Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

1. Геологическое строение дна Мирового океана

3. Твердые ископаемые Мирового океана

4. Минеральные ресурсы Мирового океана и возможности их освоения

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

Актуальность исследования. По мере истощения полезных ископаемых на суше добыча их из океана будет приобретать все большее и большее значение, так как океанское дно представляет собой колоссальную, еще почти не тронутую кладовую. Некоторые полезные ископаемые открыто лежат на поверхности морского дна, иногда почти у самого берега или на сравнительно небольшой глубине. Естественно, что такие месторождения начинают разрабатывать в первую очередь, так как здесь можно использовать лишь слегка модернизированное обычное оборудование.

В ряде развитых стран запасы руды, минерального топлива и некоторых видов строительных материалов настолько истощились, что их приходится импортировать. По всем океанам курсируют огромные рудовозы, перевозящие с одного континента на другой закупленные руду и каменный уголь. В емкостях танкеров и супертанкеров транспортируют нефть. Между тем зачастую совсем рядом имеются свои источники минеральных ресурсов, но они скрыты под слоем океанской воды.

Большой интерес для промышленной добычи в зоне шельфа представляют различные строительные материалы -- песок, гравий, щебень. Как правило, они отличаются высокими качествами, ибо сама природа позаботилась об их сортировке по размерам составляющих частиц. Запасы такого рода стройматериалов в зоне шельфа почти неограниченны, и потому их добычу ведут многие приморские страны. Только в США из моря ежегодно получают 0,5 миллиарда тонн песка и гравия для строительных нужд. Транспортировка на берег или погрузка материала на баржи осуществляется по трубам в смеси с водой, поэтому стоимость его относительно невысока.

В некоторых теплых морях огромные участки грунта состоят из напластований раковин мелких двустворчатых моллюсков. Это почти чистая известь, пригодная для использования в строительном деле, но главным образом она идет на подкормку домашних птиц. Большие запасы битой «ракуши» имеются в Азовском море. Ежегодно тысячи тонн этого ценного материала отправляются отсюда на птицеводческие хозяйства страны. Интересно, что запасы «ракуши» при этом практически не уменьшаются -- раковины отмершего поколения моллюсков восполняют нанесенный ущерб.

Ближе к внешнему краю шельфа во многих частях Мирового океана обнаружены конкреции, содержащие большое количество фосфора. Их запасы еще окончательно не разведаны и не подсчитаны, но, по некоторым данным, они достаточно велики. Так, у берегов Калифорнии имеется месторождение около 60 миллионов тонн. Хотя содержание фосфора в конкрециях всего 20--30 процентов, добыча его с морского дна экономически вполне выгодна. Обнаружены фосфаты и на вершинах некоторых подводных гор в Тихом океане. Главная цель добычи этого минерала из моря -- производство удобрений; но, кроме того, он используется и в химической промышленности. В качестве примесей фосфаты несут в себе также ряд редких металлов, в частности цирконий.

На отдельных участках шельфа морское дно покрыто зеленым «песком» - водной окисью силикатов железа и калия, известной в минералогии под названием глауконита. Этот ценный материал находит применение в химической промышленности, где из него получают поташ и калийные удобрения. В небольших количествах глауконит содержит также рубидий, литий и бор.

Цель работы - проанализировать полезные ископаемые Мирового океана.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Рассмотреть - геологическое строение дна Мирового океана.

2. Рассмотреть - нефтегазоносные районы Мирового океана.

3. Охарактеризовать - твердые ископаемые Мирового океана.

4. Проанализировать - минеральные ресурсы Мирового океана и возможности их освоения.

Объект исследования - минеральные ресурсы Мирового океана.

Предмет исследования - полезные ископаемые Мирового океана.

1. Геологическое строение дна мирового океана

Под словом «земля» мы обычно подразумеваем сушу, а не безбрежные воды океанов, хотя они занимают 70,8% поверхности всей планеты. Давно уже известно, что океаны - это водные бассейны, заполняющие огромные впадины нашей планеты, а суша - материки - это крупнейшие поднятия земной поверхности, как бы острова среди океанов. «Белых пятен» на карте суши уже почти нет. А вот подводные пространства Земли, скрытые поверхностью океана, хранят в себе еще много тайн.

Как установлено, геологическое строение дна океанов очень сложно и во многом отличается от материковой суши. Между тем, если не знать геологического строения дна Мирового океана, нельзя представить себе и строение Земли в целом, нельзя понять законы ее геологического развития. А нужно ли это людям? Есть ли практическая необходимость проникнуть в тайны океанского дна?

Издавна людей интересовало, как устроено дно океана. Прежде всего, мореплавателям нужно было знать, что ждет корабль в открытом море: огромные глубины или опасные скалистые мели -- такой вопрос задавал себе каждый, кто отправлялся в плавание. По мере развития техники мореплавания интерес к океану возрастал. Моряки научились измерять океанские глубины и по характеру их изменения даже грубо определять местонахождение корабля. Так, если глубины начинали резко уменьшаться, капитаны судов ожидали приближение берега. Появление подводных лодок усилило интерес моряков к строению морского дна на значительно больших глубинах. Строением дна стали интересоваться и рыбаки: обычно треска, палтус, камбала и другая промысловая рыба собирается у краев отмели, вершин подводных возвышенностей и некоторых частей склонов; там ее ловят тралами. Вместе с тем рыбакам важно знать и характер грунта, чтобы не задеть за скалы и валуны -- так можно порвать, а то и совсем оборвать трал или забить траловую сеть илом. Но даже если рыбаки ловят и не донную рыбу, а плавающую вблизи поверхности или в толще воды -- сельдь, сайру, тунца, то им также небезынтересно строение дна океана. Оказывается, эти рыбы часто держатся над банками (отмелями) и вершинами подводных гор, потому что восходящие движения глубинных вод океана над склонами таких форм рельефа выносят наверх соли, способствующие развитию планктона, которым питаются рыбы.

Заинтересовались морским дном и геологи. Залежи нефти и природного газа на дне Каспийского моря, в Мексиканском заливе и в Северном море, россыпи руд марганца, меди и фосфатов в Тихом океане - все это обнаружено в таких количествах, которые не идут в сравнение с минеральными богатствами суши многих стран мира. И еще одна причина заставляет геологов исследовать дно океанов: минеральные богатства на поверхности суши с каждым днем убывают - мы расходуем их весьма интенсивно. В глубинах Земли их еще очень много, но искать там трудно и дорого. Поиски полезных ископаемых в глубинах материковой суши будут намного легче, если знать законы геологического развития земной коры. Огромные пространства суши в прошлом были заняты морями и океанами, а они развивались по тем же законам, которые управляют развитием дна современных морей и океанов. Изучая дно, мы найдем ключ к пониманию геологического прошлого материков, их глубинного строения и, следовательно, ключ к подземным кладовым полезных ископаемых, которые будут использоваться для блага человека.

Вот и выходит, что географию и геологию подводного мира необходимо знать, чтобы лучше использовать на благо человека природные условия и богатства Мирового океана и Земли в целом. Поэтому воды океанов теперь бороздят не только грузовые и пассажирские, рыболовные и военные корабли, но и исследовательские суда, измеряющие глубины океана и изучающие геологическое строение его дна.

Рельеф дна Мирового океана, так же как и рельеф суши, формировался на протяжении всей геологической истории земного шара. Его общий характер создавался в процессе изменения поверхности Земли под влиянием вертикальных и горизонтальных перемещений земной коры, ее поднятий в одном месте и опусканий - в другом, а также под влиянием вулканической деятельности и землетрясений.

Как показали многочисленные измерения глубин, произведенные в различных местах Мирового океана, рельеф его дна по своему характеру имеет много общих черт с рельефом суши. Для рельефа дна Мирового океана так же, как и для рельефа суши, характерны горные хребты и отдельные возвышенности, высокие с крутыми склонами плосковершинные плато, остроконечные пики и обширные плоскогорья, огромные котловины, узкие и вытянутые долины, ущелья и глубокие впадины. При этом глубина впадин океана значительно превышает высоту самых высоких гор на суше. Например, глубина самой глубокой из известных в настоящее время Марианской впадины в Тихом океане составляет более 11000 м, в то время как на суше высота самой высокой горы Эверест составляет лишь 8882 м.

Рельеф дна Мирового океана подвержен постоянному изменению. Течения и волнения своим действием размывают возвышенности и разрушают берега, сглаживая их очертания и пере­нося этот размытый материал в другие места побережья и в пониженные места океана, постепенно заполняя их. Вместе с тем под влиянием вулканических подводных извержений и землетрясений на дне океана создаются новые формы рельефа в виде конусообразных поднятий или глубоких впадин.

Рельеф дна материковой отмели в общем ровный, спокойный. Он имеет отдельные низкие округлой формы холмы, образующие отмели, называемые банками, а также неглубокие ложбины и желоба. В отдельных районах на материковой отмели вследствие деятельности некоторых живых организмов - корал­лов и известковых водорослей - создаются сложные фантастические рельефные образования, которые часто возвышаются над уровнем океана в виде островов. Коралловые образования, скрытые под водой или выступающие при понижении уровня воды, называются коралловыми рифами.

