开发利用的矿产资源、具有潜在开发价值的矿产资源。[3］
5.1.2 海洋矿产开采的特点
由于海洋是一个独立的自然地理单元,决定了海洋矿产开发具有与陆地资源开发所不同的特点。
2019-2020学年高中地理人教版选修2学案：第五章 第二节 海洋资源的开发利用 Word版含答案
第二节海洋资源的开发利用
情景导入目标定位
磷虾，海生品种，分布广，数量大，是许多经济鱼类和须
鲸的重要饵料，也是渔业的捕捞对象。南极磷虾的资源丰
富，估计南大洋有若干亿吨。被誉为“世界未来的食品库”。
中国产量最大的是黄海的太平洋磷虾。
磷虾资源极其丰富，毫无疑问，它是人类潜在的食物资源。
现在问题是各国已经在南极海洋中大量捕捞磷虾，如果磷
虾捕捞业不断扩大，势必危及南极鲸类的生存，它们将不
是死于捕鲸叉，而是死于饥饿。过度的捕捞将使南极脆弱
的生态系统产生灾难性的后果，因为在那里，几乎所有的
动物都直接或间接地依赖磷虾而生存。磷虾的进一步开发
利用是在所难免的，但是应该将其捕获量控制在最大的可
持续捕获量之内，以保护南极的生态平衡。
【思考】南极磷虾属于哪种海洋资源？还有哪些海洋资
源？
运用资料，说明海洋生物资源开
发利用中存在的问题及对策。
1.了解海洋资源的类型。
2.掌握海洋水资源、海水化学资
源、海洋生物资源和海底矿产资
源开发利用的特点和现状。
一、海洋水资源开发利用
海洋水资源利用通常是指海水的直接利用和海水的淡化。
1．海水的直接利用
就是用未经淡化的海水代替淡水来利用。例如，在农业利用上，用低盐度海水灌溉农田；在生活利用上，将海水用于公厕冲洗、消防用水等；在工业利用上，海水主要用作工业冷却水。
2．海水淡化
海洋水资源利用的主要方式。目前海水淡化因成本较高，尚未普及。随着海水淡化技术的逐渐成熟，生产成本的日趋降低，海水淡化正在成为一种安全、稳定，而且不受降水季节变化影响的供水源，在一定程度上缓解了滨海地区淡水资源短缺的现状。
第五章 海底矿产资源开发技术
①水下照相
一般由照相机、闪光灯和触发器三部分构成。
最新的发展是以声纳控制代替机械能触发器并配 备‘自返式’取样装置，在拍摄照片后自动返回 海面被回收。
缺点：不能连续地进行探矿，必须回收照相机， 照片冲出来后才能获得关于海床矿床的资料。
②水下摄像
连续地监测海底，将观测结果制成录相磁带作 永久保留。
七、海底矿产
海洋中所储各种矿物约 500 亿吨，若铺于地面， 则厚达200米；若装火车，其长度可从地球到太 阳。
1、镁：制造飞机和快艇的主要材料是铝镁合金。 镁比铝还轻，世界上金属镁和化合物的来源， 很大一部分直接和间接来自海水。 2、铁：世界各大洋底的铁矿总储量，可能达到 3000亿吨左右。
这些丰富的矿产资源以不同的形式存在于海洋中： 海水中的‚液体矿床‛；海底富集的固体矿床； 从海底内部滚滚而来的油气资源。
一、海底矿床种类
1、流体矿床，如石油、天然气（能源矿产）、 硫磺矿和浓盐液（冶金工业材料）； 2、坚硬整体矿床，如煤、铁、硫磺、石膏等； 3、松散矿床，如各种砂矿床，包括锡石、磁铁、 矿砂、重晶石、海绿石、锆石、金红石、钛铁矿 （稀有金属原料）、金刚石、银、铂（贵金属与 宝石）、锰、铬矿等。
2、柱状取样
常见有重力取样管、水压取 样管、活塞取样管(接触海底 时，活塞的下面通常要紧紧 地粘在海底泥土的表面不动， 而只让管子完全插入泥土中)； 需船只停止航行后用钢缆吊 着取样管到达海底取样。
海底矿产资源及其开发资料
波 斯 湾
霍 尔 木 兹 海 峡
阿 拉 伯 海
直 布 大 罗 西 陀 地中海 红海 洋 海 峡 印度洋 好望角 大西洋 马 六 印度洋 太平洋 甲 海 峡
海洋油气开发：
1、世界油气开发的进程
发展过程： 浅海大陆架 大陆架、大陆隆
2、海底石油生产过程
（1）勘探：
用地震波方法寻找
（2）油气开采：
Βιβλιοθήκη Baidu
