海滨砂矿

矿产资源

海滨砂矿是指在海滨地带由河流、波浪、潮汐和海流作用，使重矿物碎屑聚集而形成的次生富集矿床。它既包括现处在海滨地带的砂矿，也包括在地质时期形成于海滨，后因海面上升或海岸下降而处在海面以下的砂矿。它主要有金红石、钽铁矿、磁铁矿、磷钇矿、金矿、铁矿、金刚石、石英砂、煤等矿种组成。

调查勘测

海滨砂矿的调查勘探工作，从本世纪上半叶就开始了。虽然第二次世界大战期间，部分国家因急需某些金属而进行过砂矿的勘探和开发，但一般技术简单，开采量也较小。而用较先进的技术和方法进行调查，是20世纪50年代以后的事。据统计，从事砂矿调查的沿海国家有40多个，已报道探明砂矿储量的国家有近20个。主要金属砂矿(不含锡石、铬铁矿、金砂和铁砂等)23713.67万吨，其中钛铁最多，它是海滨砂矿的主体，储量达103530万吨；其次为钛磁铁矿，储量为82400万吨。以下依次则为磁铁矿，储量16000万吨；锆石2263.5万吨；金矿石1285万吨，独居石255.175万吨。

海滨砂矿中的稀有、稀土矿产主要分布在热带、亚热带，在温带也有分布。以印度半岛、中国沿海、大洋洲、非洲西海岸和大西洋西岸最为集中，仅印度半岛的储量就达1.278亿吨。金矿和铁砂等贵金属矿产，主要分布在美国阿拉斯加州诺姆等地区。锡砂矿主要集中于东南亚国家热带地区，矿带海陆相连。黑色金属矿中的磁铁矿，主要分布在日本和加拿大，钛磁铁矿分布在新西兰，铬铁分布于美国西海岸；金刚石主要分布于西南非洲沿岸和浅海。

这些海滨砂矿的品位一般都较高。钛铁矿的含量为3%～4%；锆石精矿品位的含量为23%～65%；金红石的百分含量为24%～67%；独居石的含量为0.2%～2%，最高达20%～22%；磁铁矿的平均含量为6.3%～7%，矿石含铁量13%～56%；锡石每立方米含锡0.2～1千克，有的局部达10%；金刚石每立方米含0.31～3.68克拉(1克拉为200毫克)；金矿每吨砂石含量5.2～50克。

海底煤矿是人类最早发现并进行开发的矿产。据统计，世界海滨有海底煤矿井100多口。从16世纪开始，英国人就在北海和北爱尔兰开采煤。这里的煤一般蕴藏在水下100余米深的海底。日本人则从1880年，就在九州岛海底采煤。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。山东龙口煤田是我国发现的第一个滨海煤田，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。该煤田探明含煤面积391.1平方千米，探明总储量11.8亿吨。该区近岸海域还有煤矿储量11亿吨。油页总储量3亿吨。另外，在黄河口济阳拗陷东部也发现有煤和油页岩，远景储量85亿吨。

开采滨海煤矿，一般是从岸上开井口，由此向海底伸延。也有利用天然岛屿和人工岛开井口的。人们采掘方法有所不同，主要有洞室法、矿柱法、长壁开采法、阶梯长壁采矿法等。这些采砂法与陆地采煤差不多，所采用的设备也大致相同。不过，有的国家正在研究采用汽化法开采海底煤田。

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。纽芬兰的大西洋底铁矿的储量有几十亿吨，从贝尔岛的入口修建竖井和隧道进行开采。这个矿已经开采几十年了。此处铁矿系磁铁矿脉，是用地球物理磁力探矿法发现的。在开采的时候，是通过失萨罗岛开竖井和2.5千米长的隧道进行的，还有一处是从邻近岛上打下竖井和水平坑道进行的。

英国的康沃尔洲附近的莱文特锡矿是世界上惟一的海底基岩锡矿。该处的锡矿脉离海岸1.6千米，系直立锡矿脉。入口处设在海岸上，开凿了岸边竖井，采取下向梯段回采法。这个海底锡矿是个老矿，1969年曾进行过矿峒改造，成功地完成了与旧矿区隔离的工程。

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的海底重晶石矿，是世界上为数不多的海底重晶石矿之一。该矿场距海岸1.6千米，矿脉在海底15.2米。由于覆盖层较薄，所以采取了水下暴露开采法，使用爆炸的开掘采矿方法。