Коралловые острова и рифы характерны для материковой отмели в тропических и субтропических широтах, где температура воды круглый год не ниже 20, т.е. такая, какая необходима для развития кораллов. Иногда коралловые рифы тянутся на много километров вдоль берегов, образуя барьеры. На­пример, Большой Барьерный риф у северо-восточного берега Австралии тянется на 2000 км, барьерный риф у Новой Каледонии имеет протяженность 1500 км.

Часто в местах впадения в океан рек и в других местах на материковой отмели и на материковом склоне расположены до­лины, оставшиеся после рек, протекавших здесь в прошлом, или возникшие в результате тектонических процессов. Эти подводные долины, так как и склоны гор на суше, расчленяют материковую отмель и материковый склон глубоко врезанными ущелья­ми, которые называются каньонами. Подводные каньоны имеют вид узких и глубоких ущелий с очень крутыми склонами.

На ложе Мирового океана простираются высокие и большой протяженности горные хребты, подобные горным хребтам Кордильер или Аид, огромные по своим размерам котловины, отдельные плато и островершинные пики, узкие ложбины и глубоководные впадины. Глубоководных впадин в Мировом океане в настоящее время насчитывается 18; они в основном сосредоточены в океаническом полушарии, большую часть которого занимает Тихий океан.

Геологическая деятельность Мирового океана. Полезные ископаемые дна Мирового океана.

Водная оболочка Земли покрывает почти 71% ее поверхности (362 млн. км 2), что в 2,5 раза больше площади суши (149 млн. км2или 29%), так что нашу планету можно назвать океанической. Объем вод океанов и морей оценивается в гигантскую цифру 1,4 млрд. км 3 , тогда как вся гидросфера составляет 1,8 млрд. км 3 . Распределение акваторий океанов таково, что в северном полушарии, считающимся материковым, суша занимает 39,3%, а океаны - 60,7%. В южном, океаническом полушарии, соответственно 19,1% и 80,9%.

Геологическая деятельность океанов и морей осуществляется разными процессами:

· абразией (“абрадо” - соскабливать, лат.), разрушением береговых линий волнами, приливами, течениями;

· переносом разнообразного материала, выносимого реками, образующимися за счет вулканизма, эоловой (ветровой) деятельности, разносимого льдом, а также растворенного вещества;

· аккумуляция или отложения осадков: биогенных, гидрогенных (эвапоритов, железо-марганцевых конкреций), обломочных и космогенных (сферул);

· преобразование осадков в породы или диагенез и пере отложения осадков. Прежде чем рассматривать геологические процессы в океанах и морях, необходимо сказать о свойствах самой водной массы и ее перемещении под действием различных сил.

2. Нефтегазоносные районы Мирового океана

Одна из наиболее острых и актуальных проблем в настоящее время - обеспечение всевозрастающих потребностей многих стран мира топливно-энергетическими ресурсами. К середине XX в. их традиционные виды - уголь и древесное топливо - уступили место нефти, а затем и газу, ставшими не только главными источниками энергии, но и важнейшим сырьем для химической промышленности. За 20 лет, с 1950 по 1970 г., мировое потребление нефти повысилось в 4 раза, а природного газа в 5 раз. В мировом энергетическом балансе доля нефти и газа достигла 64%, в том числе во всех развитых странах она превысила 75%, из которых на государства Западной Европы в 2000 г. приходилось 67%, а США - около 80%. Однако далеко не все районы земного шара в одинаковой степени обеспечены этими полезными ископаемыми.

Большинство промышленно развитых стран удовлетворяют свои нужды за счет импорта нефти. Даже США, одно из крупнейших государств - производителей нефти (примерно треть ее мировой добычи), более чем на 40% покрывает свой дефицит ввозимой нефтью.

Япония, вторая из стран по объемам использования нефти, добывает ее в ничтожно малых количествах, а закупает почти 17% нефти, поступающей на мировой рынок. Западноевропейские государства импортируют до 96% расходуемой нефти, и их потребности в ней продолжают расти.

К началу XXI в. ведущее место в энергетике принадлежит нефти, газу и отчасти углю, несмотря на интенсивное развитие и успехи атомной энергетики. Это повлечет за собой заметное уменьшение запасов горючих ископаемых, так как их возобновление требует многих тысяч лет. В настоящее время существуют довольно разноречивые оценки мировых нефтегазовых ресурсов и темпов их потребления, и все они носят ориентировочный характер. Обычно с увеличением добычи этих ископаемых пропорционально возрастают их разведанные запасы в мире в целом, но в развитых странах добыча нефти, например, опережает рост её разведанных запасов. Кроме того, потребление нефти и газа во многом определяется рыночной конъектурой, поэтому оно заметно изменяется от года к году, иногда в течении нескольких лет. Наконец, нехватка собственной нефти и газа и стремление уменьшить зависимость от их импорта стимулирует многие страны к расширению поисков новых нефтегазоносных месторождений. Развитие, обобщение результатов геологоразведочных работ за последние 20-30 лет убедительно показали, что главным источником добычи нескольких десятков миллиардов тонн нефти и триллионов кубометров газа может служить дно Мирового океана.

По современным представлениям, нефть и газ в недрах Земли создаются в результате преобразования рассеянного органического вещества, свойственного субаквальным осадком. При этом необходимое геологическое условие такой трансформации - существование в районах образования и накопления нефти и газа больших по размерам осадочных толщ. Они формируют крупные нефтегазоносные осадочные бассейны, которые представляют собой целостные автономные системы, где протекают процессы нефтегазообразования и нефтегазонакопления. Морские месторождения нефти и газа располагаются в пределах этих бассейнов, большая часть площади которых находится в подводных недрах океанов и морей. Планетарные сочетания осадочных бассейнов представляют собой главные пояса нефтегазообразования и нефтегазонакопления Земли (ГПН), подразделяемые на три основных типа: эпигеосинклинальные, перикратонные (краевые) и периокеанические. Геологи установили, что в ГПН существует комплекс природных предпосылок, благоприятных для развития крупномасштабных процессов нефтегазообразования и нефтегазонакопления.

Не случайно, поэтому из 284 известных на Земле крупных скоплений углеводородов 212 с запасами свыше 70 млн. тонн обнаружено в пределах ГПН, простирающихся на континентах, островах, океанах и морях. Однако значительные месторождения нефти и газа распределены неравномерно между отдельными поясами, что объясняется различиями геологических условий в конкретных ГПН.

Всего в мире известно около 400 нефтегазоносных бассейнов. Из них примерно половина продолжается с континентов на шельф, далее на материковый склон и реже на абиссальные глубины. Приуроченность осадочных бассейнов к участкам сочленения континентальных и океанических структур позволяет констатировать зависимость количества подводных бассейнов в том или ином районе Мирового океана от протяженности береговой линии.

Для морских нефтепромыслов характерны высокие темпы роста объемов добычи за последние полтора десятилетия. Морскими нефти разработками ныне охвачено около 350 месторождений, расположенных в разных районах Мирового океана.

Существенная особенность современных морских нефтепромыслов -- их размещение в пределах шельфа. Добыча нефти ведется главным образом до глубин 200 метров.

В настоящее время сложилось несколько крупнейших центров подводных нефтеразработок, которые определяют ныне уровень добычи нефти в Мировом океане. Главный из них - Персидский залив. В его недрах сосредоточено 12-13 млрд. тонн извлекаемых запасов нефти и 3,6- 3,9 трлн. м3 природного газа. Здесь извлечено несколько более 200 млн. тонн нефти и 42,0 млрд. м3 газа, что равно соответственно 40 и 25% от их мировой добычи на море в год.

Второй по объему добычи район - Венесуэльский залив и лагуна Маракайбо. Его запасы нефти на 2005 год оценивались в 1,5 млрд. тонн, а годовая добыча составляла более 100 млн. тонн.

Крупными запасами нефти (410 млн. тонн) и газа (1030 млрд. м3) обладает Мексиканский залив, где извлекается более 50 млн. тонн нефти и 115 млрд. м3 газа в год.

Богат нефтью Гвинейский залив, запасы которого оцениваются в 1,4 млрд. тонн, а ежегодная добыча составляет 50 млн. тонн.

Северное море сравнительно недавно стало важным районом добычи нефти и газа, запасы которого пока ориентировочно оценены в 3-7 млрд. тонн. В 2006 году. Здесь было добыто 30 млн. тонн нефти.

Другие, довольно многочисленные нефтегазоносные участки Мирового океана с меньшими запасами и объемами добычи представляют существенный интерес для тех стран, которые ведут добычу.

Крупнейшие районы нефтегазодобычи из подводных недр - Персидский, Венесуэльско-Маракаибский и Гвинейский - расположены у берегов развивающихся стран, поставляющих на мировой рынок нефть и газ. Только Мексиканский и Североморский районы находятся у побережий развитых стран - крупных потребителей жидкого и газообразного топлива. Для некоторых европейских стран (Великобритания, Норвегия и др.) добыча нефти и газа со дна Северного моря стала существенным стимулом промышленного роста.

В настоящее время многие страны, в том числе и те, где добыча нефти и газа из подводных недр высокоразвита, ведут разведку новых нефтегазоносных акваторий.