泰国 马来西亚 印度尼西亚等
独 居 石
锆 英 石
金 刚 石
锡 砂 矿
滨 海 锡 砂 矿 分 布
泰国
二.石油和天然气
1. 分布：
• 海底石油和天然气主要分布在大陆架 • 分布区： 波斯湾、墨西哥湾、北海、马拉开波 湖和我国的近海。
世界石油分布
波斯湾、墨西哥湾、北海、马拉开波湖、中国近海
2. 特点：
• 一、分布广 • 二、矿种多 • 三、储量大 • 四、开采方便 • 五、易于选矿 • 六、开发投资较少
2 应用：
类型 分布 应用
建筑材料，半导体硅 固体燃料 ---钛 铌，钽 耐高温，耐腐蚀材料 南非大西洋沿岸
石英砂矿 分布广，储量最大
金红石 独居石 锆英石 金刚石 锡砂矿
澳大利亚 “金红石 之乡”
海岸线
潮上带 潮间带 水下岸坡 高潮水位 陆 低潮水位
化学化学与自然资源的开发利用海水资源的开发利用
海水资源开发利用
xx年xx月xx日
•引言
•海水淡化
•海水中资源的提取与利用
•海底矿产资源开发利用目
•海洋能资源的开发利用
•海水资源开发利用的挑战与展望录
01引言
水是生命活动的基础，具有独特的化学特性，如高沸点、高介电常数、高表面张力等。
水的化学特性
海水化学资源丰富，包括海水淡化、海洋生物、海洋地壳等。
海水化学资源
化学与自然资源
1海水资源的重要性
23
海洋能源资源丰富，如潮汐能、波浪能、海流能等，可提供可再生能源。
能源
海洋生物资源丰富，包括海洋生物药物、海洋食品、海洋生物基因等。
生物资源
海底矿产资源丰富，如锰结核、海滨砂矿等。
矿产资源
03
海洋能源
海洋能源是未来能源的重要来源之一，但由于技术难度大、成本高等原因，目前海洋能源的开发利用还处于初级阶段。
海水资源开发利用现状
01
海水淡化
全球约97%的淡水来自地表水，只有约3%来自地下水，海水淡化是解决水资源短缺的重要途径。
02
海洋渔业
海洋渔业是全球渔业的重要组成部分，由于过度捕捞等原因，全球海洋渔业资源面临枯竭的危机。
02海水淡化
通过加热蒸发海水，冷凝后获得淡水，包括多级闪急蒸馏、多效蒸馏和压汽蒸馏等。
蒸馏法
采用半透膜将海水分为淡水和海水，包括反渗透、超滤和微滤等。
膜过滤法
利用离子交换剂将海水中的盐离子置换为淡水，包括电渗析和离子交换等。
离子交换法
海水淡化技术
蒸馏法工艺
将海水引入蒸馏装置，加热至沸腾后产生蒸汽，蒸汽冷凝后生成淡水，收集并处理浓海水。海水淡化工艺流程
膜过滤法工艺
将海水加压通过半透膜，淡水透过膜进入淡水通道，浓海水则留在膜另一侧，从而实现淡
海底的矿产资源
海底的矿产资源
海底的矿产资源是指存在于海洋底部的各种金属、矿物和化学元素等
自然资源。这些资源包括但不限于石油、天然气、铜、铁、锰、锡、
钴等。
海底的矿产资源具有以下特点：
1. 丰富性：海洋面积广阔，其中蕴藏着大量的金属和非金属矿产资源，其总量是陆地上的数倍。
2. 分布广泛：海底矿产分布于全球各大洋及其周边地区，包括太平洋、大西洋、印度洋和南极洲周边地区等。
3. 开发难度大：由于水深较深，开采过程需要使用高科技设备和先进
技术，成本较高。
4. 环境影响：开采海底矿产会对海洋生态环境造成一定影响，如可能
导致生态系统变化以及污染等问题。
目前，国际上已经开始了对海底矿产资源的探索和开发。我国也在积
极探索和利用海底矿产资源，并已经取得了一定成果。例如，在南海
地区发现了丰富的天然气和石油资源，以及铜、铁、锰等金属矿产资源。
总之，海底的矿产资源是未来重要的发展方向之一，但在开发过程中需要注意环境保护和可持续发展。
2019-2020学年高中地理 第五章 海洋开发 第二节 海洋资源的开发利用1学案(新人教版)选修2
2019-2020学年高中地理第五章海洋开发第二节海洋资源的开
发利用1学案(新人教版)选修2
思维激活
