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第30章 大自然的“淘洗机”——海滨砂矿

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海水永不停息地运动,像一台不需要加油,也不需要充电的“淘洗机”,把从陆地上运输而来的矿物颗粒不厌其烦、不舍昼夜地淘洗、分选,波浪或海流在对那些矿物颗粒的不经意的摇晃中,为人类献出了具有开采价值的海滨砂矿,成为魅力海洋的又一杰作。目前,世界上已探明的海滨砂矿达数十种,主要有含金、铂、锡、钍、钛、锆、金刚石等金属和非金属矿,已有40多个国家从事砂矿的勘探和开采,美国人开采了海滨的钛铁矿、锆石矿、金砂矿等,斯里兰卡开采了海滨的锡砂矿,印度尼西亚和泰国锡砂矿开采水深已达40米以上,澳大利亚目前海滨砂矿的锆石和金红石产量分别占世界总产量的60%和90%……海滨砂矿,给人类带来了滚滚财富!那么,海滨砂矿的形成有什么样的奥秘?世界上有哪些海滨砂矿?人类经历了怎样的开采或发现历程?

当我们沐浴着醉人的海风,踏着海滨细小的砂粒漫步的时候,也许你不会想到那些貌不惊人的砂粒下,竟然会埋藏着诱人的矿物珍宝。它的诞生,完全是大自然的鬼斧神工。

海滨砂矿来自陆地。由于陆地上的一些含有矿物质的岩石,经过长期的日晒雨淋、冰雪侵蚀等容易风化、脱落,最终会变成粗细不均的碎屑或矿物颗粒。后来,由于雨水的冲刷、河流的搬运,那些矿物颗粒渐渐被大自然的妙手运到了海滨。当矿物颗粒一旦投身在大海里,就变得身不由己了,波浪、海流等都会对它不停地动手动脚,不断地修理它。于是,那些颗粒大、密度大的矿物首先在海水中沉积下来,像金和锡石等,那些颗粒小、密度小的矿物则走得远一些才沉积下来,像锆石、独居石、钛铁矿、磷钇矿、金红石等。在海水对来自陆地的矿物的漫长搬运和沉积过程中,密度相近的矿物便聚积在一起形成了矿带,而耐磨性很强而又较轻的金刚石,甚至可以被搬运几百千米,然后沉积成矿呢。

人类最早发现并开采的海滨砂矿是煤。16世纪起,英国人在北海和北爱尔兰海滨发现并开采煤。这里的煤一般蕴藏在水下100多米深的海底。到了1880年,日本人在九州岛海底才开始采煤。现在,加拿大在新苏格兰附近450~500米的海底采煤,土耳其在科兹卢附近的黑海中采煤,我国在山东龙口也发现了第一个滨海煤田,其主体在龙口市境内,一部分在蓬莱境内,东西长27千米,南北宽14千米,有煤矿区12处,煤总储量11.8亿吨。据统计,世界海滨有海底煤矿井100多口。

第二次世界大战期间,有的国家因急需某些金属,开始把眼光投向了海滨砂矿,但是那时的开采技术非常简单,开采量也很小。到了20世纪50年代以后,人们开始关注海滨砂矿资源,陆续有40多个沿海国家开始从事对海滨砂矿资源的调查,不断地向海滨索要矿物宝藏。1960年,英国人在路易斯安那海滨,距岸边10千米的海中发现了硫矿,并进行了工业化生产。在开发过程中,他们先钻了一个钻孔,钻到储硫层,然后用一根25厘米粗的钢管插进去,在这个钢管里插入一根直径15厘米的钢管。在这里边再插入一个直径7.5厘米的钢管,通过外层的管道压入170℃的热水,热水通到管底部的上层进入硫矿层,这样便使硫熔化。最后,那些被熔化的硫就会流到最底处,通过管底处的下部开口流进管道,最终输送到地面,成为工业原料。目前,世界上已开采的海底铁矿有两处,一个是芬兰湾贾亚萨罗·克鲁瓦矿,另一个是加拿大纽芬兰附近延伸到大西洋底的铁矿。英国人在康沃尔洲附近发现的莱文特锡矿,是世界上惟一的海底基岩锡矿。美国的阿拉斯加重晶石公司,在阿拉斯加附近的卡斯尔海滨开发出海底重晶石矿,是世界上为数不多的海底重晶石矿之一。

事物是变化的。海滨砂矿也在大自然的手中不断更迭、增生,有的淘尽,有的新生。目前,人类已探明的海滨矿物主要有金属砂矿,其中钛铁最多,它是海滨砂矿的主体,储量达103530万吨,第二位是是钛磁铁矿,储量为82400万吨,还有储量16000万吨为的磁铁矿,2263.5万吨的锆石,1285万吨的金矿石,255.175万吨的独居石……如果我们根据砂矿的种类凝眸或研究海滨砂矿的话,也十分有意义,会有惊奇的发现:砂金矿主要分布在美国的阿拉斯加、新西兰和俄罗斯西伯利亚东部海滨等处;砂铂矿在美国的俄勒冈州和阿拉斯加、澳大利亚以及塞拉利昂,其中俄勒冈州西南部海滩上的铂和金矿早在19世纪中叶就享有盛名;金刚石砂矿在非洲南部大西洋沿岸纳米比亚、南非和安哥拉境内,在1961年开始开采,虽然产量不多,但质量很高;砂锡矿主要在东南亚地区,从缅甸经泰国和马来西亚到印度尼西亚被称为亚洲锡矿带,而且印度尼西亚和泰国已对水下砂矿进行大量开采;砂铁矿在日本、菲律宾、印度尼西亚、澳大利亚、新西兰等国都有开采。另外,海滨砂矿中,还有复矿型砂矿,它们不是含一种而是含多种有用矿物,如钛铁矿、锆石、金红石和独居石等经常共生,构成复矿型砂矿床。这种矿床在世界许多国家中都有发现。海滨贝壳砂对人类也有一定的诱惑力。它由贝壳破碎、冲刷、磨蚀并富集而成,可作为水泥原料。美国在路易斯安那州岸外及墨西哥湾沿岸等地区进行开采,1969年路易斯安那州的产量已超过 900万吨。

海滨砂矿,大自然献给人类的一块诱人蛋糕,厚厚的砂粒无法掩盖它那闪亮的光泽,也不能挡住它那诱人的芳香,可是真正能享受它,把它吃到嘴里的,却不是一件易事,需要综合科技和经济实力的支撑。因此,走向大海,开采海滨砂矿,对热爱海洋、视海洋为第二家园的人类来说,还有许多难题在挑战我们的力量和智慧!

“小档案”

我国海滨砂矿的种类达65种之多,储量约15.27亿吨,其中绝大多数为非金属砂矿,金属砂矿仅占1.6%,其中共有工业开采价值的有钛铁矿、锆石、金红石、独层石、锡石、磷钇矿、铌铁矿、钽铁矿、铬铁矿、磁铁矿和金刚石、石英砂等,但是矿床规模一般是中小型矿,大型矿床比较少。矿床主要埋藏在松散沉积砂层和近代滨海沉积砂层中,一般厚度在2~10米,最厚20多米,长、宽也不一,从数百米到几千米的都有,分布面积最大可达十几平方千米。我国海滨砂矿探明矿床、储量分布也不平衡,南多北少,广东、海南、福建三省的砂矿储量占全国海滨砂矿总储量的90%以上,目前已开采的海滨砂矿床虽然有30多处,但是属于小规模的开采。

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