Перспективная на нефть и газ площадь дна океанов и морей равна примерно 60-80 млн. км 2 , в том числе около 13 млн. км 2 приходится на районы с глубинами до 200 метров, что составляет почти половину всей площади шельфа Мирового океана. Прогнозные геологические запасы углеводородов в осадочной толще океанов и морей, по оценке советских и зарубежных специалистов, достигают 60-70% от общемировых. В недрах дна Мирового океана (без районов территориальных вод социалистических стран) может быть обнаружено 550 млрд. тонн нефти и 260 трлн. м3 газа, из которых на современном уровне техники добычи (без учета стоимости) можно извлечь около 230 млрд. тонн нефти, 200 трлн. м3 газа. При этом более 60% возможно извлекаемого количества нефти и газа приходится на долю шельфа. Пока еще не учтены возможности нефтегазо-накопления в осадочных породах подножия материков, где геологические условия благоприятны для генерации углеводородов.

Главный элемент разведки и добычи нефти - бурение. В море оно ведется либо со своеобразных гидротехнических сооружений - стационарных оснований для буровых, либо с передвижных буровых установок. Широко распространены основания в виде стальных конструкций. На первых этапах их устанавливали в море на забитые в дно металлические сваи на глубинах до 20-30 метров. Их полностью собирали и монтировали в море, а это возможно лишь при спокойной погоде.

Более совершенной конструкцией таких островов стали крупноблочные основания. По своим техническим данным они используются на глубинах 60-90 м. Это существенный шаг в освоении морских нефтегазоносных акваторий. Кроме того, основания такого типа позволили индустриализировать строительно-монтажные работы. Крупные блоки оснований целиком изготовляются на заводах и доставляются на место строительства в море.

Здесь специальное крановое судно в короткое время монтирует искусственный остров и устанавливает на нем буровую вышку. Свайные и крупноблочные производственные площадки располагаются в море либо в виде отдельных оснований, либо связанных между собой, а во многих случаях и с берегом эстакадными переходами. С тех и с других ведется бурение одиночными и групповыми (кустом) скважинами. Подобные морские нефтепромыслы наиболее широко распространены в нашей стране, а также в США и Венесуэле. Стационарные основания, главным образом крупноблочной конструкции, могут применяться и на глубинах 100 метров и несколько больше, однако их сооружение требует очень больших затрат.

В настоящее время для морского бурения начали применять передвижные основания. Они представляют собой крупные платформы с буровой установкой, которые буксируются в нужную точку, где устанавливаются на дно с помощью выдвижных ног-опор.

Для работы на глубинах более 200 метров конструируются и внедряются в практику безопорные платформы. Одну из них в течение 10 лет довольно успешно эксплуатирует на глубинах около 200 метров французская нефтяная компания, по заказу которой строится еще одна такая же платформа.

Более мобильное и, следовательно, более эффективное средство морского глубоководного бурения -- суда с буровыми установками на борту. Они ведут бурение через киль, а современная электронная и гидроакустическая аппаратура обеспечивает фиксацию судна в нужной точке и повторное попадание буровых труб в устье подводной скважины.

Даже столь краткое рассмотрение основных средств разработки нефтегазовых месторождений в Мировом океане показывает, что добыча нефти и газа с морского дна представляет собой сложную и специфическую инженерно-техническую задачу, на решение которой направляются крупные капиталовложения. Применение той или иной техники добычи зависит от природных условий в районе промысла. Наиболее существенно на эксплуатационные расходы влияют: глубина места, толщина и твердость породы, в которой ведется бурение, гидрометеорологические условия (ветроволновой режим, ледовитость и т. п.), естественная защищенность промысла и его удаленность от берега. Теперь, когда обращается серьезное внимание на недопустимость утечки нефти в море, на промыслах обычно предусматриваются природоохранные меры, что тоже связано с определенными расходами. Рельеф дна между берегом и морским нефтепромыслом определяет возможность прокладки трубопровода под водой.

Кроме того, добыча нефти и газа из морских недр требует применения дорогостоящей техники. Для нее характерны высокие общие производственные издержки. Например, стоимость буровой платформы для работы на глубинах порядка 45 м равна 2 млн. долл., на глубинах 160-320 метров от 6 до 30 млн. долл. Эксплуатационное основание для глубоководной добычи в Мексиканском заливе будет стоить 113 млн. долл.

Как уже отмечалось, с увеличением глубины в районах нефтяных и газовых промыслов заметно повышаются и эксплуатационные расходы. На глубинах порядка 15 метров при использовании передвижной буровой дневные затраты равны 16 тыс., на глубинах 40 метров 21 тыс. долл. Применение самоходной платформы на глубине 30 метров повышает расходы до 1,5 млн., а на глубине 180 метров до 7 млн. долл.

Таким образом, высокая стоимость нефти на глубинах 300 метров и более делает ее рентабельной только на крупных месторождениях.

Неодинаковы затраты на добычу "подводной" нефти в разных географических условиях. Открытие одного месторождения в мелководном Персидском заливе обходится примерно в 4 млн. долл., во внутренних морях Индонезии - почти в 5 млн., а в Северном море - порядка 11 млн. долл.

Сопоставление общих затрат на добычу нефти на суше и на море показывает, что частично они более значительны для первых, частично - для вторых разработок. К примеру, на суше более высоки издержки на разведку, так как здесь промышленный дебит нефти дают лишь 12% скважин, а на море - 42%. На континентальных месторождениях нефть залегает обычно глубже, чем на морских, поэтому на суше бурением проходится большая толща породы, чем на море, а бурение - один из наиболее капиталоемких процессов добычи. Довольно дорого на суше стоит подготовка участка для бурения.

Стоимость лицензии на разработку морского месторождения вдвое выше, чем континентального. Большие расходы связаны с применением специальной дорогостоящей техники. Значительных затрат требует сооружение хранилищ и транспортировка нефти и газа к берегу. Вместе с тем, как правило, высокий промышленный дебит морских скважин существенно снижает эксплуатационные расходы по сравнению с эксплуатационными расходами при добыче на суше.

В среднем пока извлечение нефти со дна моря обходится несколько дороже, чем ее добыча в соответствующих районах на суше. На некоторых акваториях поиск и добыча ее ещё не стали рентабельными. Однако для мирового производства жидкого топлива в целом нефть, добытая со дна моря, стала конкурентоспособной по сравнению с нефтью, добытой на суше. Кроме того, в современных условиях спрос на нефть опережает предложение. Это влечет за собой повышение цен на нее и стимулирует рост капиталовложений в освоение подводных нефтяных месторождений. Общие затраты на разведку и добычу нефти со дна моря в капиталистических странах достигают примерно 1/3 всех расходов по нефтегазовой промышленности. В начале 70-х годов на разработку морских нефтегазовых месторождений было израсходовано 25 млрд. долл., к началу 80-х годов эти расходы увеличились почти вдвое. Самые большие вклады в освоение подводных нефтегазовых месторождений в начале 70-х годов приходились на долю США (около 19 млрд. долл.), но в последующие годы по темпам роста капиталовложений их опередили Канада, Австралия и североморские государства.

По ценам на январь 2002 г. было продано нефти и газа, полученных из морских месторождений, на общую сумму порядка 100 млрд. долл., что в 4 раза превысило затраты на их добычу. Это свидетельствует о том, что морские нефтегазовые промыслы в настоящее время дают значительную прибыль. Заметное влияние на них оказывает рыночная конъюнктура, что проявляется в общем в двух основных аспектах.

Во-первых, регулярное повышение цен на нефть и газ в последнее десятилетие вместе с совершенствованием техники добычи увеличивает рентабельность морских промыслов, так как издержки на разведку и на извлечение этих видов топлива с лихвой покрываются его продажей по высоким рыночным ценам. Вместе с тем применение новой техники и современных способов хранения и транспортировки морской нефти снижает ее себестоимость.

Во-вторых, расширение производства нефти и газа в результате освоения морских площадей увеличивает топливные ресурсы развивающихся стран -- основных экспортеров нефти и в значительной мере ослабляет зависимость от импорта нефти некоторые развитые страны, в частности Норвегию и Великобританию.

В то же время многим развитым капиталистическим странам свойственна явно выраженная нефтяная экспансия, особенно в отношении подводных залежей, так как получение лицензий на морские месторождения, вероятно, проще, чем на континентальные, находящиеся на территории государства. Так, крупнейшие нефтяные компании США - страны, менее других капиталистических стран зависящие от импорта нефти, участвуют в эксплуатации морских месторождений на Ближнем Востоке, у берегов Мексики, Венесуэлы, в Северном море и в других районах Мирового океана, весьма удаленных от её берегов.

Япония, которая ввозит 99% потребляемой нефти и 74% природного газа, на правах долевого участия добывает нефть на акваториях некоторых Ближневосточных государств, но особенно активно она ведет разведку на шельфе стран Юго-Восточной Азии, Австралии, Новой Зеландии с перспективой развития здесь собственной добычи нефти и газа.

Подобные экспансионистские тенденции проявляют не только национальные нефтяные компании Великобритании, Франции, Германии и других развитых стран, но и межнациональные.