根据《联合国海洋法公约》，我国可管辖的海域面积达300万平方千米，相当于我国陆地国土面积的1/3，这是我们中华民族持续发展的宝贵财富。但是，大多数公民还缺乏比较强烈的海洋意识和活跃的海洋进取精神。与经济发达的海洋国家相比，我们对于某些问题的看法和处理表现出明显差距和不应有的淡漠。同时，我国的海洋权益也面临严峻形势，在应归中国管辖的近300万平方千米海域中，有150万—190万平方千米的海域存在着同邻国的争议，严重存在着岛屿被侵占、海域被瓜分、资源被掠夺的状况。中国边缘海区中，除渤海为中国内海，不存在同邻国争议外，黄海、东海、南海都存在划界问题。例如中日钓鱼岛之争、中菲黄岩岛之争等。
海上石油钻井平台
为捍卫我国领土、领海的完整，你能做些什么？
提示：海洋是人类扩大生存空间的理想场所，海洋和陆地一样，都是国家的“国土”，是国家存在与发展的物质基础，是可持续发展的战略空间。美国科学家指出：“海洋是地球上最后的前沿领域，谁能最早、最好开发这个领域，谁就能获得最大的利益。”海洋是人类未来繁荣的源泉，建设海洋强国就要使我国海洋经济发达，海洋管理规范，海洋科技先进，海洋生态健康，海洋综合国力强大。因此，当前我们应加强海洋意识，即海洋国土意识，海洋开发意识、海洋保护意识。
自主整理
一、海洋水资源开发利用
海洋水资源利用通常是指海水的____________和海水的____________。
(1)海水的直接利用：就是用未经淡化的海水代替____________来利用。例如，在农业利用上，用____________海水灌溉农田；在生活利用上，将海水用于公厕冲洗、消防用水等；在工业利用上，海水主要用作____________。
自然资源部工作人员的海洋资源开发与保护技术
自然资源部工作人员的海洋资源开发与保护
技术
海洋资源作为地球上最为丰富的自然资源之一，具有重要的经济和生态价值，然而其开发与保护一直是各国政府的重要议题。自然资源部的工作人员在海洋资源的开发与保护方面发挥着重要的作用。本文将从技术角度探讨自然资源部工作人员在海洋资源开发与保护中所涉及的技术问题。
一、海洋资源开发技术
1. 海底矿产资源开发技术
海底矿产资源是海洋资源的重要组成部分，其开发技术对于满足人类对金属矿产的需求具有重要意义。自然资源部工作人员通过引入先进的勘探技术，如声纳和激光扫描技术，对海底矿产资源进行精确探测和评估。此外，利用深海机器人和无人潜水器等现代设备，实现对深海矿产资源的勘探、开采和转运。
2. 海洋能源开发技术
海洋能源开发是可再生能源领域的重要方向之一，包括潮汐能、波浪能、海流能等。自然资源部工作人员利用先进的测量和监测技术，对海洋能源资源进行评估和利用。例如，通过建立潮汐能和浪能发电站，实现海洋能源的有效开发。
3. 海水养殖技术
海洋中丰富的生物资源为海水养殖提供了广阔的发展空间。自然资源部的工作人员在海水养殖技术方面开展了大量的研究和实践。他们利用先进的养殖设备，如渔排和网箱，在合适的海域进行养殖，并采用科学的养殖管理方法，提高养殖效益。
二、海洋资源保护技术
1. 生态环境保护技术
海洋生态环境的保护对于维护海洋生物多样性和生态平衡具有重要意义。自然资源部工作人员通过建立海洋生态保护区和实施污染治理措施，保护海洋生态系统的完整性与稳定性。同时，引导渔业生产实行可持续发展，避免捕捞过度和破坏性捕捞等行为。此外，他们还利用遥感技术和无人机监测海洋环境变化，及时预警环境风险。
2021-2022高二地理人教版选修2学案：第五章 第二节 海洋资源的开发利用 Word版含答案
其次节 海洋资源的开发利用
[学习目标定位] 1.了解海洋水资源、化学资源、矿产资源开发利用的特点和现状。2.理解海洋生物资源开发利用中存在的问题和对策。
一、海洋水资源开发利用
1．直接利用⎩⎪⎨⎪
⎧
农业：低盐度海水浇灌生活：公厕冲洗、①消防用水
工业：工业②冷却水
2．海水淡化
(1)特点：平安、稳定、不受③降水季节变化的影响，但成本高。 (2)主要分布区⎩⎪⎨⎪
⎧
