Морская добыча металлов

Пт, 10/24/2014 - 21:48

Карта распространения в Мировом океане железомарганцевых конкреций (ЖМК) и кобальтмарганцевых корок (КМК)

Показатели, характеризующие изменения температуры за 800 тысяч лет в районе Антарктиды. По оси абсцисс  — возраст отложений в тысячах лет до настоящего времени (то есть ход времени  — справа налево). Линия вверху  — данные по относительному содержанию дейтерия в колонке льда с Европейской станции (EPICA). Линия внизу  — данные по относительному содержанию тяжелого изотопа кислорода в донных отложениях в Южном океане. Пики на обеих линиях соответствуют потеплениям



В 1868 году экспедиция шведского полярного исследователя Нильса Норденшельда на судно «София» подняла со дна Карского моря темные камни, оказавшиеся железомарганцевыми стяжениями (конкрециями). Затем океанографическая экспедиция Великобритании на корвете «Челленджер» (1872-1876) похожие конкреции обнаружила на дне Атлантики в районе Канарских островов. Внимание геологов привлек тот факт, что кроме железа и марганца в них было заметно некоторое количество цветных металлов. Впоследствии подводные фотосъемки показали, что дно иногда напоминает булыжную мостовую: оно сплошь покрыто конкрециями размером 4-5 см. Конкреции выступают из ила или образуют слой толщиной до полуметра в верхней части грунта. Количество руды достигает 200 кг/м2.

Руда будущего

Больше всего железомарганцевых конкреций (ЖМК) оказалось в центре Тихого океана. Здесь установлено грандиозное месторождение, расположенное между широтными разломами Кларион и Клиппертон. Оно протянулось вдоль экватора к западу от Америки на тысячи километров. Руды представлены срастаниями гидроксидов марганца и железа в форме лепешек, охристых пластов, корок. В них определены высокие содержания никеля, кобальта, меди, а также небольшие примеси платины, иридия, цинка, свинца, молибдена, серебра, золота, фосфора.

Запасы металлов в ЖМК и корках с плотностью до 10 кг/м2 оцениваются в 380 млрд. т. ЖМК  — мощные сорбенты и способствуют природной очистке океанской воды от железа, марганца и тяжелых металлов. Общие ресурсы океана превышают 1,5 трлн. т ЖМК, марганца здесь больше, чем на всех континентальных месторождениях этого металла!

Такое огромное скопление ЖМК рассматривается как комплексная руда будущего. Состав у них различен: самая высокая концентрация марганца, цветных и редких металлов содержится в ЖМК экваториальной части Тихого океана. В Атлантике и Индийском океане ресурсы ЖМК значительно меньше, и редких металлов в них немного. В морях Ледовитого океана ЖМК мало, в них преобладает железо, марганца немного, а ценных металлов почти нет. Кроме того, на плоских вершинах подводных гор (гайотов) в районе тихоокеанского экватора найдены особенно ценные руды  — кобальт-марганцовистые корки. Основные запасы сосредоточены на месторождении-гиганте Кларион-Клиппертон, они поделены между ведущими государствами мира, и, согласно международной Конвенции по морскому праву, минеральные ресурсы морского дна в Международном районе признаны общим достоянием человечества.

Запасов  — море!

Ресурсы ЖМК в Мировом океане распределены с загадочной неравномерностью: 85% марганца и более 95% редких металлов залегают в экваториальной части Тихого океана. Разведанные запасы богатых и очень богатых руд составляют здесь 10 млрд. т. В Индийском океане ресурсов заметно меньше, в Атлантике, морях Арктики и Антарктики их почти нет.

А знаете ли вы, что добыча полезных ископаемых на дне океана дело весьма трудоемкое и опасное. Вся такая добыча происходит в строгом соответствии с трудовым кодексом РФ и с соответствии с другими законами. В том числе соблюдение трудового кодекас рф 2013 год статья 77 обеспечивает безопасность на производстве и улучаиет условия труда.

С 1987 года СССР стал заявителем и обладателем международного сертификата на участок морского дна Тихого океана с правом дальнейшего изучения и промышленного освоения ЖМК, комплексной руды для получения марганца, никеля, меди, кобальта. В России разработаны различные варианты добычи этих полезных ископаемых. После вступления в силу Конвенции по морскому праву 1994 года природоохранная деятельность контролируется Международной организацией по морскому дну (ISA).
В 2001 году Южморгеологией был подписан контракт на 15 лет на разведку двух участков дна Тихого океана общей площадью 75 тыс. кв. км. Один расположен в глубоководной Восточно-Марианской котловине и является частью рудного гиганта Кларион-Клиппертон. Другой приурочен к гайотам на глубине 2000-3500 м, в районе отведенного России участка подводных Магеллановых гор. Прогнозные ресурсы участков достигают 600 млн. т сухой рудной массы. При годовой производительности в 3 млн. т ценность поднимаемых в руде металлов достигает 3 млрд. долл.