В настоящее время в Мировом океане широко развернулся поиск нефти и газа. Разведочное глубокое бурение уже осуществляется на площади около 1 млн. км 2 , выданы лицензии на поисковые работы еще на 4 млн. км2 морского дна. В ближайшие 20 лет предполагается освоить глубоким бурением 3 млн. км 2 подводных пространств. Это позволит осуществить разработку новых доступных морских месторождений. Однако при всевозрастающих потребностях в этих видах топлива морские промыслы, по предварительным данным, смогут лишь наполовину обеспечить запросы в них развитых стран. В условиях постепенного истощения запасов нефти и газа на многих традиционных месторождениях суши заметно повышается роль Мирового океана как источника пополнения этих дефицитных видов топлива.

Потребление нефти и газа во многом определяется рыночной конъюнктурой, поэтому оно заметно изменяется от года к году, иногда в течение нескольких лет. Нехватка собственной нефти и газа и стремление уменьшить зависимость от их импорта стимулируют многие страны к расширению поисков новых нефтегазоносных месторождений. Развитие, обобщение результатов геологоразведочных работ показали, что главным источником добычи нескольких десятков миллиардов тонн нефти и триллионов кубометров газа может служить дно Мирового океана.

По современным представлениям, необходимое геологическое условие создания нефти и газа в недрах Земли - существование в районах образования и накопления нефти и газа больших по размерам осадочных толщ. Они формируют крупные нефтегазоносные осадочные бассейны, которые представляют собой целостные автономные системы, где протекают процессы нефтегазообразования и нефтегазонакопления. Морские месторождения нефти и газа располагаются в пределах этих бассейнов, большая часть площади которых находится в подводных недрах океанов и морей. Планетарные сочетания осадочных бассейнов представляют собой главные пояса нефтегазообразования и нефтегазонакопления Земли (ГПН). Геологи установили, что в ГПН существует комплекс природных предпосылок, благоприятных для развития крупномасштабных процессов нефтегазообразования и нефтегазонакопления.

Одним из старых и освоенных районов морской добычи нефти и газа является акватория Мексиканского залива. У американского побережья залива открыто около 700 промышленных скоплений, что составляет около 50% всех месторождений, известных в Мировом океане. Здесь сосредоточено 32% мирового парка плавучих морских установок, треть всех скважин, пробуренных на морских месторождениях.

Развитие морской нефтегазовой промышленности в Мексиканском заливе сопровождалось созданием комплекса смежных производств - специального машиностроения, верфей для строительства плавучих и стационарных буровых платформ, верфи для создания вспомогательного флота, базы обеспечения и вертолетных площадок, танкерных причалов и терминальных устройств, нефтеперерабатывающих и газоочистных заводов, береговых приемных мощностей и распределителей у устьев морских трубопроводов. Особо следует упомянуть создание разветвленной сети подводных нефте- и газопроводов. Центрами морской нефтегазовой промышленности на берегу стали Хьюстон, Нью-Орлеан, Хоума и другие города.

Развитие морской добычи нефти и газа в США способствовало ликвидации их зависимости от какого-либо регионального источника, в частности от ближневосточной нефти. С этой целью развивается морская нефтедобыча в прибрежье Калифорнии, осваиваются моря Берингово, Чукотское, Бофорта.

Богат нефтью Гвинейский залив, запасы которого оцениваются в 1,4 млрд. т, а ежегодная добыча составляет 50 млн. т.

Сенсационным явилось открытие крупной Североморской нефтегазовой провинции площадью 660 тыс. квадратных километров. Обеспеченность нефтегазовыми ресурсами стран Северного моря оказалась крайне неодинаковой. В секторе Бельгии не выявлено ничего, в секторе Германии - очень мало месторождений. Запасы газа у Норвегии, контролирующей 27% площади шельфа Северного моря, оказались выше, чем у Великобритании, контролирующей 46% площади шельфа, однако в секторе Великобритании сосредоточены основные месторождения нефти. Разведочные работы в Северном море продолжаются. Охватывая все более глубокие воды, и открываются новые месторождения.

Разработка нефтегазовых богатств Северного моря происходит форсированными темпами на основе крупных капиталовложений. Высокие цены на нефть способствовали быстрому освоению ресурсов Северного моря и даже падения добычи в более богатых рентабельных районах Персидского залива. Северное море вышло на первое место по добыче углеводородного сырья в Атлантическом океане. Здесь эксплуатируется 40 месторождений нефти и газа. В том числе 22 у побережья Великобритании, 9- Норвегии, 8- Нидерландов, 1- Дании.

Разработка североморской нефти и газа привела к сдвигам в экономике и внешней политике некоторых стран, В Великобритании быстро стали развиваться сопутствующие отрасли; насчитывается более 3 тысяч компаний, связанных с морскими и нефтегазовыми работами. В Норвегии произошел перелив капитала из традиционных отраслей - рыболовства и судоходства - в нефтегазодобывающую промышленность. Норвегия стала крупным экспортером природного газа, обеспечившего стране треть экспортных поступлений и 20% всех правительственных доходов.

3. Твердые ископаемые мирового океана

Добыча твердых полезных ископаемых Мирового океана во многом зависит от развития и становления морской геологии и морского горного дела.

До настоящего времени она была сосредоточена в зоне шельфа при глубине до 200 м, т. е. тяготела к суше и практически развивалась теми же путями, что и на континентальных разработках.

Шельфовые месторождения были выявлены как часть месторождений суши, как их естественное продолжение в море (например, платина - в США, касситерит - в Индонезии). В ряде случаев геологическая ситуация на суше благоприятствовала выявлению месторождений в прилегающей шельфовой зоне (алмазы - в Намибии, железистые пески - в Японии). Известными выходами пластов ископаемого на берегу, которые удалось проследить под дном моря, отличаются некоторые месторождения в Канаде, Японии, Англии и др.

Из коренных месторождений морского дна извлекают уголь, железные руды, олово, серу. Шахты и рудники под дном моря имеют разветвленную сеть горных выработок. В Японии из таких шахт добывают более 30% угля, в Англии--10%. Одним из крупнейших высокопроизводительных железорудных предприятий мира является канадский рудник «Вабана», вскрытый наклонными выработками с о-ва Белл-Айленд.

В пляжевой и прибрежно-морской зонах сейчас уже разрабатывают россыпные месторождения олова, золота, платины, редкоземельных элементов, железистых песков. Так, в капиталистических странах из подводных россыпных месторождений получают около 100% (от общего объема добычи) циркония и рутила, около 80% ильменита, более 50% касситерита. Добыча в прибрежной зоне строительных материалов (лесок, гравий, ракушечник) средствами современной техники позволяет получать высококачественное сырье по приемлемой себестоимости.

Зона шельфов - относительно доступная в техническом отношении - занимает одну пятую часть площади континентов. В структурном плане она является продолжением континентальных платформ под уровнем моря. Вероятность обнаружения месторождений твердых полезных ископаемых в осадочных и коренных породах дна шельфа такая же, как и в континентальных условиях. Это немаловажное обстоятельство: в нашей стране шельфы занимают территорию около 6 млн. км8 (21,8% всей площади шельфовых вон в Мировом океане).

В последнее время за рубежом придают особое значение освоению глубоководных рудных залежей, обнаруженных в центральных районах океанов и в некоторых разломах земной коры на дне морей и океанов. Месторождения, пригодные для разработки, содержат в среднем до 2% никеля, кобальта и меди, около 20% марганца, а также ряд других ценных элементов. Средняя плотность залегания конкреций на перспективных участках доходит до 10 кг на 1 м3 площади дна. По ориентировочным подсчетам рентабельная добыча может быть обеспечена предприятием, ежегодно производящим 3 млн. т сухих конкреций.

Выявление и освоение месторождений твердых полезных ископаемых, особенно в открытых частях Мирового океана, сталкивается с отсутствием опыта ведения морских горных работ. Недостаточная эффективность морских горных разработок, осуществляемых средствами традиционной техники, применяемой в континентальных условиях, является главным препятствием на пути развертывания морского горного производства. Анализ мирового опыта морских горных работ, современных технических средств и технологий, тенденций их совершенствования является задачей актуальной.

Твердые полезные ископаемые, извлекаемые из моря, пока что играют значительно меньшую роль в морском хозяйстве, чем нефть и газ. Однако и здесь наблюдается тенденция к быстрому развитию добычи, стимулируемая истощением аналогичных запасов на суше и их неравномерным размещениям. Кроме того, стремительное развитие техники обусловило создание усовершенствованных технических средств, способных вести разработки в прибрежных зонах.

Залежи твердых полезных ископаемых в море и океане можно подразделить на коренные, встречающиеся на месте своего первоначального залегания, и рассыпные, концентрации которых образуются в результате выноса обломочного материала реками вблизи береговой линии на суше и мелководье.

Коренные, в свою очередь, можно подразделить на погребенные, которые извлекаются из недр дна, и поверхностные, расположенные на дне в виде конкреций, илов и т. п.

Наибольшее значение после нефти и газа в настоящее время имеют россыпные. Твердые полезные ископаемые месторождения металлоносных минералов, алмазов, строительных материалов и янтаря. коренные россыпные. По отдельным видам сырья морские россыпи имеют преобладающее значение. В них погребенные поверхностные содержаться десятки различных, в том числе тяжелых минералов и металлов, которые пользуются спросом на мировом зарубежном рынке. К наиболее существенным из них относятся ильменит, рутил, циркон, монацит, магнетит, касситерит, тантало-ниобиты, золото, платина, алмазы и некоторые другие. Крупнейшие прибрежно-морские россыпи известны в основном в тропической и субтропической зонах Мирового океана. При этом россыпи касситерита, золота, платины и алмазов встречаются значительно редко, они представляют собой древнеаллювиальные месторождения, погруженные под уровень моря, и находятся поблизости от районов своего образования.