沿海④干旱、半干旱地区淡水供应困难的岛屿或矿区沿海城市
二、海水化学资源开发利用 1．海水化学资源
(1)特点：化学元素有80多种，大多属⑤微量元素，浓度极低。 (2)形成工业规模的主要有：⑥食盐、镁、溴等。 2．海盐生产
(1)海盐产量居世界首位的国家：中国。 (2)生产方法：盐田法、电渗析法、冷冻法。
(3)开发方向：⑦综合开发，即处理一次海水提取多种元素。 三、海洋生物资源开发利用
1．产业：海洋渔业、少量海洋药用生物资源的开发。 2．海洋渔业
(1)分布：浅海大陆架海疆，特殊是寒暖流交汇及海水上泛的海区。 (2)开发利用中存在的问题。 a ．过度捕捞。
b ．沿海⑧滩涂围垦和人工填海造陆等。
c ．⑨海洋污染、海洋工程。 (3)可持续进展的措施
a ．爱护海洋环境，防止⑩海洋污染，加强海洋管理。
b ．合理捕捞，捕养结合，由自然 采捕向海洋⑪农牧化转变。
四、海底矿产资源开发利用
1．分类及分布⎩⎪⎨⎪
⎧
滨海砂矿——滨海地区⑫油气资源——大陆架地区
多金属结核——大洋洋盆
2．开发利用特点：高⑬投资、高技术难度、高风险。 3．油气资源的分布
(1)探明地区：⑭波斯湾、北海、⑮几内亚湾、马拉开波湖、⑯墨西哥湾、加利福尼亚海岸。 (2)未探明地区：⑰北极地区、南极洲、⑱非洲、南美洲、 ⑲澳大利亚四周海疆。
2013年人教地理选修2课件：第五章第二节海洋资源的开发利用
_______________________________________。
(4)海南岛沿海地区有利于建设工业产品加工业， 从环境因素考虑，重化工区应主要分布在 ________沿海。 (5) 海 南 省 开 发 和 建 设 的 方 向 是
_______________________________________。
C．海潮侵袭
D．暴雨
【解析】
第(1)题，根据图中图例不难看出，
④为浅海暗礁、沙滩，适宜发展海水养殖业。 第(2)题，从图中看出，甲地为冲积、海积平原，
地处沿海，地势低平，易遭海潮侵袭，在此地
建设居民点应特别注意海潮侵袭。
【答案】
(1)D
(2)C
海水化学资源开发利用
1．海水中的化学资源
海洋被称为“液体矿山”“盐的故乡”，海水中
浮游生物繁盛，
为鱼类 提供饵料
温带海 域
①温带季节变化显著，冬季表层海水和底部海水交鱼群 换时，上泛的海底海水含有大量的营养盐类 ②暖流和寒流交汇或有冷海水上泛
饵料 丰富
2.海洋生物资源在开发利用中存在的问题及应对
措施
(1)存在问题：珍稀物种数量急剧减少；海洋物 种种群减少；海洋生物资源衰减。 (2)应对措施：针对上述问题，一方面要保护海 洋环境，防止海洋污染，加强海洋管理；另一
物资源的开发。
深海矿产资源的调查与开发
深海矿产资源的调查与开发
近年来，随着人们对能源和材料需求的不断增长，深海矿产资
源日益成为人们重视的焦点。对深海矿产资源的调查和开发不仅
可以扩大人类的资源基础，满足人们的需求，还有望推动经济和
社会的发展。本文将探讨深海矿产资源的调查与开发的现状和前景。
一、深海矿产资源的研究现状
深海矿产资源主要包括海底沉积物和海底金属矿床两大类。其中，海底沉积物富含锰、铁、铜、钴等金属元素，而海底金属矿
床则包括多种类型，如硫化物矿床、氧化物矿床、硅酸盐矿床等。
目前，世界上大多数的深海矿产资源还处于未知状态，其开发
与利用面临着很多的挑战与困难。首先，深海环境的复杂性和不
稳定性使得深海矿产资源勘查的难度很大。其次，深海矿产资源
的开发与利用需要巨大的资金投入和技术支撑，这对于很多国家
来说也是一大难点。
二、深海矿产资源的开发前景
随着国家矿产资源日益减少，深海矿产资源的潜力将逐渐得到
人们的重视。在利用深海矿产资源方面，科技的进步为开发提供
了更多可能性。例如，利用浮游微生物和深海金属还原菌对锰结
核等深海沉积物的微生物提取技术以及高精度海洋底刨矿机的研