Технологическими исследованиями выделены два типа руд: никель-медь-кобальтовый и марганец-кобальтовый. Никель-медь-кобальтовый тип содержит до 3% суммы никеля и меди, до 0,35% кобальта, до 20% марганца. В марганец-кобальтовом типе при высокой концентрации марганца (до 25%), много кобальта  — до 2% при пониженном содержании никеля и меди (суммарно до 0,7%). Вместе с кобальтом содержатся также 0,1% молибдена, до 4,5 кг/т редкоземельных элементов и до 4,5 г/т платины и иридия.

Однако, несмотря на дефицит марганца в мире и наличие огромных прогнозных ресурсов никель-кобальт-марганцевых руд, со дна океанов и морей добыто всего несколько сотен тысяч тонн, преимущественно на мелководье, вблизи от берега. В России ЖМК в небольших количествах добываются в Финском заливе.

Солнечным ветром надуло

ЖМК Мирового океана и морского шельфа  — новый нетрадиционный вид минерального сырья, не имеющий аналогов среди континентальных месторождений цветных и черных металлов по ресурсам, условиям образования и вещественному составу. Несмотря на многочисленные научные работы, долгое время оставалось неясным, когда и как на дне океана скопились огромные массы марганца, железа, никеля, меди, кобальта, платины. Возникали вопросы: почему богатые руды залегают лишь вдоль экватора в Тихом океане? Почему в ЖМК присутствуют никель, кобальт, платина, характерные для мантии Земли и железных метеоритов? Почему ЖМК лежат на поверхности дна океана?..

На континентах таких руд нет, в осадочных породах прошлых геологических эпох залегают многие месторождения марганца, но состав руд проще, аналоги ЖМК отсутствуют. Раньше считалось, что конкреции растут очень медленно, со скоростью 1 мм за миллион лет. Их возраст оценивался в интервале от 50 млн. лет и больше. Считалось, что марганец и железо поступают из подводных вулканов и сносятся реками с континентов. Но было неясно, почему тяжелая руда в течение миллионов лет как бы плавала на поверхности донного ила, скорость осаждения которого в тысячи раз больше. Эта загадка получила название «парадокс непотопляемости ЖМК».

Решение этого парадокса нашли доктор физико-математических наук Г.С. Ануфриев и кандидат физико-математических наук Б.С. Болтенков, специалисты по масс-спектрометрии из Физико-технического института РАН (Санкт-Петербург). Они доказали высокую скорость роста ЖМК и их связь с космической пылью. Для определения скорости роста был использован нестандартный новый метод космического трассера, основанный на измерении в образцах концентрации изотопа гелия-3, транспортируемого в осадочные породы с космической пылью. Измерения показали в ЖМК высокое содержание космического гелия-3, связанного с солнечным ветром.

Космическая пыль интенсивно облучается солнечным ветром, при этом корпускулы солнечного излучения внедряются в поверхность пылинок и падают с ними на Землю. Концентрация таких внедренных (имплантированных) частиц в ЖМК аномально велика. 99% гелия-3 в океанских илах имеет солнечное происхождение, и легкий изотоп гелия попал в осадочные породы с космическими пылинками.

Новые расчеты показали, что ЖМК растут со скоростью примерно 1 мм за тысячу лет, что в тысячу раз быстрее, чем считалось раньше. Это совпадает с известным фактом быстрого накопления в озерах так называемой болотной руды, лимонитовых конкреций, возникающих за счет железа, рассеянного в ледниковых отложениях. Славяне издавна добывали железную руду со дна озер и знали, что руда снова появится через несколько десятков лет. Выходило, что ЖМК очень молоды, возникли в ледниковый период и связаны с эпохами потепления.

Но решение парадокса непотопляемости породило парадокс времени. Масса металлов отложилась за удивительно короткий срок. Создавалось впечатление, что руду буквально высыпали в океан. ЖМК оказались современниками мамонта и первобытного человека!.. Почему концентрация сотен миллиардов тонн марганца и железа произошла на экваторе так быстро и именно в Тихом океане? Почему в период оледенения Земли собрались вместе элементы космической пыли: легкий изотоп гелия, никель, кобальт, платиноиды?
Время образования ЖМК  — ледниковый период, эпоха глобальных многократных похолоданий. ЖМК, подобно болотным рудам, возникшим на дне послеледниковых озер, обязаны своим происхождением ледниковому периоду. Но их химический состав резко отличается от железистых конкреций болотных руд.
В них много марганца с примесью типичных космических элементов  — изотопа гелия-3, никеля, кобальта, иридия, платины.