Такие минералы прибрежно-морских россыпных месторождений, как ильменит, рутил, циркон и монацит - наиболее широко распространенные, «классические» минералы морских россыпей. Эти минералы обладают большим удельным весом, устойчивы к выветриванию и образуют промышленные концентрации во многих районах побережий Мирового океана.

Ведущее место в добыче россыпных металлоносных минералов занимает Австралия, ее восточное побережье, где россыпи тянутся на полторы тысячи километров. Только в песках этой полосы содержится около 1 млн. тонн циркона и 30.0 тыс. тонн монацита.

Главный поставщик на мировой рынок монацита - Бразилия. Ведущим производителем концентратов ильменита, рутила и циркона являются также США (россыпи этих металлов почти повсеместно распространены на шельфе Северной Америки - от Калифорнии до Аляски на западе и от Флориды до Род-Айленда на востоке). Богатые ильменит-цирконовые россыпи найдены у берегов Новой Зеландии, в прибрежных россыпях Индии (штат Керала), Шри-Ланки (район Пулмоддай). Менее значительные прибрежно-морские месторождения монацита, ильменита и циркона обнаружены на Тихоокеанском побережье Азии, на острове Тайвань, на Ляодунском полуострове, в Атлантическом океане у берегов Аргентины, Уругвая, Дании, Испании, Португалии, Фолкендских островов, ЮАР и в некоторых других районах.

Большое внимание в мире уделяется добыче касситеритового концентрата - источник олова. Наиболее богатые в мире прибрежно-морские и подводные аллювиальные россыпные месторождения оловоносной руды- касситерита сосредоточены в странах Юго-Восточной Азии: Бирме, Таиланде, Малайзии и Индонезии. Значительный интерес представляют россыпи касситерита у побережья Австралии, у полуострова Корнуолл (Великобритания), в Бретани (Франция), на северо-восточном берегу острова Тасмания. Морские месторождения приобретают все большее значение из-за истощения запасов на суше и потому, что морские месторождения оказались богаче наземных по содержанию металла.

Более или менее значительные и богатые прибрежно-морские россыпи магнетитовых (содержащих железо) и титаномагнетитовых песков встречаются на всех континентах. Однако промышленными запасами располагают далеко не все из них.

Крупнейшие по запасам скопления железистых песков расположены в Канаде. Весьма значительными запасами этих минералов располагает Япония. Они сосредоточены в Тайском заливе, возле островов Хонсю, Кюсю и Хоккайдо. Железистые пески также добываются в Новой Зеландии. Разработка прибрежно-морских россыпей магнетита осуществляется в Индонезии и Филиппинах. На Украине россыпные титаномагнетитовые месторождения эксплуатируются на пляжах Черного моря; в Тихом океане - в районе острова Инсурут. Перспективные залежи оловоносного песка обнаружены в Ваньковой губе моря Лаптевых. Береговые магнетитовые и титаномагнетитовые россыпи разведены на побережьях Португалии, Норвегии (Лофопянские острова), Дании, германии, Болгарии, Югославии и других странах.

К спорадическим минералам прибрежно-морских россыпей принадлежат прежде всего золото, платина и алмазы. Все они обычно не образуют самостоятельных месторождений и встречаются главным образом в виде примесей. В большинстве случаев морские россыпи золота приурочены к устьевым районам «золотоносных» рек.

Россыпное золото в прибрежно-морских отложениях обнаружено на западных берегах США и Канады, в Панаме, Турции, Египте, странах Юго-Западной Африки (город Ном). Значительными концентрациями золота характеризуются подводные пески пролива Стефанса, к югу от полуострова Гранд. Установлено промышленное содержание золота в пробах, поднятых со дна северной части Берингова моря. Разведка прибрежных и подводных золотоносных песков активно ведется в разных районах океана.

Крупнейшие подводные залежи платины находятся в заливе Гудньюс (Аляска). Они приурочены к древним руслам рек Кускоквим и Салмон, затопленных морем. Это месторождение обеспечивает 90% потребностей США в этом металле.

Основные месторождения прибрежно-морских алмазоносных песков сосредоточены на юго-западном побережье Африки, где они приурочены к отложениям террас, пляжей и шельфа до глубин 120 м. Значительные морские террасовые россыпи алмазов расположены в Намибии, к северу от реки Оранжевой, в Анголе (в районе Луанды), на побережье Сьерра-Леоне. Перспективны африканские прибрежно-морские россыпи.

Янтарь, предмет украшения и ценное сырье для химической и фармацевтической промышленности, встречается на берегах Балтийского, Северного и Баренцева морей. В промышленных масштабах янтарь добывается в России.

Среди нерудного сырья в шельфовой зоне представляют интерес глауконит, фосфорит, пирит, доломит, барит, строительные материалы - гравий, песок, глина, ракушечник. Ресурсов нерудного сырья, исходя из уровня современных и предвидимых потребностей, хватит на тысячи лет.

Интенсивной добычей строительных материалов в море занимаются многие прибрежные страны: США, Великобритания (пролив Ла-Манш), Исландия, Украина. В этих странах добывается ракушечник, его используют в качестве основного компонента при производстве строительной извести, цемента, кормовой муки.

Рациональное использование морских строительных материалов предполагает создание промышленных комплексов по обогащению песков путем их очистки от Ракуши и других примесей и утилизации Ракуши в разных отраслях хозяйства. Добыча ракушечника ведется со дна Черного, Азовского, Баренцева и Белого морей.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что к настоящему времени сформировалась береговая горнодобывающая промышленность. Ее развитие в последние годы было связано, во-первых, с разработкой новых технологий, во-вторых, получаемый продукт отличается высокой чистотой, так как посторонние примеси уходят в процессе формирования россыпи, в- третьих, разработка прибрежно-морских россыпей не влечет за собой изъятия из землепользования продуктивных угодий.

Характерно, что страны - производители концентратов из минерального сырья, добываемого из прибрежно-морских россыпей (кроме США и Японии), не используют свою продукцию, а экспортируют ее в другие государства. Основное количество этих концентратов на мировой рынок поставляют Австралия, Индия и Шри-Ланка, в меньшей степени - Новая Зеландия, южноафриканские страны и Бразилия. В больших масштабах это сырье ввозят Великобритания, Франция, Нидерланды, Германия, США, и Япония.

В настоящее время разработки прибрежно-морских россыпей расширяются во всем мире, и все новые страны начинают осваивать эти богатства океана.

В последние годы обозначились благоприятные перспективы добычи коренных залежей морских недр шахтно-рудничным способом. Известно более сотни подводных шахт и рудников, заложенных с берега материков, естественных и искусственных островов для добычи угля, железной руды, медно-никелевых руд, олова, ртути, известняка и других полезных ископаемых погребенного типа.

В прибрежной зоне шельфа расположены подводные месторождения железной руды. Ее добывают с помощью наклонных шахт, уходящих с берега в недра шельфа. Наиболее значительная разработка морских залежей железной руды ведется в Канаде, на восточном побережье Ньюфаундленда (месторождение Вабана). Кроме того, Канада добывает железную руду в Гудзонском заливе, Япония - на острове Кюсю, Финляндия - у входа в Финский залив. Железные руды из подводных рудников получают также во Франции, Финляндии, Швеции.

В небольших количествах из подводных шахт добываются медь и никель (Канада - в Гудзонском заливе). На полуострове Корнуолл (Англия) ведется добыча олова. В Турции, на побережье Эгейского Моря, разрабатываются ртутные руды. Швеция добывает железо, медь, цинк, свинец, золото и серебро в недрах Ботнического залива.

Крупные соляные осадочные бассейны в виде соляных куполов или пластовых залежей часто встречаются на шельфе, склоне, подножии материков и в глубоководных впадинах (Мексиканский и Персидский заливы, Красное море, северная часть Каспия, шельфы и склоны Африки, Ближнего Востока, Европы). Полезные ископаемые этих бассейнов представлены натриевыми, калийными и магнезитовыми солями, гипсом. Подсчет этих запасов затруднителен: объем только калийных солей оценивается в пределах от сотен миллионов тонн до 2 млрд. тонн. Основная потребность в этих ископаемых удовлетворяется за счет месторождений на суше и добычи из морской воды. В Мексиканском заливе у берегов Луизианы эксплуатируются два соляных купола.

Из подводных месторождений добывается более 2 млн. тонн серы. Эксплуатируется крупнейшее скопление серы Гранд-Айл, расположенное в 10 милях от берегов Луизианы. Для добычи серы здесь сооружен специальный остров (добыча производится фраш-методом). Соляно-купольные структуры с возможным промышленным содержанием серы обнаружены в Персидском заливе, Красном и Каспийском морях.

Следует упомянуть и о других минеральных ресурсах, залегающих главным образом в глубоководных районах Мирового океана. Горячие рассолы и илы с богатым содержанием металлов (железа, марганца, цинка, свинца, меди, серебра, золота) обнаружены в глубоководной части Красного моря. Концентрации этих металлов в горячих рассолах превышают их содержание в морской воде в 1 - 50000 раз.