制等，均为深海矿产资源的开发提供了技术支撑。另外，随着中
国提出“一带一路”倡议，深海矿产资源也成为一些国家追逐的目
标之一。
三、深海矿产资源的保护与管理
开发深海矿产资源必须要遵循可持续发展原则，保护深海生态
和环境。发展深海矿产资源不能以破坏生态为代价，更不能将深
海矿产资源开发和利用看作一种奢侈行为，而要遵循节约型、绿
色型的社会发展模式。深海矿产资源的保护与管理需要全球合作，建立有效的国际管理机制，加强海洋环境监测，加大深海生态调
海洋矿产资源开发技术
技术应用
海洋石油天然 气的勘探与开
采
大洋锰结核的 调查与开采
海洋石油天然气的勘探与开采
海洋石油、天然气，是指蕴藏在海底地层中的石油与天然气。海底油气的勘探阶段，要经过地质调查、地球 物理勘探、钻探三个步骤。地质调查是指在沿岸地质构造调查分析的基础上，用回声测探仪或航空拍照的资料来 研究海底地质、地形的特点。完成地质调查后，就要对可能形成储油构造的海区进行地球物理勘探。这是寻找海 底石油最基本的方法，主要包括重力、磁力、人工地震等勘探方式。地球物理勘探的结果只能是理论上说明海底 储油构造的存在与否，至于海底是否有石油，还要取决于最后一步——钻探。分析钻探取得的岩芯，就可以得出 油层的变化规律、性质以及分布情况，从而完成勘探阶段的使命而进入开采阶段段。
可持续发展
可持续发展
海洋矿产资源是人类社会可持续发展的重要物质基础，实现海洋矿产资源的可持续利用要求不断提高海洋资 源的开发利用水平，统筹兼顾资源开发与环境保护，实现海洋资源与海洋经济、海洋环境的协调发展。以海洋地 质工作为先导，不断增强海洋地质矿产勘探水平。海洋地质工作应坚持以国家需求为导向，在基础性、战略性和 公益性的综合海洋地质调查和研究工作中不断增强地质矿产勘探水平，尤其是资源评价和普查勘探力度。此外， 海洋公益性地质调查工作要加强与商业性矿产勘查开发相结合，做好基础资料的服务工作。制定海洋矿产资源开 发利用规划，不断增强海洋矿产资源管理水平。在对我国海域矿产资源调查摸底的基础上，尽快制定海洋矿产资 源开发利用规划。要对我国海域的优势矿种加以保护，根据国民经济发展合理安排各类矿产资源的开发利用。此 外，在海洋矿产资源管理中要加强有偿使用、持证开采、落实环境保护责任等措施。加强海洋矿产资源开发利用 的宏观调控与政策引导。我国海洋矿业是一个新兴的产业，除了海洋油气开发规模稍大一些外，海洋固体矿产勘 探开发需要不断深入。政府部门应该加强对海洋矿业的宏观调控与政策引导，鼓励、促进该行业健康、有序地发 展。加强海洋矿产资源开发利用高新技术研究与开发，加强国际合作，努力推广实施清洁生产。对于我国海洋矿 业企业而言，要围绕提高资源开采利用水平、降低开采成本、努力保护环境等来采取多方面的措施。一是要加强 海洋矿产资源开发，利用高新技术研究与开发；二是要加强国际合作，坚持走自我开发与国际合作并举的道路； 三是要树立保护海洋环境的意识，努力在企业中推广实施清洁生产。
海洋资源开发技术
海洋资源开发技术
随着全球经济的发展和人口的增加，海洋资源逐渐成为了国家经济发展的重要组成部分。海洋资源开发技术是指对海洋资源进行开发和利用的技术，涉及到海洋生物、海洋矿产、海洋能源等多个领域。本文将对海洋资源开发技术进行详细的介绍和分析。
一、海洋生物资源开发技术
海洋生物资源包括鱼类、贝类、海藻等。海洋生物资源的开发利用方法主要包括渔业、海洋养殖、海洋药物研发等方面。其中，渔业是目前最为传统和主要的海洋生物资源开发方式。渔业主要包括沿海渔业和远洋渔业两种。沿海渔业以捕捞商业性鱼类和贝类为主，而远洋渔业则是在远离岸边的深海区域捕捞。
海洋养殖是另一种海洋生物资源开发技术，也是近年来逐渐兴起的一种方式。与渔业不同的是，养殖工作是在海洋中人为地筛选出若干种经济价值高的水生生物，并通过科学的方法使它们进行良性繁殖与生长。这种方式可以充分利用周边海域的自然条件以及进行合理和安全的规划和建设，达到稳定地增加人们所需的水生生物产量。
