**章绪论
**节海洋矿产资源类型与分布
第二节南海矿产资源调査与研究现状
矿产资源是人类社会发展的重要物质基础，从新石器时代、青铜器时代、铁器时代直至工业时代、信息时代，每一次人类文明的跨越都伴随着对自然矿产资源利用科技水平的飞跃。随着现代科技与工业的发展，人们对矿产资源的需求也在不断增加，由于陆地资源日渐匮乏，世界各国都已把开发海洋矿产资源作为新的战略目标。海洋是各种资源的重要宝库，其占全球面积的71%，蕴藏着丰富的矿产资源，其中石油资源占全球总储量的30%～50%。另外，海洋中砂矿、铁锰结核（富钴结壳）、天然气水合物等资源的储量远大于陆地。对于任何一个拥有漫长海岸线的国家而言，大规模开发海洋矿产资源，已成为现代资源开发战略的重要一环。自1873年英国“挑战者”号*航大西洋发现大洋多金属结核以来，人类在深海矿产资源的调査与研究方面已经历了百余年的历史。随着人类对深海矿产资源潜力的认识，加之海洋调査技术，尤其是深海勘査技术的日新月异，海洋矿产资源巳成为世界各国争相抢夺的对象。
我国海域辽阔，由北到南分布有渤海、黄海、东海和南海。南海是我国*大的边缘海，除了拥有丰富的石油、天然气和水合物资源外，还蕴藏着分布广泛且资源量可观的固体矿产资源。从20世纪50年代以来，广州海洋地质调查局开始对南海的矿产资源做大量的基础地质调査工作，为综合研究评价南海矿产资源的分布、成矿规律等提供了翔实的地质资料。
**节海洋矿产资源类型与分布
按照海洋矿产形成的环境和分布特征，从滨浅海至深海大洋分布有滨海砂矿、石油与天然气、天然气水合物、磷钙土、多金属软泥、多金属结核（壳）（富钴结壳）以及热液硫化物等（表1.1）（高亚峰，2009）。
1.石油与天然气
全球经济快速增长，能源消耗不断上升，传统陆上的油气勘探新增储量放缓，新发现的油气藏规模越来越小。相比之下，海洋油气资源勘探开发程度及探明率较低，油气资源潜力巨大。自2000年以来，全球海洋油气勘探开发进程加快，海上油气新发现超过陆地，油气储产量持续增长，已成为全球油气资源的战略接替区（江文荣等，2010）。特别是随着海洋油气勘探新技术的不断应用和日臻成熟，全球已进人深水油气勘探开发阶段，海洋油气勘探开发已成为全球石油行业主要投资领域之一。
全球海洋油气资源潜力十分巨大。目前，全球七大海域油气富集区包括北海油气富集区、西非海域油气富集区、西伯利亚海域油气富集区、波斯湾油气富集区、墨西哥湾油气富集区、中国近海油气富集区、南海（中国远海）油气富集区（陈进娥等，2012）。据国际能源署（International Energy Agency，IEA）统计，2017年全球海洋油气技术可采储量分别为10970亿bbl和311万亿m3，分别占全球油气技术可采总量的32.81%和57.06%。从油气探明程度上看，海洋石油和天然气储量探明率仅分别为23.70%和30.55%，尚处于勘探早期阶段。从水深分布来看，浅水（<400m）、深水（400～2000m）、超深水（>2000m）的石油探明率分别为28.05%、13.84%和7.69%;天然气分别为38.55%、27.85%和7.55%。据伍德 麦肯兹（WoodMackenzie）统计，2013年以来，在全球91个可采储量大于2亿bbl的油气发现中，有52个位于深水、超深水区，占新增储量的47%（吴林强等，2019）。
2.天然气水合物
天然气水合物（gas hydrate）俗称“可燃冰”，存在于多年冻土带、深水海底浅层沉积物和深湖相沉积物中。天然气水合物是一种在海域及陆地高压低温自然地质环境下形成的天然气和水的“似冰”状结晶物质，是一种主要分布于陆坡、大洋和极地等冻土带，可以提供巨量天然气资源的重要环保型能源，资源潜力巨大。随着人类日益增长的能源需求和天然气水合物分解释放对气候的重大影响，天然气水合物研究日益成为全球关注的热点。全球已发现天然气水合物聚集区约40处（Collett，2010）。据估计，全球天然气水合物的总资源量约为20000万亿m3，总有机碳含量高达10万亿t，大约是目前全球天然气储量（187.3万亿m3）的100倍，是目前已知的全球常规化石能源（包括煤炭、石油、天然气）储量的两倍（Lu，2015）。其中，海域天然气水合物资源量占99%，主要分布在300m水深以下的海底及海底以下数百米的沉积层中（王淑玲和孙张涛，2018）。
