Корисні копалини Світового океану

Своєрідний хімічний склад визначає особливі фізичні властивості океанічної води, яка і утворює океанічне середовище, яке займає, як відомо, понад 70% земної поверхні. А це дає підставу розглядати Світовий океан як одну з оболонок Землі - океаносферу.

За своїм хімічним складом океанічна вода - це складний комплекс мінеральних та органічних речовин, які знаходяться в різних формах іонно-молекулярного та колоїдного стану.

В океанічній воді міститься значна кількість відомих на Землі хімічних елементів. Багато з них вимірюється міліграмами на 1т води. Проте в масштабі Світового океану (при концентрації 0,17 мг/л) вміст літію, наприклад, досягає 260 млрд. т, молібдену (0,01 мг/л) - 16 млрд. т, міді, олова та урану (приблизно по 0,003 мг/л) - по 4 млрд. т тощо. Навіть при мізерній концентрації срібла (0,00003 мг/л) загальна його кількість у Світовому океані досягає 45 млн.т, а золота (0,000004 мг/л) 5,5 млн. т. За підрахунками, у Світовому океані розчинено 5 х 10¹⁶ тонн солей. Така кількість солі на поверхні суші Землі утворила б пласт потужністю в 153 метри. Якщо врахувати, що вміст багатьох елементів у океанічній воді постійно поповнюється, то можна зробити висновок про виключне багатство Світового океану на хімічні сполуки, в основному солі.

Проте лише розвинуті країни добувають із океанічної води в промислових масштабах деякі види солей. Причиною цього є те, що вміст більшості розчинених у воді елементів невеликий і їх видобуток із води за наявних технологій нерентабельний. Тому і добувають в основному лише найпоширеніші сполуки - кухонну сіль і хлористий магній, застосовуючи найпростішу технологію - випарювання води в природних лагунах чи спеціальних басейнах. Використовуючи властивість солей випадати з розчину при різних температурах і концентраціях, з океанічної води в системі послідовно з'єднаних басейнів випаровують різні солі.

За хімічним складом помітно відрізняються води сучасних рифтових долин, де розплавлена речовина мантії взаємодіє з водою океанів. При цьому вода нагрівається і розчиняє різні хімічні сполуки магми. У таких районах (наприклад, Червоне море) на глибині понад 2000 м температура води не понижується (як повсюди в Світовому океані), а, навпаки, раптово підвищується до 50-60°. Солоність води досягає 260%о, тобто майже у 8 разів вища середньої солоності вод Світового океану.

Різко відрізняється у таких водах і склад розчинених солей - у них переважають іони важких металів і перш за все заліза (29%), марганцю, цинку (3,4%), міді (1,3%), свинцю (0,1%), срібла (0,054%) і навіть золота (0,005%).

Таким чином, в рифтовій долині утворюються гарячі дуже мінералізовані розчини, які практично не змішуються із товщами води, що залягають вище. Із г либиною ці термальні води набувають консистенції мулу; потужність їх може вимірюватися сотнями метрів. Це свідчить про можливість і рентабельність видобування металів із глибоководних розчинів та мулів. Запаси їх значні і до того ж постійно поповнюються. З океанічної води отримують 20% світового видобутку кухонної солі, понад 75% брому, магнію і його сполук та ін.

Цінною енергетичною сировиною є уран, У гирлах деяких річок (наприклад, Конго), куди надходять продукти руйнування континентів, вміст урану в 10-30 разів більший його середнього вмісту. В океанічній воді уран знаходиться у вигляді розчину трикарбонату урану. Для його видобутку з води розроблена технологія фіксації урану на гідроксиді титану, який дуже слабо розчиняється у воді. Експериментальна установка з коефіцієнтом корисної дії близько 50% при перекачуванні через неї 170 тис. т води дала всього 0,26 г урану. Проте продуктивність технологічних схем продовжує зростати і в перспективі процес видобутку урану з океанічної води стане реальністю.

Корисні копалини дна. На поверхні дна Світового океану, особливо у районах підводних окраїн материків, зосереджені значні природні багатства. Утворюються родовища в результаті транспортування продуктів руйнування берегів річками, течіями тощо. Відбувається природний розподіл часток за вагою - найтяжчі відкладаються першими, потім менш щільні і т. д. Найчастіше родовища знаходять на шельфі, у гирлах річок, конусах виносу тощо. Відомі підводні родовища магнетиту і титано­магнетиту (залізна і титанова руди), каситериту (олов'яна руда), ільменіту і рутилу (сировина для отримання титану), циркону (для видобутку цирконію), монациту (отримують торій та деякі інші рідкісні елементи) та ін. Із самородних металів відомі родовища золота, платини.

Скупчення цінної сировини бурштину знайдені на балтійському узбережжі, біля Алеутських островів, Нової Зеландії. Значними темпами йде промислова розробка корисних копалин поверхні дна Світового океану: магнетитових пісків (західне узбережжя Північної Америки, Японія, Нова Зеландія), каситеритових руд біля берегів Японії і країн Південно- Східної Азії (половина світового видобутку олова). Золото і платину із дна отримують на північному узбережжі Тихого океану, біля берегів Аляски, алмази -- біля берегів Намібії.

