海濱砂礦

海濱砂礦的調查勘探工作，從本世紀上半葉就開始了。雖然第二次世界大戰期間，部分國家因急需某些金屬而進行過砂礦的勘探和開發，但一般技術簡單，開採量也較小。而用較先進的技術和方法進行調查，是20世紀50年代以後的事。據統計，從事砂礦調查的沿海國家有40多個，已報道探明砂礦儲量的國家有近20個。主要金屬砂礦(不含錫石、鉻鐵礦、金砂和鐵砂等)23713.67萬噸，其中鈦鐵最多，它是海濱砂礦的主體，儲量達103530萬噸；其次為鈦磁鐵礦，儲量為82400萬噸。以下依次則為磁鐵礦，儲量16000萬噸；鋯石2263.5萬噸；金礦石1285萬噸，獨居石255.175萬噸。

海濱砂礦中的稀有、稀土礦產主要分佈在熱帶、亞熱帶，在温帶也有分佈。以印度半島、中國沿海、大洋洲、非洲西海岸和大西洋西岸最為集中，僅印度半島的儲量就達1.278億噸。金礦 和鐵砂等貴金屬礦產，主要分佈在美國阿拉斯加州諾姆等地區。錫砂礦主要集中於東南亞國家熱帶地區，礦帶海陸相連。黑色金屬礦中的磁鐵礦，主要分佈在日本和加拿大，鈦磁鐵礦分佈在新西蘭，鉻鐵分佈於美國西海岸；金剛石主要分佈於西南非洲沿岸和淺海。

這些海濱砂礦的品位一般都較高。鈦鐵礦的含量為3%～4%；鋯石精礦品位的含量為23%～65%；金紅石的百分含量為24%～67%；獨居石的含量為0.2%～2%，最高達20%～22%；磁鐵礦的平均含量為6.3%～7%，礦石含鐵量13%～56%；錫石每立方米含錫0.2～1千克，有的局部達10%；金剛石每立方米含0.31～3.68克拉(1克拉為200毫克)；金礦每噸砂石含量5.2～50克。

海底煤礦是人類最早發現並進行開發的礦產。據統計，世界海濱有海底煤礦井100多口。從16世紀開始，英國人就在北海和北愛爾蘭開採煤。這裏的煤一般藴藏在水下100餘米深的海底。日本人則從1880年，就在九州島海底採煤。加拿大在新蘇格蘭附近450～500米的海底採煤。土耳其在科茲盧附近的黑海中採煤。山東龍口煤田是我國發現的第一個濱海煤田，其主體在龍口市境內，一部分在蓬萊境內，東西長27千米，南北寬14千米，有煤礦區12處。該煤田探明含煤面積391.1平方千米，探明總儲量11.8億噸。該區近岸海域還有煤礦儲量11億噸。油頁總儲量3億噸。另外，在黃河口濟陽拗陷東部也發現有煤和油頁岩，遠景儲量85億噸。

開採濱海煤礦，一般是從岸上開井口，由此向海底伸延。也有利用天然島嶼和人工島開井口的。人們採掘方法有所不同，主要有洞室法、礦柱法、長壁開採法、階梯長壁採礦法等。這些採砂法與陸地採煤差不多，所採用的設備也大致相同。不過，有的國家正在研究採用汽化法開採海底煤田。

世界上已開採的海底鐵礦有兩處，一個是芬蘭灣賈亞薩羅·克魯瓦礦；另一個是加拿大紐芬蘭附近延伸到大西洋底的鐵礦。紐芬蘭的大西洋底鐵礦的儲量有幾十億噸，從貝爾島的入口修建豎井和隧道進行開採。這個礦已經開採幾十年了。此處鐵礦系磁鐵礦脈，是用地球物理磁力探礦法發現的。在開採的時候，是通過失薩羅島開豎井和2.5千米長的隧道進行的，還有一處是從鄰近島上打下豎井和水平坑道進行的。

英國的康沃爾洲附近的萊文特錫礦是世界上惟一的海底基岩錫礦。該處的錫礦脈離海岸1.6千米，系直立錫礦脈。入口處設在海岸上，開鑿了岸邊豎井，採取下向梯段回採法。這個海底錫礦是個老礦，1969年曾進行過礦峒改造，成功地完成了與舊礦區隔離的工程。

美國的阿拉斯加重晶石公司，在阿拉斯加附近的卡斯爾海濱開發的海底重晶石礦，是世界上為數不多的海底重晶石礦之一。該礦場距海岸1.6千米，礦脈在海底15.2米。由於覆蓋層較薄，所以採取了水下暴露開採法，使用爆炸的開掘採礦方法。

硫也是海底藴藏的一種工業原料。早在1960年，英國的路易斯安那海濱，距岸邊10千米的海中，首先進行了工業化生產。在開發過程中，他們先鑽了一個鑽孔，鑽到儲硫層，然後用一根25釐米粗的鋼管插進去，在這個鋼管裏插入一根直徑15釐米的鋼管。在這裏邊再插入一個直徑7.5釐米的鋼管，通過外層的管道壓入170℃的熱水，熱水通到管底部的上層進入硫礦層，這樣便使硫熔化。被熔化的硫就會流到最底處，再通過管底處的下部開口流進管道。內管通入壓縮空氣，用這種壓縮熱氣的力量通過中間管連同水一起從下面壓上來。因為這種上升管以及在陸地上輸送的管道都是用熱水管包着的，所以輸送過程中硫一直處於液體狀態。據説用這種方法採得的硫較純。