海洋药物研发是国际上研究过程比较激烈和先进的领域之一。海洋药物来源于海洋生物体内含有的天然有机化合物，拥有其他领域无法替代的独特化学结构。近年来，海洋生物化学工程的开发已成为盛行的趋势，其价值不仅为药物领域提供了独特的源头，同时对基础研究，特别是新型天然产物的研究
也带来了前所未有的机遇。
二、海洋矿产资源开发技术
海洋矿产资源主要包括金属、煤等矿产和石油、天然气
等非金属矿产。海洋矿产资源开发技术主要包括海底矿产开采、海上钻井等。海底矿产开采需要先进行海底勘探，确定矿产类型和分布面积，再进行海底矿床的开采。而海上钻井是指在海洋表面进行的钻井作业，其工作原理与陆地上的钻井相似。
海洋深部矿产资源的勘探和开发技术
海洋深部矿产资源的勘探和开发技术在地球上，海洋深部是一个存储丰富矿产资源的地方，其中包括了金属硫化物、海底热泉以及天然气水合物等。这些矿产资源虽然在过去几十年里得到了广泛的关注，但是在技术上的限制还是使得深部矿产资源的勘探和开发变得十分困难。本文将重点讨论海洋深部矿产资源的勘探和开发技术。
勘探技术
海洋深部矿产资源的勘探十分困难，主要原因体现在以下三个方面：
1. 深度
海洋深部的深度一般达到了3000米以上，而且海底的水压对勘探设备的性能和寿命造成了很大的影响。随着技术的提高，现在可用的勘探设备可以深入海底10000米，但是勘探设备的成本显然是一个极大的问题。
2. 海底复杂的地形
海底的地形复杂多变，常常出现海底火山口、海底山脊以及大量的陷落和峡谷，这些地形特征给勘探工作带来了极大的困难。
3. 距离
海洋深部资源的勘探和开发一般需要在沿海地区进行，但是跨越数百公里的深海勘探线路需要使用高精度的GPS和激光测量仪器来确保勘探设备的位置准确无误。
在海洋深部矿产资源的勘探过程中，需要使用多种技术手段，包括声学图像、航空照片、电磁物理方法、地震勘探等方法，同时还需要将不同的技术手段结合起来，来提高勘探的效率和准确性。
开发技术
海洋深部矿产资源的开发一般分为两类：一类是沿海浅水区矿产资源的开发，另一类是深海深度较大的地区的矿产资源开发。
1. 沿海浅水区矿产资源的开发
沿海浅水区矿产资源主要包括珊瑚、珍珠、石油、天然气和硫
化物等。对于这些资源的开发，主要采用的是机械设备和化学方法。其中，石油和天然气的开发主要采用钻井技术，硫化物的开
海洋工程装置：海底资源的勘探与开发
海洋工程装置在海底资源勘探与开发中的重要性
保护海洋生态环境
• 海洋工程装置采用环保材料和工艺，减少对海洋环境的污染 • 通过海洋环境监测和生态修复技术，保护海洋生态系统的稳定和健 康发展
提高海底资源勘探效率
• 海洋工程装置可以搭载先进的探测设备，提高勘探精度和效率 • 通过大数据分析和人工智能技术，实现海底资源的精确勘探和定位
海洋工程装置的发展历程
01 20世纪初，海洋工程装置主要用于海洋捕捞和运输
02 20世纪中叶，随着海洋石油资源的发现，海洋工程装置开始应用于海底资源开发
03
20世纪末，海洋工程装置的应用领域不断拓展，包括海洋能源、海洋生物、海洋矿产等多个领域
04 21世纪初，随着科技的进步，海洋工程装置向智能化、环保化、大型化方向发展
海洋工程装置的材料选择与制造工艺
材料选择
• 高强度、耐腐蚀材料：满足海洋工程装置在恶劣环境下的使用要求 • 轻质、高性能材料：降低海洋工程装置的重量，提高其动力性能和稳定性 • 环保、可回收材料：降低海洋工程装置对环境的影响，实现可持续发展
制造工艺
• 焊接工艺：采用先进的焊接技术和设备，保证海洋工程装置的密封性和强度 • 涂装工艺：采用高性能的防腐涂料和涂装方法，提高海洋工程装置的耐腐蚀性能 • 装配工艺：采用精确的装配技术和设备，保证海洋工程装置的装配质量和性能
【高中地理】高中地理选修二讲学稿：第五章+海洋开发+