3.海底煤矿
海底煤矿是指埋藏于海底岩层中的煤矿，一般是陆地煤田向海底延伸的部分。海底煤矿作为一种潜在矿产资源已越来越被世界各国重视，尤其对于在陆地煤矿资源缺乏而工业技术先进的国家更是不可多得的资源。英国纽卡斯尔及达勒姆郡东北部和诺森伯兰郡东南的浅海地区、加拿大新斯科舍省的布雷顿角岛附近、智利康塞普西翁城以南海底、日本九州西岸、北海道东岸等地区均有不同规模的海底煤矿开采、开发，并获得了巨大的经济社会效益，中国的山东省龙口以及黄海、东海、南海北部、台湾省海底也发现了煤层分布（高亚峰，2009）。
4.滨浅海砂矿
滨浅海砂矿资源主要分布在沿海的大陆架地区，主要矿物种类包括金属矿物中的钦铁矿、金红石、锆石、磁铁矿（钦磁铁矿），稀有金属矿物中的锡石、铌钽铁矿，稀土矿物中的*居石、磷钇矿，贵金属矿物中的砂金、金刚石、银、铂，非金属矿物中的石英砂、贝壳、琥珀等。澳大利亚、新西兰、印度、斯里兰卡、塞内加尔、美国、毛里塔尼亚、mm，南非、莫桑比克、埃及、巴西以及欧洲沿海国家等具有丰富的重矿物砂矿（钛铁矿-金红石-锆石-*居石砂矿）资源；美国、英国、緬甸、菲律宾、泰国、马来西亚和印度尼西亚的海岸带具有锡砂矿资源；美国、俄罗斯、加拿大、智利、新西兰、澳大利亚、菲律宾和南非海岸带具有砂金-铂金砂矿资源；纳米比亚、南非、利比里亚、安哥拉沿海具有丰富的金刚石砂矿；俄罗斯、波兰、德国、新西兰、南非北岸、科特迪瓦、越南、泰国等沿海发现众多宝石砂矿（高亚峰，2009）。
5.多金属结核（壳）
多金属结核（壳）（polymetallicnodule/crust）又称铁猛结核（壳）（ferromanganese nodule/crust），富集于水深为4000～6000m的大洋洋底，全球洋底15%的面积被多金属结核（壳）所覆盖，是*重要的深海固体矿产资源之一（Kolbe and Siapno，1974；Heimendahl et al.，1976;张振国等，2008）。另夕卜，还因其在形成过程中记录了古大洋环境演变的重要信息，而备受海洋地质学界的广泛关注（许东禹等，1994;Schulz et al.，2000；张兴茂和翁焕新，2005）。
多金属结核主要赋存于水深为3000～6500m的深海平原上，据统计，已知多金属结核分布区面积约为3800万km2，其中有19%位于沿海国的专属经济区内（Levin et al.，2020）。多金属结核的成分非常稳定，锰、镍、铜、钴是主要有用组分，钼、钒、铂族金属、铋、稀土是伴生组分。多金属结核中经济意义*大的金属是镍和钴，其次是铜和锰（王淑玲等，2020）。*著名的富含镍和铜的多金属结核区位于东赤道太平洋的克拉里昂-克里帕顿（Clarim-Clipperton）断裂带（CC区），海底的结核密度可达75kg/m2（湿重）。据估算，结核总量达210亿t，其中含有2.8亿傲（是陆地镍总储量的3.5倍）、2.2亿t铜、0.4{乙t钴（是陆地钴总储量的5.5倍）（王淑玲等，2020）。多金属结核在南美的秘鲁海盆、中印度洋海盆以及南太平洋科克群岛的彭林盆地也具有巨大的资源潜力。
