西北太平洋海山富钴结壳资源评价和矿区圈定

【摘要】本文以西北太平洋海底海山富钴结壳矿区圈定和矿产资源评价方法为研究对象，旨在探讨总结海山富钴结壳类型、分布规律和找矿标志，尝试将陆地矿产资源评价方法引入大洋资源评价，估算太平洋和西北太平洋海山区钴结壳资源量，为当前圈矿和资源评价提供数据参考和理论指导。文中基于我国自行调查的5个海山的多波束地形、海底摄像和结壳地质采样等资料，初步探讨了多波束声强数据在海山钴结壳分布预测中的应用；基于下载的公开资料运用不同方法估算了太平洋和西北太平洋研究区钴结壳资源量；结合钴结壳生长和分布规律，建立了基于勘探规章的圈矿模型。面积约为14525万km2太平洋(135°E～100°W，65°S～60°N)海域，200海里大陆架以外海域面积约9190万km2，约占63.7%，区内剔除区域内200海里大陆架的钴结壳远景区面积约为6460175km2，约占远景区总量的55%，即可供申请的海山还不到100个。几乎全部马绍尔海山区和近半马尔库斯-威克海山区位于200海里大陆架范围内，认为西太麦哲伦海山区和部分马尔库斯-威克海山区是大洋富钴结壳研究和选择申请的重点区域。通过平顶和尖顶2类海山3个示范海山，研究发现海底海山山顶摄像剖面解释结果及结壳采样数据与声强灰度分布吻合度非常高，认为可通过灰度图上的阴影区来圈定没有结壳或结壳很少的结壳不利区，为大洋富钴结壳资源评价圈定钴结壳富集区提供了新途径。改进了海山面积的计算方法，基于钴结壳成矿规律的认识，综合调查实测数据分析，重新按照海山洋壳年龄和海山高度赋予不同结壳厚度，估算了太平洋海山面积为5469390km2，湿结壳资源量为(2043.145～4000.89)108t，并计算了其干结壳资源量和金属量。以西北太平洋（148°E～171°E，9°N～25°N）为研究区，对区内马尔库斯—威克海山区、麦哲伦海山区和马绍尔海山区分别运用水深块段法，获得海山5000m以浅海山的椭球体投影面积总计879780.7km2，干结壳资源量为99.684108t；研究区海山3000m以浅海山的面积总计204525.9km2，干结壳资源量为27.170108t。结合大洋钴结壳矿区圈定和资源评价的特点，围绕着大洋钴结壳矿区申请和开发需要，提出了大洋海底海山钴结壳矿区圈定和资源评价基本流程。建立了基于国际海底管理局钴结壳勘探规章的矿区圈定模型，创造性地提出了类似于种子填充算法的人机交互矿区圈定方法，以拉蒙特平顶海山和麦哲伦戈沃罗夫盖特平顶海山为示范海山，详细阐述了海山结壳远景区的划分、基于勘探规章的矿区圈定和海山钴结壳资源量的估算方法。与日本采用的网格微分法得到的结壳申请区块矿区相比，并与俄罗斯和法国的热液硫化物申请矿区组成矿块的分布特点比较分析，本文提出的人机交互矿区圈定法具有明显的优势。
【作者】程永寿；
【导师】姜效典；
【作者基本信息】中国海洋大学，海洋地球物理学，2014，博士
【关键词】钴结壳；资源量；矿区圈定方法；海洋地质；

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