Более 100 млн. квадратных километров океанического дна покрыто глубоководными красными глинами слоем мощностью до 200 м. Эти глины (гидроокислы алюмосиликатов и железа) представляют интерес для алюминиевой промышленности (содержание окиси алюминия- 15-20%, окиси железа- 13%), они также содержат марганец, медь, никель, ванадий, кобальт, свинец и редкие земли. Годовой прирост глин составляет около 500 млн. тонн. Широко распространены в основном в глубоководных районах Мирового океана глауконитовые пески (алюмосиликаты калия и железа). Эти пески считают потенциально возможным сырьем для производства калийных удобрений.

Особый интерес в мире проявляется к конкрециям. Огромные участки морского дна устланы железомарганцевыми, фосфоритовыми и баритовыми конкрециями. Они имеют чисто морское происхождение, образовались в результате осаждения растворимых в воде веществ вокруг песчинки или мелкого камешка, зуба акулы, кости рыбы или млекопитающего животного.

Фосфоритовые конкреции содержат важный и полезный минерал- фосфорит, широко применяемый в качестве удобрения в сельском хозяйстве, Кроме фосфоритовых конкреций фосфориты и фосфорсодержащие породы встречаются в фосфатных песках, в пластовых залежах дна океана, как в мелководных, так и глубоководных участках.

Мировые потенциальные запасы фосфатного сырья в море оцениваются в сотни миллиардов тонн. Потребность в фосфоритах непрерывно повышается и в основном удовлетворяется за счет месторождений суши, но многие страны не имеют месторождений на суше и проявляют большой интерес к морским (Япония, Австралия, Перу, Чили и др.). Промышленные запасы фосфоритов найдены близ калифорнийского и мексиканского побережья, вдоль береговых зон Южной Африки, Аргентины, восточного побережья США, в шельфовых частях периферии Тихого океана (вдоль Японской основной дуги), у берегов Новой Зеландии, в Балтийском море. Фосфориты добываются в районе Калифорнии с глубин 80-330 м, где концентрация составляет в среднем 75 кг/м куб.

Подобные документы

Понятие активных действиях вод Мирового океана и морей. Последствия движений вод морей и океанов. Волновые движения, их развитие на поверхности воды и возникновение под действием и по направлению ветра. Основные способы разрушения горных пород берега.

курсовая работа , добавлен 28.06.2014


Главные черты строения океанических впадин. Действительная картина подводного рельефа на современных картах Мирового океана. Особенность строения океанского ложа и хребтов. Осадки Мирового океана. Будущее освоение океана. Основные типы донных осадков.

реферат , добавлен 16.03.2010


История исследования глубоководных областей океана. Методы изучения строения океанического дна. Анализ особенностей образования континентальных окраин материков. Структура ложа океана. Описания основных форм рельефа, характерных для Мирового океана.

реферат , добавлен 07.10.2013


Биогенное и эндогенное происхождение вод биосферы. Распределение суши и воды по поверхности. Суммарные запасы поверхностных вод. Составляющие Мирового океана. Водный и солевой баланс, температурный режим. Население Мирового океана, его суммарная биомасса.

курсовая работа , добавлен 19.04.2011


Особенности геологического строения Северного Кавказа, полезные ископаемые и крупные месторождения нефти и газа. Перспективы развития и увеличения добычи. Описание учебной геологической карты: стратиграфия и тектоника, виды разломов, магматические породы.

курсовая работа , добавлен 08.06.2013


Зоны дна Мирового океана. Понятие шельфа. Формирование шельфа. Осадки неритовой области моря. Полезные ископаемые шельфовой области. Наглядное представление о характере распределения высот суши и глубин океанского дна дает гипсометрическая кривая.

курсовая работа , добавлен 05.10.2008


Характеристика наиболее крупных форм рельефа океана, которые отражают поднятия материков и впадины океанов, а также их взаимоотношение. Материковые отмели или шельфы, склоны. Глобальная система срединных океанических хребтов. Островные дуги, талаплены.

курсовая работа , добавлен 16.04.2011


Основные черты рельефа дна Мирового океана по морфологическим данным. Основные особенности строения земной коры под океанами. Краткая история развития сейсморазведки. Современные методы сейсморазведки и аппаратура, применяемая при исследованиях на море.

курсовая работа , добавлен 19.06.2011


Полезные ископаемые как фактор экономического состояния территории. Классификация и сравнительная характеристика полезных ископаемых на территории Еврейской Автономной Области, их геологическое развитие, история освоения, разведка, использование и добыча.

курсовая работа , добавлен 11.05.2009


Классификация полезных ископаемых. Запасы минерального сырья в мире и России. Использование недр человеком. Обзор добычи нефти и газа за 2005 год. Направления по рациональному использованию и охране недр. Государственный мониторинг геологической среды.

По мере истощения полезных ископаемых на суше добыча их из океана будет приобретать все большее и большее значение, так как океанское дно представляет собой колоссальную, еще почти не тронутую кладовую. Некоторые полезные ископаемые открыто лежат на поверхности морского дна, иногда почти у самого берега или на сравнительно небольшой глубине. Естественно, что такие месторождения начинают разрабатывать в первую очередь, так как здесь можно использовать лишь слегка модернизированное обычное оборудование.

В ряде развитых стран запасы руды, минерального топлива и некоторых видов строительных материалов настолько истощились, что их приходится импортировать. По всем океанам курсируют огромные рудовозы, перевозящие с одного континента на другой закупленные руду и каменный уголь. В емкостях танкеров и супертанкеров транспортируют нефть. Между тем зачастую совсем рядом имеются свои источники минеральных ресурсов, но они скрыты под слоем океанской воды.

Большой интерес для промышленной добычи в зоне шельфа представляют различные строительные материалы — песок, гравий, щебень. Как правило, они отличаются высокими качествами, ибо сама природа позаботилась об их сортировке по размерам составляющих частиц. Запасы такого рода стройматериалов в зоне шельфа почти неограниченны, и потому их добычу ведут многие приморские страны. Только в США из моря ежегодно получают 0,5 миллиарда тонн песка и гравия для строительных нужд. Транспортировка на берег или погрузка материала на баржи осуществляется по трубам в смеси с водой, поэтому стоимость его относительно невысока.

В некоторых теплых морях огромные участки грунта состоят из напластований раковин мелких двустворчатых моллюсков. Это почти чистая известь, пригодная для использования в строительном деле, но главным образом она идет на подкормку домашних птиц. Большие запасы битой «ракуши» имеются в Азовском море. Ежегодно тысячи тонн этого ценного материала отправляются отсюда на птицеводческие хозяйства страны. Интересно, что запасы «ракуши» при этом практически не уменьшаются — раковины отмершего поколения моллюсков восполняют нанесенный ущерб.

Ближе к внешнему краю шельфа во многих частях Мирового океана обнаружены конкреции, содержащие большое количество фосфора. Их запасы еще окончательно не разведаны и не подсчитаны, но, по некоторым данным, они достаточно велики. Так, у берегов Калифорнии имеется месторождение около 60 миллионов тонн. Хотя содержание фосфора в конкрециях всего 20—30 процентов, добыча его с морского дна экономически вполне выгодна. Обнаружены фосфаты и на вершинах некоторых подводных гор в Тихом океане. Главная цель добычи этого минерала из моря — производство удобрений; но, кроме того, он используется и в химической промышленности. В качестве примесей фосфаты несут в себе также ряд редких металлов, в частности цирконий.

На отдельных участках шельфа морское дно покрыто зеленым «песком» — водной окисью силикатов железа и калия, известной в минералогии под названием глауконита. Этот ценный материал находит применение в химической промышленности, где из него получают поташ и калийные удобрения. В небольших количествах глауконит содержит также рубидий, литий и бор.

Иногда океан преподносит исследователю совершенно удивительные сюрпризы. Так, неподалеку от Шри Ланки на глубине тысячи метров были обнаружены скопления баритовых конкреций, на три четверти состоящих из сульфита бария. Несмотря на большую глубину, разработка месторождения сулит значительные выгоды, так как в этом ценном сырье постоянно испытывают нужду химическая и пищевая промышленность. Сульфит бария добавляют в качестве утяжелителя к глинистым растворам при бурении нефтяных скважин.

В 1873 году во время кругосветной английской экспедиции на «Челленджере» впервые со дна океана были подняты странные темные «камешки». Химический анализ этих конкреций показал высокое содержание в них железа и марганца. В настоящее время известно, что ими покрыты значительные пространства океанского дна на глубине от 500 метров до 5—6 километров, но наибольшие их скопления сосредоточены все же глубже двух-трех километров. Железомарганцевые конкреции имеют округлую, лепешковидную или неправильную форму при средней величине 3—12 сантиметров. Во многих районах океана дно сплошь покрыто ими и напоминает по виду булыжную мостовую. Кроме двух указанных металлов, конкреции содержат никель, кобальт, медь, молибден, то есть представляют собой многокомпонентные руды.

По последним подсчетам, мировой запас железо-марганцевых конкреций составляет 1500 миллиардов тонн, что намного превосходит запасы всех ныне разрабатываемых рудников. Особенно велики залежи железомарганцевой руды в Тихом океане, где дно местами устлано конкрециями сплошным ковром и в несколько слоев. Таким образом, в смысле обеспечения железом и другими металлами человечество имеет весьма благоприятные перспективы; остается лишь наладить добычу.