硫也是海底蕴藏的一种工业原料。早在1960年，英国的路易斯安那海滨，距岸边10千米的海中，首先进行了工业化生产。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。被熔化的硫就会流到最底处，再通过管底处的下部开口流进管道。内管通入压缩空气，用这种压缩热气的力量通过中间管连同水一起从下面压上来。因为这种上升管以及在陆地上输送的管道都是用热水管包着的，所以输送过程中硫一直处于液体状态。据说用这种方法采得的硫较纯。

种类

砂矿主要来源于陆上的岩矿碎屑，经过水的搬运和分选，最后在有利于富集的地段形成矿床。在某些地区，冰川和风的搬运也起一定作用。河流不但能把大量陆源碎屑输送入海，而且在河床内就有着良好的分选作用。陆架上被海水淹没的古河床，便是寻找砂矿的理想场所。海滩上的水动力作用对碎屑物质的分选作用亦强，经波浪、潮汐和沿岸流的反复冲洗，可使比重大的矿物在特定的地貌部位富集起来。冰期低海面时形成的海滨砂矿，已淹没于浅海之下。砂矿中的重矿物一般是来自陆上的火山岩、侵入岩和变质岩。这类基岩在陆地上的展布状况，对寻找海滨砂矿矿床具有一定的指导意义。

砂矿分布广，在许多国家的沿海和陆架区都有广泛的分布（图2）,但巨大矿床不多见。由于砂矿的开采和分选易于进行，有很多国家都在开采,有的开采量很大,如世界上96%的锆石和90%的金红石就产自海滨砂矿。

中国海滨砂矿丰富，辽东半岛、山东半岛、广东和台湾沿岸均有分布，且多属复矿型砂矿，主要有金、钛铁矿、磁铁矿、锆石、独居石和金红石等。常见的主要砂矿有金、铂、锡、钍、钛、锆、金刚石等。

砂金矿

① 砂金矿。主要产于美国的阿拉斯加、新西兰和苏联西伯利亚东部海滨等处。美国阿拉斯加的诺姆砂金矿开采半个多世纪以来，获砂金400吨左右，产值超过1亿美元。

砂铂矿

②砂铂矿。产于美国的俄勒冈州和阿拉斯加、澳大利亚以及塞拉利昂。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。阿拉斯加古德纽斯湾的砂铂矿延伸入白令海中。

金刚石砂矿

③ 金刚石砂矿。非洲南部大西洋沿岸纳米比亚、南非和安哥拉境内有世界上最大的金刚石砂矿。水上开采始于1961年，产量不多，但质量很高。

砂锡矿

④ 砂锡矿。滨海砂锡矿在东南亚地区分布甚广，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。最有工业价值的是水下古河谷和平缓的分水岭砂矿。这些砂矿，广泛分布在勿里洞岛、邦加岛和新格岛附近，由陆向海延伸达15公里，水深可达35米。印度尼西亚和泰国已对水下砂矿进行大量开采，开采水深已超过40米。

砂铁矿

⑤ 砂铁矿。日本、菲律宾、印度尼西亚、澳大利亚、新西兰等国均有开采，一般为磁铁矿。日本有明湾大型砂铁矿的主要有用组分为钛磁铁矿，其中含铁56%，钛氧化物12%，钒0.2%，为日本铁矿的重要来源。

复矿型砂矿

⑥ 复矿型砂矿。在很多砂矿中，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，以澳大利亚、印度、斯里兰卡、巴西和美国所产者经济意义最大。澳大利亚东部、西部和北部一系列地区分布着富含锆石、金红石、钛铁矿和独居石的巨型海滨砂矿，其中提取的金红石砂矿占世界总产量的90%。在印度西海岸南部的特拉凡哥尔砂矿，从科摩林角到科钦延伸达250公里以上,为世界上最大黑砂矿床之一，以产铬铁矿和独居石为主。斯里兰卡海滨沉积物中富含钛铁矿、锆石、独居石和石榴石。到70年代初期，斯里兰卡已成为世界上最大的钛和锆原料输出国之一。

贝壳砂

⑦ 贝壳砂。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。冰岛在法克萨湾内采贝壳砂的水深达40米。

砂砾矿

⑧ 砂砾矿。作为建筑材料，陆架区的砂砾矿也在加速开采，从1960～1970年，美国从陆架区开采的砂砾矿增加了一倍，每年开采量近4000万立方米。英国有30余家公司开采海底砂砾矿。将来靠近海区的陆上砂砾矿采尽或被建筑物覆盖后，海底砂砾矿的价值还会增长。

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