第十二章海洋能源与矿产-海洋事务与资源管理研究所.PDF

第十二章 海洋能源與礦產 科學家一致認為海是地球上生命起始之場所。假使沒有海洋，則絕不 可能有生命存在。海之機能與地球上之生命有不可分割之關係。海提 供給人類最廉價之運輸方式，海也是娛樂場所，食物主要來源地。海 也是礦物的儲存地，可以供應工業界許多基本原料。而海域的資源可 以分成五大地帶：海濱、海水、大陸棚、海床沉積物、海底沉積物之 硬岩。 「礦產資源」一詞，是相當模糊之定義。用以判斷某「礦床是 否屬於礦產資源」相關因素甚多，諸如 經濟體系、工程技術、政治環 境、政府決策，稅捐及其他許許多多因素均包含在內。在海洋中，許 多種礦床其礦產成分分佈則比較均勻，對各國而言，可是開採利用。 是其一大優點。 第一節 海濱礦床 組成海濱之物質，是陸地岩石經風化分解，流入河川，再由河川沖刷 磨碎，將該砂土帶到帶到海岸而形成。有些海床接近濱海地區亦是海 濱砂石之主要來源，沿海岸所露出之岩石，也是海濱砂石之來源。在 某些乾燥地區，如北非之西海岸，由風力攜帶砂土亦可成為海濱的一 部分物質，當砂土被運到海岸，則受波浪作用沿著岸邊堆積或沖入海 中。 （一） 海濱礦床之礦物種類 海濱之組成礦物多為雲母、長石、石英及其他矽化物，所以有這些礦 物都屬於重礦物（或稱重砂），即比重大於二點八五，並且對化學風 化作用具有抗力。如南非洲西海岸之澄河，因上游產有鑽石地帶，所 以很合邏輯的猜測下游地區因沖刷而海濱礦床中可能有鑽石存在。鑽 石之大小等級因遠離源頭而逐 次遞減。阿拉斯加之諾美海濱盛產金 砂，其來源為安維爾河流域之片岩，被風化侵蝕，使金與岩石分離， 金砂則被沖流至海濱，經海浪作用而成層狀。 （二） 海濱重礦物之集中作用 由於比重高達二點八五以上，比重較一般砂、礫為高，海浪之掏篩作 用及其他風、潮汐、沿岸流等提供助力，如 表12-1所示，重礦物通 常聚集在後灘的後方，或是沉積於未固結海灘與固結基石的界面處。 通常破碎的波浪可將前灘處的砂粒掀起，而在回程時將砂留在海濱， 波浪破碎後攜帶力量退減，於回程中只能將較輕礦物帶回海裡，因此 重礦物在後濱之後方集中形成層狀。因海濱地區斜坡地形，或接近大 石或其他障礙物的關係，重礦物就在大石附近，形成細脈狀沉積。重 礦物集中於海濱之最底層，亦很普遍，特別是海濱底部之岩石有許多 裂縫及溝槽者，重礦物更亦聚集於該位置。而當風吹向陸上之方向 者，較輕物質被吹向陸地形成砂丘而重礦物則殘留於海濱上。沿海岸 方向浪流作用可搬運海濱之沉積物並除去輕質砂土，使某種礦物集中 於外海域。   表 12-1 表水中主要的六十種元素濃度和含量 第二節 海水中的礦物 目前已證實至少有七十二種化學元素溶 於海水中，但大部分是很微量 的，或許地球上所有自然存在的元素也同時存在於海洋內。已知元素 可以由許多不同的方法混合，或形成於不能溶解的化合物中，或者產 生沉澱物後沉入海底，而這些沉澱物的化學成分會發生變化，此是由 於覆蓋於沉澱物上的海水及周遭環境之影響，使得此等沉澱物成分溶 入海水中，造成海水複雜性。海水中主要化學成分如表12-1所示。 （一）鹽的提取 全球每年生產的海鹽總數約為一億五千萬噸以上，大部分仍以傳統地 日曬法取得。通常由海水的稱發以生產食鹽必須要有炎熱、乾燥的氣 候和乾燥的風，此外必須靠海，還有足夠大的土地以供曬製海鹽。曬 製海鹽的方法，是當漲潮時把海水經由圍繞鹽池區的水溝及各池的水 閘引進蒸發池，海水在這些池內停留，使水分陸續蒸發而待其中的鹽 分沉澱。硫酸鈣首先自溶液中結晶而出，等它沉到池底，即把其餘的 鹽水慢慢引入結晶池再經蒸發而濃縮