Впервые начала это осуществлять в 1963 году одна американская фирма, ранее специализировавшаяся в области судостроения. Имея в своем распоряжении хорошую производственную базу, кораблестроители создали устройство, предназначенное для сбора конкреций на относительно малых глубинах, и испытали его у берегов Флориды. Техническая сторона предприятия вполне удовлетворила конструкторов — они добились получения конкреций в промышленном масштабе с глубины 500—800 метров, но экономически дело оказалось невыгодным. И вовсе не потому, что добыча руды обходилась слишком дорого. Беда заключалась в другом — оказалось, что мелководные атлантические конкреции содержат гораздо меньше железа, чем в аналогичных месторождениях на глубинах Тихого океана.

Для работы на тихоокеанских глубинах решили приспособить старый рудовоз водоизмещением 7500 тонн «Глубоководный горняк». Его оборудовали гидравлической драгой новой конструкции. Драга эта состоит из коллектора (сборника) большого диаметра, который опускают на дно и соединяют с поверхностью системой труб. В коллекторе создается мощный восходящий воздушно-водяной поток, который засасывает конкреции и увлекает их наверх, прямо на борт судна. Производительность установки при работе на глубине 800 метров до 60 тонн конкреций в час.

От кораблестроительной фирмы уже отпочковалось дочернее «Глубоководное предприятие», которое проектирует создание установки для работы на глубине до 5 километров. Конструкторам предстоит решить много сложных технических проблем. Одна из них заключается в обеспечении прочности подъемной трубы, чтобы она не развалилась под влиянием собственной тяжести. Немало хлопот предстоит и в создании дистанционно управляемого коллектора, который необходимо устанавливать на строго определенном расстоянии от дна.

По предварительным подсчетам, «Глубоководное предприятие» начнет приносить прибыль лишь после вложения в него двухсот миллионов долларов — настолько сложную и дорогостоящую технику предполагают применить американские конструкторы. Однако добиться удовлетворительных результатов можно и более простыми средствами, нужно только не забывать о старом полушуточном-полусерьезном афоризме: «Нет ничего сложнее простоты!»

Остроумный способ, позволяющий поднимать с океанского дна конкреции без больших затрат, предложили японцы. В их конструкции нет ни коллекторов, ни труб, ни мощных насосов. Конкреции подбираются со дна моря проволочными корзинами, похожими на те, что используют в универсамах, но, конечно, более прочными. Серии таких корзин укреплены на длинном тросе, имеющем вид гигантской петли, верхняя часть которой находится на судне, а нижняя касается дна. С помощью барабана судовой лебедки трос непрерывно движется вверх в носовой части судна и сбегает в море за его кормой. Прикрепленные к нему корзины подцепляют со дна конкреции, выносят их на поверхность и вываливают в трюм, после чего опускаются за новой порцией руды. Система дала хорошие результаты на глубине до 1400 метров, но она вполне пригодна и для работы на глубине 6 километров.

В умах изобретателей родилась и еще одна на первый взгляд совершенно фантастическая конструкция, которая уже существует на чертежах, но пока еще не воплощена в жизнь. Обычно конкреции лежат на более или менее ровном и достаточно твердом грунте, позволяющем пустить по нему скрепер на гусеничном ходу. Наполнив балластные емкости забортной водой, скрепер погружается на дно и ползает по нему на гусеницах, сгребая конкреции широким ножом в объемистый бункер. Энергия для работы подается по кабелю с судна, оттуда же осуществляется управление, причем оператор руководствуется системой подводного телевидения. По заполнении бункеров из балластных цистерн удаляют воду, и скрепер поднимается к поверхности. При современных технических возможностях построить такую машину вполне реально. Здесь еще раз уместно подчеркнуть, что проектирование подводных промышленных предприятий будущего весьма далеко от создания пресловутых подводных городов.

К числу наиболее богатых морских месторождений, которые успешно разрабатывают в наши дни, относятся титаномагнетитовые пески у берегов Японии и оловоносные (касситеритовые) пески вблизи Малайзии и Индонезии. Подводные россыпи оловянной руды представляют собой шельфовое продолжение крупнейшего в мире наземного оловоносного пояса, протянувшегося от Индонезии до Таиланда. Большая часть разведанных запасов этого олова сосредоточена в береговых долинах и на их подводном продолжении. Более тяжелые продуктивные пески, содержащие от 200 до 600 граммов олова на кубометр породы, концентрируются в понижениях местности. Как показали результаты бурения в море, их толщина местами достигает 20 метров.

Далеко за Полярным кругом, на 72-м градусе северной широты, на Ванькиной губе моря Лаптевых, недавно введено в действие первое в нашей стране плавучее предприятие по добыче олова. Оловоносный грунт с глубины до 100 метров извлекается земснарядом, способным вести добычу не только на чистой воде, но и подо льдом. Первичная переработка породы производится плавающей обогатительной фабрикой, размещенной на одном из судов флотилии. Заполярный комбинат может работать круглогодично.

Разработка подводных россыпей дает значительное количество алмазов, янтаря и драгоценных металлов — золота и платины. Подобно оловянным рудам, эти россыпи служат продолжением наземных и потому не уходят далеко под воду.

Единственное месторождение платины в США находится на северо-западном побережье Аляски. Оно было обнаружено в 1926 году и уже на следующий год начало эксплуатироваться. Старатели, продвигаясь вдоль мелких речек, подошли вплотную к побережью, а с 1937 года работы начались уже непосредственно в заливе. Глубина, с которой извлекают породу, несущую крупицы платины, постоянно увеличивается.

Мировой известностью пользуются морские россыпи Австралии и Тасмании, протянувшиеся более чем на тысячу километров. Здесь добывают платину, золото и некоторые редкоземельные металлы.

В ряде случаев морские россыпи характеризуются гораздо более высоким содержанием ценных минералов, чем аналогичные месторождения на суше. Волны постоянно взмучивают и перемешивают породу, а течение уносит более легкие частицы, в результате чего море работает как природная обогатительная фабрика. У берегов Южной Индии и Шри Ланки протянулись мощные ильменитовые и моноцитовые пески, содержащие железотитановую руду и фосфаты редкозе- мельных элементов цезия и лантана. Многокиломет- ровая полоса обогащенных песков прослеживается в море на расстоянии до полутора километров от берега. Мощность ее продуктивного слоя местами достигает 8 метров, причем содержание тяжелых минералов иногда доходит до 95 процентов.

Одно из крупнейших месторождений алмазов, как известно, находится в ЮАР. В 1866 году маленькая девочка из бедного голландского поселения, играя на берегу реки Оранжевой, нашла в песке сверкающий камешек. Игрушка понравилась заезжему господину, и мать девочки, мадам Джекобе, подарила гостю блестящую безделушку. Новый владелец показал курьезную находку одному из приятелей, и тот узнал в ней алмаз. Через некоторое время госпожа Джекобе была ошеломлена неожиданно свалившимся на нее богатством — она получила целых 250 фунтов стерлингов, ровно половину стоимости блестящего камушка, найденного ее дочкой.

Вскоре Южную Африку поразила «алмазная лихорадка». Теперь доходы от разработки алмазных копей составляют весьма заметную статью в бюджете ЮАР. Изыскания 1961 года показали, что алмазы встречаются в аллювиальных отложениях, состоящих из песка, гравия и валунов не только на суше, но и под водой на глубине до 50 метров. Первая же проба морского грунта весом 4,5 тонны содержала 5 алмазов общей стоимостью 450 долларов. В 1965 году из моря на этом участке, через сто лет после находки первого алмаза, было добыто почти 200 тысяч каратов алмазов.

50—60 миллионов лет назад север Европы был покрыт сплошными хвойными лесами. Здесь росли четыре вида сосны и один вид пихты, которые теперь уже не существуют. Из трещин в коре деревьев по мощным стволам стекала смола. Ее застывшие капли и комки во время половодья попадали в реки и выносились в море. В соленой воде на протяжении веков смола твердела, превращаясь в янтарь.

Самые мощные россыпи янтаря находятся на побережье Балтийского моря вблизи Калининграда. Красивые желтые «камни» скрыты от глаз в синеватых мелкозернистых глауконитовых песках морского происхождения, поверх которых образовались позднейшие напластования. Там, где янтароносный слой выходит к морю, прибой постоянно разрушает его, и тогда куски породы попадают в воду. Волны легко размывают песчано-глинистые комья и освобождают заключенный в них янтарь. Будучи лишь немного тяжелее воды, в спокойную погоду он падает на дно, но при самом слабом волнении приходит в движение.

Подобно любым другим легким предметам, янтарь рано или поздно выбрасывается волнами на пляж. Здесь его и находили древние жители Балтийского побережья. К янтарному берегу приплывали суда финикийцев и увозили отсюда огромное количество выменянного «электрона». Археологические находки позволяют проследить длинный путь, по которому янтарь и изделия из него, благодаря меновой торговле, доходили от Балтийского моря до Средиземного.