Другие материалы рубрики


  • Общие сведения о цунами. Чаще всего цунами возникает в результате подводного землетрясения. Для сильнейших землетрясений в энергию цунами переходит около 1% энергии землетрясения. Интересно, что энергия цунами растет пропорционально квадрату высоты волн [13, 17].
    Длина фронта цунами примерно равна длине очага землетрясения, а длина волны — ширине очага. Высота в очаге не превосходит высоту поднятия пород, т. е. 10-2-10 м для энергии землетрясений около 1014-1020 Дж. Из-за малой высоты и большой длины волны (10-100 км) цунами в океане остается практически незаметным. Высота цунами значительно увеличивается при подходе к берегу, т. е. на мелкой воде. Обычно высота водяного холма не превышает 60-70 м.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Несмотря на успехи в синтезе искусственных драгоценных камней, в том числе и алмазов, спрос на природные камни не падает. Кристаллы, рожденные миллионы лет назад в земных глубинах, становятся гордостью музеев и частных коллекций, их используют в качестве банковских активов… И самое главное, как и в древности, алмазы остаются самым желанным и дорогим женским украшением. Но современные «охотники за сокровищами» надеются не только на удачу: они стремятся проникнуть в саму тайну происхождения кристаллического углерода, чтобы получить в руки надежную путеводную нить в своих нелегких поисках…
    Однажды мой учитель Збигнев Бартошинский, профессор кафедры минералогии Львовского университета, сказал с оттенком раздражения: «Скоро алмазы дома за печкой находить будут». Речь шла об открытии в 1980 г.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Почему возникают землетрясения? Общепринятое объяснение предлагает теория тектоники плит. Согласно этой теории, литосфера, хрупкая твердая оболочка Земли, немонолитна. Она разбита на плиты, которые перемещаются за счет движения расположенной ниже пластичной твердой оболочки — астеносферы. А та, в свою очередь, движется из-за конвективных движений в мантии планеты: горячее вещество поднимается вверх, а остывшее опускается. Почему такого не происходит на других планетах — неясно, а вот для Земли теория тектоники плит считается доказанной с шестидесятых годов XX века. Обнаружилось, что протяженные возвышенности на дне океана — так называемые срединные океанические хребты — сложены самыми молодыми породами, причем их склоны постоянно удаляются друг от друга.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Землетрясения, происходящие тихо и медленно, таят в себе опасность. Они могут порождать цунами или сильные толчки, потрясающие земную кору.
    Гигантский оползень, произошедший в результате тихого землетрясения, может вызвать цунами высотой в сотни метров.

    В ноябре 2000 г. на острове Гавайи произошло самое крупное за последние десять лет землетрясение. При магнитуде 5,7 около 2 тыс. куб. км южного склона вулкана Килауэа дало крен в сторону океана. Часть подвижек произошла в том месте, где каждый день останавливаются сотни туристов.
    Каким образом столь знаменательное событие прошло незамеченным? Оказывается, содрогание присуще не всем землетрясениям. Произошедшее на Килауэа было впервые определено как проявление тихого землетрясения — мощного тектонического движения, ставшего известным науке лишь несколько лет назад. Мои коллеги из Гавайской вулканической обсерватории Геологической службы США, проводившие наблюдения за вулканической деятельностью, обнаружили сотрясение. Заметив, что южный склон Килауэа сдвинулся на 10 см вдоль тектонического разлома, я обнаружил, что перемещение масс продолжалось около 36 часов — для обычного землетрясения скорость черепашья. Как правило, противоположные стенки разлома вздымаются за считанные секунды, порождая сейсмические волны, вызывающие гул и сотрясение поверхности.



  • ...Современные морские геоморфологи, развивая концепцию шельфа, пополнили запас географических терминов еще одним, детализирующим прежние представления о подводных «каменных полках» континентов. В рамках шельфов они выделяют береговую зону — участок морского дна, ограниченный со стороны суши линией максимального, ежегодно повторяющегося заплеска прибойного потока, а со стороны моря  — глубиной, соответствующей 1/3 длины наиболее крупной штормовой волны в данном месте. Именно до такой глубины проникает активное волнение в открытом море. Если принять ее за 60 м, то площадь береговой зоны Мирового океана оказывается равной 15 млн км2, или 10% поверхности земной суши.
    Некоторые ученые в последние годы определяют береговую зону как контактную зону механического взаимодействия движущихся масс воды и донного материала между собой и с неподвижным дном. ..