第五章海洋开发
第一节 海岸带开发
【课程标准】列举海岸带开发利用的主要方式。 【学习目标】
1、阅读材料，能说出海岸带的范围；
2、阅读图文材料，能概括出海岸带经济发展的优势；
3、阅读材料，能归纳出港口建设的区位条件； 【学习过程】
一、海岸带开发及其开发利用优势 1．海岸带：
活动一：阅读下图，完成填空。
（1）狭义：主体是指 ；
（2）广义：是指 向 两侧扩展到一定宽度的带状区域。 活动二：阅读教材P46，完成下列填空：
2．海岸带开发条件：
（1）自然：
①位置：海域和陆域的地带。
②资源：自然资源兼备和海洋双重性质，资源类别和最为丰富。
③生产力：是海洋、陆地和之间各种过程相互作用最活跃的区域，具
有很高
的和。
（2）社会：
海岸带密集，集中，具有、、等优势。
二、海岸带开发利用方式
活动三：阅读教材P46-47，完成下列填空：
1．滩涂资源开发：
①滩涂概念：大潮时位于线以下，线以上的
的特殊地带。
②滩涂的用
途：、、、
、；
③发展滩涂养殖的条件：充足、适宜、丰
富，是海洋鱼类回游、
产卵、繁殖后代的家园。
④存在问题：
围垦农田导致土壤；围造盐田、虾池诱发；河口围堵引起。
2、港口建设：
⑴概念：港口是货物和旅客并变换运输方式的场所，由和两部分组成。
⑵区位因素：
因
素陆域：筑港条件地势，有足够的长度和，用以布置库场、铁路、道路及生产辅助设施。
社会经济因素
腹地
有的经济腹地。
交通
的交通。
依托城市尽量依托，以提供港口建设所需要的大量人力、物力、财力。
（3）港口规划中应研究的问题：
①准确预测腹地范围和港口；
②评价腹地范围内水平、资源程度及其生产潜力；
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D第五章海底矿产资源开
发技术
The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
第五章海底矿产资源开发技术
海洋不仅覆盖地球面积的71%，而且淹没着及其丰富的海底矿产资源。其种类之多、储量之大、品味之高，是陆地同类矿产无法比拟的。在地球上已发现的百余种元素中，有80余种在海洋中存在，其中可提取的有60余种。可以说，海水是巨大的“液体矿床”。此外，已经探明，海底还富集着大量固体矿床，包括多金属结核、铁锰结壳、热液，估计贮量约有3万m3。目前已经开采的石油，有30%来自海洋。[1]
海洋石油的产值在海洋经济总产值中名列首位，而海滨与浅海矿砂是目前投入开发的第二大矿种。海洋矿砂品种繁多，已开采的有锡石、锆英石、钛铁矿、磁铁矿、金江石、金、独居石、磷、红柱石等。海底矿产资源中，更大量的是潜在资源，如大洋锰结核、海底热液矿、富钴结壳等。
海底矿产资源概述
海洋矿产资源主要是指海底油气、多金属结核、海底热液和海滨、浅海中的砂矿资源。
5.1.1 海底矿产的分类
（1）按性质可分为金属矿产、非金属矿产和燃料矿产。
（2）按矿产的结构形态可分为沉积物矿（非固结矿）和基岩矿（固结矿）。
沉积矿包括海滩矿砂、大陆架沉积矿和深海沉积物矿；基岩矿主要是指海底松软沉积物以下硬岩中的矿藏，包括非固态的石油、天然气和固态的硫磺、岩盐、钾盐、煤、铁、铜、镍、锡和重晶石等。[2]
（3）按照可持续发展的战略思想及人们的认识和勘探开发程度海洋矿产资源可划分为已开发利用的矿产资源、尚待开发利用的矿产资源、具有潜在开发价值的矿产资源。[3]
5.1.2 海洋矿产开采的特点
由于海洋是一个独立的自然地理单元,决定了海洋矿产开发具有与陆地资源开发所不同的特点。