Ювелирная ценность янтаря сохранилась до наших дней. Для изделий отбирают самые лучшие, прозрачные и крупные куски, тогда как основная масса мелких янтарей используется в промышленности. Этот материал идет на изготовление высококачественных лаков и красок, используется как изолятор в радиопромышленности, из него готовят биостимуляторы и антисептические средства. Современный янтарный комбинат представляет собой механизированное предприятие, на котором породу промывают и обогащают, а извлеченный ценный материал сортируют и подвергают дальнейшей обработке. В 1980 году в Калининграде создан музей янтаря, в котором представлены изделия из этого материала и уникальные находки.

Часть месторождений полезных ископаемых скрыта в недрах морского дна. Их разработка по сравнению с россыпями технически более затруднена. В простейшем случае вскрытие рудного пласта производится с берега. С этой целью проходят вертикальный ствол нужной глубины, а затем в сторону моря прокладывают горизонтальные или наклоненные ходы, по которым и добираются до месторождения. Так можно поступать, когда место разработки находится недалеко от берега. Подобные шахты, забои которых расположены под морским дном, имеются в Австралии, Англии, Канаде, США, Франции и Японии. В них добываются главным образом каменный уголь и железная руда. Один из крупнейших рудников мира, разрабатывающий «морское железорудное месторождение», расположен на маленьком острове в проливе Белл-Айл. Отдельные его участки уходят далеко от берега, причем над забоями располагается 300-метровая толща породы и стометровый слой воды. Годовая продукция шахты — 3 миллиона тонн.

Подсчитано, что морское дно у берегов Японии хранит не менее 3 миллиардов тонн угля, ежегодно из этого запаса извлекают 400 тысяч тонн.

Если месторождение обнаруживают в удалении от берега, вскрывать его описанным способом экономически невыгодно. В этом случае насыпают искусственный остров и через его толщу проникают к полезным ископаемым. Такой остров был создан в Японии на расстоянии двух километров от берега. В 1954 году через него проложили вертикальный ствол шахты «Мики».

Опыт строительства подводных туннелей позволяет использовать их не только в качестве транспортных артерий, но и для того, чтобы подобраться по морскому дну поближе к запасам полезных ископаемых. Готовые железобетонные секции туннеля укладывают на дно и из последней секции начинают вести проходку шахты.

При значительном удалении от берега и на достаточной глубине придется обойтись без туннеля. В этом случае предполагается вертикально установить на дно железобетонную трубу большого диаметра и затем удалять грунт изнутри. По мере выработки труба под влиянием собственной тяжести несколько опустится. Извлеченный грунт никуда отвозить не нужно, его просто выбрасывают наружу, и он будет оседать вокруг трубы, создавая насыпь, препятствующую проникновению внутрь трубы морской воды. По окончании строительства по этой трубе в шахту будут опускаться горняки, а наверх подниматься руда или уголь.

Чтобы не поднимать добытую руду на поверхность океана, одна английская фирма разработала проект подводного атомного рудовоза. Хотя такое судно еще не построено, оно уже получило имя «Моби Дик» в честь легендарного белого кашалота, описанного в одноименном романе американского писателя Г. Мел-вилла. Подводный рудовоз сможет перевозить за рейс до 28 тысяч тонн руды со скоростью 25 узлов.

Разработка полезных ископаемых, скрытых в недрах морского дна, требует беспрерывного контроля за проникающей в шахту водой, которая легко может просочиться по трещинам. Опасность затопления усиливается в сейсмически активных районах. Так, на некоторых морских шахтах Японии замечено, что после каждого землетрясения приток воды увеличивается примерно в три раза. Больше внимания приходится обращать и на возможность обрушивания породы, поэтому в ряде морских шахт, особенно там, где забои отделены от воды небольшим слоем породы, приходится ограничивать выем, оставляя часть рудоносного слоя в качестве опор.

Большой практический опыт, накопленный в добыче нефти со дна моря, оказался полезным при разработках такого вполне твердого ископаемого, как сера, залежи которой также имеются в толще грунта на морском дне. Для извлечения серы бурят скважину, подобную нефтяной, и под большим давлением вводят в пласт перегретую смесь воды и пара. Под влиянием высокой температуры сера плавится, и тогда ее откачивают с помощью специальных насосов.

К минеральным ресурсам океана, несомненно, относится и его вода, содержащая много веществ, находящих промышленное применение. Правда, для получения этого сырья совсем не нужно погружаться на дно — состав морской воды повсюду одинаков, ее можно черпать для переработки прямо с берега. Об извлечении из морской воды ценных материалов уже было сказано выше, необходимо лишь дать общую оценку этим ресурсам.

Американские экономисты подсчитали, что стоимость всех веществ, растворенных в одном кубическом километре морской воды, по расценкам второй половины ХХ века приблизительно равна миллиарду долларов. Из этого объема можно получить 30 миллионов тонн поваренной соли, 4,5 миллиона тонн металлического магния и т.д. Может быть, ужаснувшись огромному количеству материалов, экономисты не пошли дальше и не попытались определить, сколько же стоит весь Мировой океан.

Как люди открывали свою землю Томилин Анатолий Николаевич

Полезные ископаемые со дна моря

В 1873 году драги английского океанографического корабля «Челленджер» подняли на поверхность воды со дна Тихого океана странные образования округлой формы, больше всего похожие на картофелины.

Подводные «картофелины» исследовали и обнаружили, что в них «спеклись» воедино окислы многих металлов. Больше всего там оказалось железа и марганца, и оттого их назвали железомарганцевыми конкрециями. Но как выяснилось позже, в них входили также медь, кобальт, никель и магний, титан и ванадий в самых разных пропорциях, в зависимости от того, где, в каком районе Мирового океана, были конкреции найдены.

ЯПОНСКОЕ МОРЕ. Расположено между материком Евразия и Японскими островами. Проливами Невельского и Лаперуза соединяется с Охотским морем, Сангарским проливом - с Тихим океаном, Корейским проливом - с Восточно-Китайским морем. Имеются крупные заливы - Восточно-Корейский и Петра Великого. Площадь - 1 миллион 62 тысячи квадратных километров, глубина - до 3720 метров. Главные порты: Владивосток, Находка, Советская Гавань, Александров-Сахалинский, Отару, Ниигата, Цуруга, Майдзуру, Вонсан, Хыннам, Чхон джин.

ЯВАНСКОЕ МОРЕ. Расположено на западе Тихого океана между островами Ява, Суматра и Калимантан. Площадь - 552 тысячи квадратных километров, глубина - 1272 метра. Главные порты: Джакарта, Семаранг, Банджармасин.

Как они образовались, никто не знал. Некоторые ученые даже полагали, что это осколки вещества неземного происхождения. Сейчас эта гипотеза оставлена. Происхождение их, безусловно, земное. Более того: они образуются и в наше время, хотя и не совсем понятно как. Больше всего железомарганцевых конкреций в глубоководных районах. Причем в богатых слоях с 1 квадратного метра океанского дна можно собрать до 10 килограммов конкреций!

Считается, что наиболее богатая зона лежит между 5 и 15 градусами северной широты и 120 и 150 градусами западной долготы. Но тем не менее весьма значительные богатства имеются и в Индийском, и в Атлантическом океанах. Так, у берегов Шри-Ланка нашли конкреции, которые содержат 75–77 процентов сульфата бария. Барий нужен химической, пищевой промышленности, он используется в качестве утяжелителя глиняных растворов при нефтебурении. В поясе от 42–45 градуса северной широты и до 50 градуса южной широты у восточного побережья Индийского океана нашли фосфоритные конкреции. Есть они и в других океанах. Мировая потребность в фосфоритах - веществах плодородия, идущих на удобрение почв, - с каждым годом повышается. В мире есть целый ряд стран, у которых нет на суше месторождений этих полезных ископаемых. Для таких стран морская добыча фосфоритных конкреций может быть экономически вполне оправданной.

Полезные ископаемые со дна моря добываются не только в виде конкреций. Известно более сотни подводных шахт и рудников, заложенных с берегов, с искусственных и естественных островов. В них добывают уголь, железную руду, медно-никелевые руды, олово, ртуть и другие металлы. Некоторые из этих рудников и шахт удалены от берега и находятся на глубинах до 120 метров. В последнее время специалисты научились сооружать бетонные шахты, идущие от поверхности воды до дна в местах месторождений руды. Есть и другие способы добычи.

Например, золото, платину, алмазы, сырье для выплавки редких металлов добывают из прибрежно-морских россыпей.

У нас в Советском Союзе титано-магнетитовые месторождения есть на пляжах Черного моря, а в Ванькиной губе моря Лаптевых обнаружили большие залежи оловоносного песка. Правда, у нас еще достаточно наземных месторождений, поэтому проблема сырья для металлургической промышленности не стоит так остро, как во многих других странах.

А вот, например, алмазные пески на юго-западном побережье Африки разрабатываются уже более полувека. Причем средний выход алмазов из алмазоносного гравия, добытого из-под воды, в несколько раз выше, чем из добытого на суше.

В глубоководных районах Мирового океана есть и другие виды минеральных ресурсов.

Уже раздаются голоса в защиту подводных месторождений. «Нужно надеяться, что человеческая алчность не приведет к преждевременному истощению их запасов», - пишет профессор Э. Манн-Боргезе. И ее опасения имеют под собой вполне реальную почву.