砂礦主要來源於陸上的巖礦碎屑，經過水的搬運和分選，最後在有利於富集的地段形成礦牀。在某些地區，冰川和風的搬運也起一定作用。河流不但能把大量陸源碎屑輸送入海，而且在河牀內就有着良好的分選作用。陸架上被海水淹沒的古河牀，便是尋找砂礦的理想場所。海灘上的水動力作用對碎屑物質的分選作用亦強，經波浪、潮汐和沿岸流的反覆沖洗，可使比重大的礦物在特定的地貌部位富集起來。冰期低海面時形成的海濱砂礦，已淹沒於淺海之下。砂礦中的重礦物一般是來自陸上的火山岩、侵入岩和變質岩。這類基岩在陸地上的展布狀況，對尋找海濱砂礦礦牀具有一定的指導意義。

砂礦分佈廣，在許多國家的沿海和陸架區都有廣泛的分佈（圖2）,但巨大礦牀不多見。由於砂礦的開採和分選易於進行，有很多國家都在開採,有的開採量很大,如世界上96%的鋯石和90%的金紅石就產自海濱砂礦。

中國海濱砂礦豐富，遼東半島、山東半島、廣東和台灣沿岸均有分佈，且多屬復礦型砂礦，主要有金、鈦鐵礦、磁鐵礦、鋯石、獨居石和金紅石等。常見的主要砂礦有金、鉑、錫、釷、鈦、鋯、金剛石等。

① 砂金礦。主要產於美國的阿拉斯加、新西蘭和蘇聯西伯利亞東部海濱等處。美國阿拉斯加的諾姆砂金礦開採半個多世紀以來，獲砂金400噸左右，產值超過1億美元。

②砂鉑礦。產於美國的俄勒岡州和阿拉斯加、澳大利亞以及塞拉利昂。俄勒岡州西南部海灘上的鉑和金礦，早在19世紀中葉就享有盛名。阿拉斯加古德紐斯灣的砂鉑礦延伸入白令海中。

③ 金剛石砂礦。非洲南部大西洋沿岸納米比亞、南非和安哥拉境內有世界上最大的金剛石砂礦。水上開採始於1961年，產量不多，但質量很高。

④ 砂錫礦。濱海砂錫礦在東南亞地區分佈甚廣，從緬甸經泰國和馬來西亞到印度尼西亞被稱為亞洲錫礦帶。最有工業價值的是水下古河谷和平緩的分水嶺砂礦。這些砂礦，廣泛分佈在勿里洞島、邦加島和新格島附近，由陸向海延伸達15公里，水深可達35米。印度尼西亞和泰國已對水下砂礦進行大量開採，開採水深已超過40米。

⑤ 砂鐵礦。日本、菲律賓、印度尼西亞、澳大利亞、新西蘭等國均有開採，一般為磁鐵礦。日本有明灣大型砂鐵礦的主要有用組分為鈦磁鐵礦，其中含鐵56%，鈦氧化物12%，釩0.2%，為日本鐵礦的重要來源。

⑥ 復礦型砂礦。在很多砂礦中，不是含一種而是含多種有用礦物，如鈦鐵礦、鋯石、金紅石和獨居石等經常共生，構成復礦型砂礦牀。這種礦牀在世界許多國家中都有發現，以澳大利亞、印度、斯里蘭卡、巴西和美國所產者經濟意義最大。澳大利亞東部、西部和北部一系列地區分佈着富含鋯石、金紅石、鈦鐵礦和獨居石的巨型海濱砂礦，其中提取的金紅石砂礦佔世界總產量的90%。在印度西海岸南部的特拉凡哥爾砂礦，從科摩林角到科欽延伸達250公里以上,為世界上最大黑砂礦牀之一，以產鉻鐵礦和獨居石為主。斯里蘭卡海濱沉積物中富含鈦鐵礦、鋯石、獨居石和石榴石。到70年代初期，斯里蘭卡已成為世界上最大的鈦和鋯原料輸出國之一。

⑦ 貝殼砂。由貝殼破碎、沖刷、磨蝕並富集而成，可作為水泥原料。美國在路易斯安那州岸外及墨西哥灣沿岸等地區進行開採，1969年路易斯安那州的產量已超過 900萬噸。冰島在法克薩灣內採貝殼砂的水深達40米。

⑧ 砂礫礦。作為建築材料，陸架區的砂礫礦也在加速開採，從1960～1970年，美國從陸架區開採的砂礫礦增加了一倍，每年開採量近4000萬立方米。英國有30餘家公司開採海底砂礫礦。將來靠近海區的陸上砂礫礦採盡或被建築物覆蓋後，海底砂礫礦的價值還會增長。