2009年5月11日

無盡的寶庫(II):海底礦產

作者/陳鎮東(任教中山大學海洋地質及化學研究所)

由於海底蘊藏著豐富的礦物資源,在陸地礦物資源已日趨枯竭的現況下,開發及利用海洋礦物資源益形重要。

海底的石油和天然氣可能是當前最被人類重視的海洋礦物資源。油、氣是多種碳氫化合物的混合物。以液態存在的叫石油;而分子較小、較輕,以氣態存在的叫天然氣;分子很大、很黏、很重的是瀝青;附著在沉積物上的則是石油沙或油頁岩。一般認為油、氣是河川帶來的有機物或水中的藻類,與泥沙一同沉積在湖泊、海盆底部,隨著沉積物逐漸累積變厚,溫度和壓力也不斷上升,有機質逐漸分解成碳氫化合物。在孔隙度、上層封閉等地質條件適合的情況下,遂形成油氣田。

自西元1950 年代以來,陸地上的油氣田只由少數國家掌控,而且容易採到的差不多都採光了,必須朝更偏遠的地方、或更深的地層開採,成本日益增加。因此,各大國際油公司,紛紛朝海上發展。目前全球已有三分之一的石油產品來自海洋。

中國沿海有寬廣的大陸棚,分布許多中生代(距今約2億3000萬到6700萬年)及新生代(6700萬年前至今)的沉積盆地,沉積物厚達數千公尺,蘊藏數百億公噸的油氣。目前已發現的大型含油氣盆地,包括有渤海、南海、東海、台灣淺灘、珠江口、北部灣及南海的鶯歌海盆地,年產量超過2000 萬公噸。另外,海底也有煤田,不過開採成本高,只能像過去台灣北部一樣,由岸上鑽隧道通往海底,開採較靠近海岸的部分。

除了油、氣之外,能開採的海底礦產大多散布在海床表面。70年代時,各國曾對「錳結核」寄以重望。錳結核主要是由鐵、錳的氧化物和氫氧化物所組成,富含銅、鎳、鈷、鉬等金屬元素,且已達到工業利用品位。錳結核的成因不明,大多為呈褐色或土黑色的球體或橢圓體,直徑0.5~25公分,也有的是圓盤狀,甚或一大片的錳殼,廣泛分布於深海或大湖沉積物表層。錳結核常需數百萬年才能長到十幾公分的直徑,何以不會被這麼長的時間內沉降下來數十公尺、甚至更厚的沉積物掩埋,一直是個不解之謎。

根據聯合國海洋法公約,公海海底的錳結核是人類共有的資產,各國可申請開發。中國於1991年5月,成為世界上第五個具有先驅投資者資格的國家,在東北太平洋圈出了75萬平方公里的採礦區。不過,情況和其他已有開採資格的國家雷同,均因成本太高而沒有實際動用開採權。中國採得的部分樣品,展示在其國家海洋局位於青島的第一海洋研究所,形式意義遠大於實質意義。【更詳細的內容,請參閱第473期科學月刊】

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