На поверхности океанического дна

Значительные природные богатства, к промышленному освоению которых человечество только приступает, сосредоточены и на поверхности океанического дна. В особенности это справедливо для континентальных окраин - шельфа, континентального склона и его подножия, где широко распространены россыпи различных полезных ископаемых.

Дело в том, что россыпные месторождения формируются в результате транспортировки продуктов разрушения берегов и прибрежных горных сооружений реками, течениями, мутьевыми потоками. При транспортировке происходит естественное распределение частиц по их плотности - наиболее тяжелые обломки отлагаются первыми, затем оседают менее плотные и т. д. Таким образом происходит естественное обогащение россыпей, образование естественных скоплений минералов различной плотности. В зависимости от скорости транспортирующих потоков и плотности минерала такие скопления могут возникать в виде полосы в волноприбойных зонах, устьях рек, конусах выноса у выхода из глубоководных каньонов и т. д. Естественно, что такая способность создавать скопления в виде россыпей характерна для минералов, резко отличающихся от основной массы обломков по своей плотности - наиболее тяжелых или легких. Среди тяжелых минералов подводные россыпи образуют магнетит и титаномагнетит (железная и титановая руды), касситерит (оловянная руда); известны также россыпи ильменита и рутила (сырье для получения титана), циркона (из которого добывают цирконий), монацита (из него получают торий и некоторые редкие элементы) и др. Из самородных металлов известны россыпи платины и золота, имеющие промышленное значение.

Рис. 46. Распространение рудных полезных ископаемых на поверхности океанического дна. 1 - россыпи; конкреции: 2 - фосфоритов, 3 - железомарганцевые

Легкие минералы также способны создавать естественные скопления промышленного значения. Среди таких минералов наиболее известен янтарь, скопления которого найдены на Балтийском побережье, у берегов Татарского пролива, на Алеутских островах, у Новой Зеландии (рис. 46).

Подводные россыпи приобретают все большее значение в связи с истощением запасов месторождений на суше. Имеющиеся оценки запасов россыпных месторождений в океане свидетельствуют об исключительном богатстве недр океана, способного обеспечить потребности человечества во многих ценных минералах на сотни лет.

Уже сейчас в море ведут промышленную разработку магнетитовых песков, огромные россыпи которых выявлены у западного побережья Северной Америки, у берегов Японии и Новой Зеландии. Значительные по запасам касситеритовые залежи разведаны у побережья Японии и Юго-Восточной Азии, где уже сегодня получают половину мировой добычи олова. Огромные россыпи титаносодержащих минералов - ильменита и рутила - разрабатывают у берегов Австралии. Значительные по запасам скопления золото- и платиносодержащих песков известны у северного побережья Тихого океана, у берегов Аляски; россыпи алмазов разведаны у берегов Юго-Западной Африки.

Другим видом полезных ископаемых, буквально лежащих на поверхности океанического дна, являются фосфоритовые и железомарганцевые конкреции. И если россыпи в основном образуются в прибрежных районах, вблизи источников сноса - устьев рек, разрушающихся берегов и вдольбереговых горных сооружений, то конкреции распространены в более глубоководных и удаленных от берегов частях океана.

Фосфоритоносные конкреции и фосфатные пески залегают на относительно мелководных участках дна, но на некотором удалении от берегов - в основном вблизи бровки континентального шельфа, а также на плоских вершинах подводных гор - гайотов. Скопления фосфатных песков известны на шельфе у берегов Калифорнии, Юго-Западной Африки (см. рис. 46). Конкреции, желваки, корки и даже глыбы фосфоритов широко распространены на гайотах Тихого океана. Фосфориты, добытые с океанического дна, могут стать сырьем при производстве удобрений, а также для химической промышленности. Содержание оксида фосфора в конкрециях чаще всего составляет около 30%, а в конкрециях Тихого океана иногда достигает 31-33%. Запасы фосфоритов на океаническом дне колоссальны - только в пределах шельфов, где добыча фосфатных песков и конкреций рентабельна уже в наши дни, запасы фосфатов оценивают в 3х10¹¹ т.

Железомарганцевые конкреции встречаются на океаническом дне в основном в пределах океанических котловин, в глубоководных глинах и илах, как на поверхности современных осадков, так и в их разрезе, на глубинах до нескольких метров. Распространены конкреции в котловинах практически повсеместно, однако частота их встречаемости различна - от редких единичных находок до сплошного покрова, напоминающего булыжную мостовую. Наиболее богат железомарганцевыми конкрециями Тихий океан, в пределах которого конкреции покрывают почти всю поверхность дна глубоководных котловин (см. рис. 46). Эти конкреции содержат кроме железа (около 12 %) и марганца (почти 18%)^* значительное количество кобальта (до 2,5%), никеля (до 0,8%), много меди, титана, ванадия и других металлов. В общем, концентрация наиболее ценных компонентов близка к концентрации их в рудах месторождений на суше. Это делает добычу и переработку конкреций рентабельными. Только в пределах Тихого океана запасы этих конкреций оценивают в 1656 млрд. т, в том числе запасы марганца достигают 358 млрд. т, что в полтора раза превышает суммарные запасы всех месторождений марганца на суше. Еще больше запасы никеля, второе превышающие запасы на суше, а запасы кобальта в 30 (!) раз больше континентальных запасов.

^* (Содержание марганца в отдельных конкрециях достигает 32%.)

Основным поставщиком рудного вещества для образования конкреций является морская вода. Поэтому запасы конкреций непрерывно пополняются за счет естественных физико-химических процессов в придонном слое глубоководных котловин океана. Величина такого ежегодного естественного прироста железомарганцевых конкреций только в Тихом океане оценивают в 6 млн. т.

Заметный вклад в естественное обогащение полезных ископаемых вносит биогенное осадконакопление. Примером такого обогащения может служить формирование ураноносного ила на дне Черного моря за счет деятельности фитопланктона - микроскопических водорослей. В одной тонне высушенного ила, поднятого со дна Черного моря, содержится 55 г оксида урана, а пласт осадка толщиной всего в один метр содержит до 6,7 млн. т этого ценного энергетического сырья. Однако при современной технологии переработки добыча урана с таким содержанием нерентабельна - необходимо не менее 100 г с одной тонны осадка.