У віддалених від берегів зонах океану поширені такі види корисних копалин, як фосфоритові і залізомарганцеві конкреції.

На відносно мілководних ділянках дна, в основному біля берегів континентального шельфу (наприклад Каліфорнії, Намібії), а також на плоских вершинах підводних гір (особливо в Тихому океані) залягають фосфоритові конкреції і фосфатні піски. Це цінна сировина для виробництва добрив та іншої продукції хімічної промисловості. Вміст оксиду фосфору в конкреціях складає близько 30-33%. Запаси фосфоритів па дні Світового океану дуже великі (лише в межах шельфу - ЗхЮ¹¹ т).

Залізомарганцеві конкреції зустрічаються на океанічному дні, в основному в межах океанічних улоговин, практично повсюди. Найбагатшим на них є Тихий океан. Крім заліза (близько 12%) і марганцю (8-32%), вони містять значну кількість кобальту (до 2,5%), нікелю (до 0,8%), міді, титану, ванадію та інших металів, що робить видобуток і переробку їх рентабельними.

Основним постачальником рудної речовини для утворення конкрецій с океанічна вода, тому їх запаси безперервно поповнюються за рахунок природних фізико-хімічних процесів у придонній товщі глибоководних улоговин океану. Величину такого щорічного природного приросту залізомарганцевих конкрецій лише в Тихому океані оцінюють у 6 млн. тонн.

В цілому слід підкреслити, що більш-менш детально вивченні лише шельф Світового океану, на якому знайдені продовження відомих на суші родовищ. Понад 120 шахт і рудників добувають залізну і мідно-нікелеву руди, ртуть, кам'яне вугілля. У промислових масштабах налагоджено такий видобуток у США, Канаді, Японії, Туреччині, Австралійському Союзі, Чилі, Фінляндії, Франції, Греції, Польщі та ін. Глибина шахт досягає 2 км.

Залізну руду добувають на дні Гудзонової і Фінської заток, на острові Ньюфаундленд у Північній Америці, поблизу Австралії тощо. Підводні розробки олова здійснюють на півдні Англії, ртуті - у Туреччині на узбережжі Егейського моря, золота - на Тихоокеанському узбережжі США, Канади і т. д. Поширений видобуток з океанічної кори кам'яного вугілля (Канада, Чилі, Англія, Японія, Австралійський Союз та ін.). Японія, наприклад, отримує з підводних родовищ до 40% загального об'єму видобутку вугілля в країні.

Активно використовуються нафтові та газові родовища. Нафта і газ впевнено лідирують серед усіх видів корисних копалин, що добуваються в океані.

Щорічний приріст видобутку нафти з дна океану складає 7-10%. Нафта і газ поширені на 15 млн. км² площі шельфу океану. Освоєння шельфу спрощує і робить дешевим промислове використання родовищ. Але ж нафта є і на материковому схилі, його підніжжі, у перехідній зоні та на дні океану. Так що потенційно площа нафтових і газових родовищ набагато більша. На океанічне дно припадає 75% світових запасів нафти та 40% природного газу.

На даний час у надрах дна океану відкрито близько 2700 нафтових і газових родовищ. Більшість із них знаходиться на шельфі окраїнних морів (особливо в Південній і Південно-Східній Азії), Північного Льодовитого океану. Родовища знайдено поблизу Аляски, Сахаліну, західного шельфу Нової Зеландії, Перу, Еквадору, Мексики, Каліфорнії (США), Венесуели, Трінідада, Болівії.

Багаті на нафту і газ шельфові води північно-західної Свропи (наприклад, у Північному морі відомі сотні родовищ). Численні родовища відкрито на узбережжі Африки, Австралії та ін.

Північний Льодовитий океан вважається найперспективнішим на нафту і газ. Свідчать про це значна площа шельфу, потужні осадові відклади і, нарешті, відкриття перспективних родовищ.

Характерною особливістю Світового океану є те, що він не лише багатий на корисні копалини, але й безперервно поповнює і відновлює

їх.

Спостерігається певна закономірність у розміщенні корисних копалин на дні океану. Так, у рифтових зонах при вулканізмі утворюються комплекси магматичних порід (базальта, габбро і гіпербазити), що містять хроміти, платину, нікель. У той же час периферійні ділянки зон спредінгу і розвитком лужного магматизму багаті на руди рідкоземельних елементів, танталу, ніобію.

Для зон субдукції характерний інший тип магматизму, в основному обумовлений формуванням кислих лав з високим вмістом кремнезему (ХІ0₂) і глибинних гранітоїдних інтрузій. В районах поширення таких магматичних порід знаходяться золотоносні та поліметалічні руди, а також родовища азбесту, вольфраму, олова, торію та інших корисних копалин.

Отже, вивчення умов формування порід, палеогеологічні реконструкції із встановленням положення, перш за все, давніх рифтових і иерехідних зон можуть бути основою для цілеспрямованого пошуку корисних копалин.