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • Как утверждают «авторитетные источники», прошедший 2012 год был объявлен древними майя годом конца света. Вскоре после «крайних» новогодних праздников приятель моего сына решил получить по этому вопросу дополнительную информацию и нашел в Интернете хронологическую табличку: список дат предсказанных кем-либо когда-либо апокалипсисов. Как выяснилось, редкий год в ней пропущен. Сладострастное предвкушение собственной гибели — одно из любимейших развлечений человечества. В качестве причины катастрофы может называться пожирание Солнца мифическим волком Фенриром или мифическим псом Гармом, превращение Солнца в сверхновую, свершение Последнего Греха, столкновение Земли с неведомой планетой, ядерная война, глобальное потепление, глобальное оледенение, одновременное извержение всех вулканов, одновременное обнуление всех компьютеров, одновременное сгорание всех трансформаторов, пандемия СПИДа, свиного, куриного или кошачьего гриппа. Некоторые из этих мрачных прогнозов не имеют ничего общего с наукой, другие отчасти основываются на научных фактах. Есть и такие, которые имеют шанс оказаться реальностью, ибо, никуда не денешься, наша планета действительно пылинка в бесконечной Вселенной, игрушка огромных космических сил.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • ...Дело в том, что на побережье государства находится самое большое в мире сообщество птиц (до 30 млн особей), интенсивно производящих лучшее из естественных удобрений, содержащее 9% соединений азота и 13% фосфора. Основными поставщиками этого богатства являются три вида птиц: перуанский баклан, пестрая олуша и пеликан. За многие века они произвели «сугробы» удобрений высотой до 50 м. Чтобы добиться такой производительности, птицам приходится съедать 2,5 млн тонн рыбы в год — 20…25% мирового улова анчоусовых рыб. Благо апвеллинг обеспечивает в этом районе скопление несметных запасов основной птичьей пищи — перуанского анчоуса. В годы Ла-Нинья его количество у берегов Перу так велико, что пищи хватает не только птицам, но и людям. До недавнего времени уловы рыбаков этой относительно небольшой страны достигали 12,5 млн тонн в год — в два раза больше, чем добывают все остальные страны Северной и Центральной Америки. Неудивительно, что доход рыбной промышленности Перу составляет одну треть валового внешнеторгового дохода страны.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • ...Итак, кимберлиты и лампроиты позволили нам заглянуть в верхнюю мантию Земли, на глубины 150-200 км. Оказалось, что и на таких глубинах, как и на поверхности, состав Земли неоднороден. Вариации состава мантии вызваны, с одной стороны, многократным выплавлением магматических горных пород (обедненная мантия), с другой — ее обогащением глубинными флюидами и коровым материалом (обогащенная мантия). Эти процессы достаточно сложны и зависят от многих факторов: состава привносимых флюидов и осадков, степени плавления вещества мантии и др. Как правило, они накладываются один на другой, вызывая сложные многостадийные преобразования. А интервалы между этими стадиями могут составлять сотни миллионов лет...



  • После трагических событий 26 декабря 2004 г. в Юго-Восточной Азии о цунами заговорило едва ли не все население нашей планеты. После водяного вала на нас с вами обрушилось информационное цунами.
    Достаточно было посмотреть заголовки газет-журналов, послушать анонсы теле- и радиопередач или обратиться к Internet. Например, такие. «Козни високосного года». «Цунами — месть Земли за процветающий разврат в странах Юго-Восточной Азии». «Что творится с погодой?». «Что случилось? Насколько это уникально?». «Ураган и наводнение в Европе». «Небывалая оттепель в Москве». Добавим от автора — и в Харькове, и в Украине в целом такая же оттепель в январе 2005 г. «Землетрясение в Донбассе». «Помаранчевая революция и цунами — звенья одной цепи». «Небывалые снегопады в Африке, Америке…». «Цунами — дело рук евреев». Цунами — «результат тайных испытаний атомного оружия США, Израиля и Индии».

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • ...В разработках Гидроэнергопроекта (под руководством М.М. Давыдова) забор воды из Оби и ее переброска в республики Средней Азии предполагались в районе с. Белогорье. Здесь намечалось соорудить плотину высотой 78 м с электростанцией мощностью 5,6 млн кВт. Образованное плотиной водохранилище с площадью зеркала более 250 км² распространялось по Иртышу и Тоболу до водораздела. За водоразделом трасса переброски проходила по южному склону Тургайских ворот по руслам современных и древних рек до Аральского моря. Из него она должна была по Сарыкамышской котловине и Узбою попасть в Каспий. Общая протяженность канала от Белогорья до Каспийского моря равнялась 4000 км, из которых около 1800 км составляли естественные акватории и водохранилища. Переброску воды планировалось осуществить в три этапа: на первом — 25 км³, на втором — 60 км³, на третьем — 75-100 км³, наращивая объемы забора воды из Оби...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4