（1）由于深海的极端环境。深海矿产资源都赋存于水深千米的深海底，多金属结核赋予水深5000~6000m的海底表面、富钴结壳生长在水深2000~4000水深的海山上，热液硫化物多赋存与2000~2500m水深的海床。极端环境的表现如下：海水腐蚀；海底无自然光；海洋环境的风、浪、六等构成复杂流场；深海大部分地方处于1℃的低温，而热液口的温度高达近400℃。这样一个复杂超长的极端环境，给深海作业及装备的可靠性和维修更换维修周期等提出许多极高的要求，工作设备要承受高达20~60MPa的巨大水压，海水中电磁波传播衰减严重，其技术开发难度毫不逊色于太空技术。
（2）由于海底矿产资源的特殊赋存状态。目前陆地上具有经济开采价值的金属矿产资源，不论是露天开采还是地下开采，基本上都是采用钻孔爆破，有轨、无轨车辆或提升机、皮带输送等方法进行开采。然而，深海底的多金属结核以及直径仅数厘米的结核状赋存于极稀软的海底沉积物表面、富钴结壳以厚度仅数厘米的壳层黏附在地幸福在的海山基岩上、热液硫化物虽然已大块矿床形式存在，但矿床规模都相对较小，沿用陆地上的现有开采技术不具备经济开采价值。因此，深海矿场资源的开采原理、工艺和装备都不能直接移植陆地上已发展成熟的采矿技术。海洋采矿是涉及诸多行业和学科的高技术密集型的系
统工程,如地学、机械、电子、通讯、冶金、化工、物理、化学、流体力学等学科和造船业、远洋运输业等行业支持海洋矿产的开发。同样,海洋采矿的发展势必促进这些行业和学科的进一步发展,这就具有重要的战略意义。
（3）深海采矿环保限制标准。除与陆地采矿一样有废水废渣的处理外，深海采矿作业中对海底的扰动程度将是一个极为重要的有别于陆地采矿的限制标准，使得深海采矿的技术难度进一步增加。海洋采矿中应注意与其它海洋资源开发之间的关系。它们之间相互促进、相互制约。此外在开采中还要注意保护海洋环境,避免污染和破坏海洋生态平衡,即注意开发和保护之间的矛盾,所以需要精细的管理,以求获得最佳的经济、环境和社会效益的统一。
(4)国外实践表明,海洋(深海)矿产开采新技术,从开始研制到投入实际应用,通常需要10～20年的时间,周期较长。如日本从1975～1997年投资10亿美元,研究锰结核的勘探和技术开发,进入试采阶段;美国与日本几乎同期开始进行大洋矿区的勘探和采矿技术的研究,累计投资15亿美元;印度、英国、意大利等国也经过了长期的研究。可见各发达国家这种长期的投入研究不仅仅是解决国内经济发展的需求,主要是面向未来,是对未来的研究和投资。
(5)海洋矿产开发具有国际性的特点。海底矿产资源可能是跨国界或共享的,涉及各有关国家之间的利益,需要国际之间的协调和合作。[4]
海底矿产资源勘探方法[5]
海底矿产资源的勘探方法分为浅海勘探和深海勘探。深海勘探的对象主要是锰结核矿、热液矿；浅海勘探的对象很多，有石油、煤、铁和各种金属矿砂。
勘探方法有直接方法和间接方法。直接方法主要有观测和取样；而间接方法主要有声学探测技术、地球物理方法和地球化学方法
5.2.1 直接方法
5.2.1.1 观测
及观测海底矿床在海底中的位置，在浅的水域主要靠潜水员进行观测，而在较深的水域要靠载人潜水器进行观测。较常用的直接观测海底的方法是利用照相机和水下电视。目前水下照相机在海洋地质调查中一发展成一种比较完善的工具，在研究海洋矿床方面已被广泛地采用。水下照相机能够连续的的拍摄海底相片，在拍摄过程中使用照相机刚好高于海底的位置上拖曳，同时周期性的被触发。
目前已利用各种具有广角镜头并能拍摄数百帧照片的大型静止照相机。德国采用的70mm海底静止照相机，能曝光大约300次。这种照相机由具有能源和电子控制装置的照相机、闪光灯和触发器三部分构成。当粗发起重锤触及海底。它能够自动摄取海底照片。最新的发展是以声呐控制代替机械能触发器并配备自返式取样装置，在拍摄照片后自动返回海面而被回收。但是水下照相的缺陷是不能连续的进行探矿不得不将照相机从海底回收，并且必须等到照片冲出来以后才能获得光宇海床矿床的资料。利用水下电视可以连续的监测海底，并可将观测结果录制成碟永久保留。但由于海底缺少光线以及摄像系统的分辨率不得不以缓慢的速度拖曳，因此在水下电视操作期间所耗费的船时相对较多。
5.2.1.2 取样