富钴铁锰结壳为富含金属的一种层状沉积物，其通过水合氧化锰或水合氧化铁胶体固结在大洋深海底质上形成的层状沉积物。一般赋存于水深为800～2500m处的海山、海台和海岭的顶部和斜坡上，已知结壳分布区面积约为170万km2，其中有54%位于沿海国的专属经济区内。富钴结壳富含钴、镍、铜、铅、锌等金属元素以及稀土元素（rare earth element，REE）和铕族元素（platinum group element，PGE），其中富钴结壳金属钴含量高达2%（Halbach，1985），是陆地原生钴矿床含量的20倍以上；贵金属铂含量也相当于陆上含铂量的80倍。富钴铁锰结壳在三大洋均有分布，其中太平洋海山区是世界海底富钴结壳资源的主要产出区域；中太平洋国际海域富钴结壳的潜在资源量达5亿t，分布面积达4万km2（张涛和蒋成竹，2017）。
6.深海稀土
稀土是高新材料研发的重要资源，有着“工业黄金”和“现代工业的维生素”之称，被世界各国视为战略性资源。其在太阳能工程、红外线光学工程等髙新技术领域中具有广泛的应用价值。随着人们对深海沉积物研究的不断深入，发现深海沉积物中蕴含着丰富的稀土矿产资源。2011年，日本科学家对国际大洋钻探获得的柱状沉积物样品进行分析时，发现东南太平洋和中北太平洋多个站位的深海泥具有较高的稀土元素和钇（统称为REY），并率先提出太平洋表层沉积物中的稀土元素可能是未来重要的矿产资源之一（Kato et al.，2011）。深海富稀土沉积物在太平洋和印度洋广泛分布，其稀土氧化物资源量可达1000亿t，其中重稀土资源量约为325亿t，引起了国际学术界的普遍关注（张霄宇等，2019）。其中，东太平洋克拉里昂-克里伯顿断裂带深海沉积物中SREY（EREE+Y）值达422.77x10_6～1508.10x10_6;南太平洋东部深海沉积物中EREY值为1000x10-6～2230x106;在北太平洋东部以及夏威夷群岛的西部海域中，深海沉积物中SREY值达450x10_6～1002x10_6，平均为625x10_6（王汾连等，2019）。据估算，太平洋深海稀土资源总量为目前陆上稀土资源总量的800倍（王淑玲等，2020）。
7.热液硫化物
海底热液硫化物，也叫多金属硫化物、块状硫化物，是由高温黑烟囱喷发的富含金属元素的硫化物、硫酸盐等构成的矿物集合体（RonaandScott，1993）。多金属硫化物于1978年在东太平洋隆起区域被发现，主要富含铜、钴、锌、锰、铁、镉、钼、钒、锡、银、金等多金属元素。多分布于2000m深处的大洋中脊、海隆和弧后盆地的扩张中心等深海构造活动带上，通常与高温、高盐热卤水伴生，呈块状或软泥状，在世界大洋水深数百米至3500m均有分布。截至2009年，全球已发现和推断的海底热液硫化物矿点有588个，主要分布在太平洋（约67%），其次在大西洋（约19%）、红海（约5%）、印度洋（约4%）和地中海（约4%），以及北冰洋和南大洋等海域（约1%）（公衍芬等，2014）o
第二节南海矿产资源调查与研究现状
—、油气资源勘探开发现状
南海是西太平洋*大的边缘海，由于受欧亚板块、太平洋板块和印度-澳大利亚板块的共同作用，经历了复杂的地质演化过程，发育有二十多个沉积盆地，盆地沉积充填地层主要为新生界，部分区域有中生代残余地层。*特的大地构造位置及复杂的构造动力学环境、优越的油气成藏地质条件以及蕴藏的丰富油气资源，使南海备受国内外地学界的关注。
南海油气勘探活动大约从20世纪60年代开始，至今已有半个多世纪。早期油气勘探主要在华南大陆边缘沿海陆地（粤西及海南岛地区），而后不断推进到浅滩、浅海，*后又从浅海逐渐推进到深海。我国早期在南海油气勘探活动均主要集中于南海北部浅水区，经过几十年的艰苦勘探，先后在珠江口盆地、北部湾盆地、琼东南盆地和莺歌海盆地共发现油气田51个（朱伟林，2010）。近年来，随着南海北部珠江口盆地南部白云凹陷一系列深水油气藏的勘探发现，以及南海北部西区琼东南盆地南部中央峡谷水道自营深水大中型天然气田里程碑式的勘探发现及重大突破，南海北部深水油气储量及产量所占比重亦逐渐提高，可以预测深水油气勘探领域将是未来该区常规油气勘探的主战场及油气储量及产量新的增长点。