Несмотря на то что подводные разработки твердых полезных ископаемых еще занимают скромное место в их общемировой добыче, однако уже сегодня для целого ряда стран они имеют первостепенное значение.
Рис. 1. Самоподъёмная платформа 'Бакы', работающая в Каспийском море.
Прибрежно-морские россыпи образуются на границе суши и моря в результате перемещения водных масс, которые приводят к сортировке обломочного материала и накоплению частиц тяжелых минералов. Месторождения этих минералов и образуют прибрежно-морские россыпи.
На берегу моря волны, скатываясь с пляжа, уносят с собой легкие и мелкие песчинки, а более тяжелые песчинки при сильном прибое накапливаются на пляже. Кроме того, часть тяжелых песков концентрируется и на подводном склоне уже в пределах шельфа, а также оседает в устьевых затопленных частях рек, впадающих в моря и океаны.
Прибрежно-морские россыпи содержат очень разнообразные и ценные, преимущественно рудные минералы: ильменит, рутил, циркон, монацит, магнетит, хромит, касситерит, золото, платину, алмазы и некоторые другие.
Ильменит находит широкое применение в производстве титановых красок и как «железистый песок» в качестве сырья для доменных печей. Кроме того, он используется для покрытия электросварочных электродов, а также нефтепроводов и газопроводов.
Рутил — лучшее сырье для производства титановых красок, для получения металлического титана (содержит до 60 % чистого титана), в свою очередь использующегося при производстве высококачественных сортов стали. Рутил находит широкое применение в авиационной, атомной промышленности и в медицине.
Цирконий — металл, обладающий высокими антикоррозионными качествами, используется при изготовлении различных аппаратов в химической промышленности, при выпуске медицинского оборудования. Из него делаются детали для различных электронных приборов, применяется при производстве радиоламп. Но больше всего цирконий используется при сооружении атомных реакторов, так как в отличие от многих металлов он слабо поглощает медленные нейтроны, образующиеся при расщеплении уранового ядра.
Около 90 % цирконового песка применяется в металлургии при литейных процессах, при производстве огнеупорных материалов и керамических изделий. Кроме того, циркон применяется для получения металла циркония.
Монацит применяется для получения тория, церия и ряда других редкоземельных элементов. Торий же в свою очередь используется как радиоактивный элемент, а также употребляется в промышленности в качестве огнеупорного материала; а церий получил широкое применение в алюминиевых и магниевых сплавах. Благодаря добавлению в них церия увеличивается их сопротивление процессам ржавления. Сплав церия с железом используется для поглощения газов в электротехнических приборах. Церий идет на изготовление углей для дуговых ламп в прожекторах. Наконец, окислы церия используются при изготовлении специальных защитных стекол для стеклодувов.
Магнетит, или магнитный железняк,— богатая железная руда (содержит до 72 % чистого железа).
Хромит — основная руда для получения хрома, широко используемого при выплавке высококачественных легированных сортов стали, для покрытия (хромирования) некоторых металлов. Соединения хрома используются в химической, кожевенной промышленности и других отраслях.
Касситерит — основная руда для извлечения олова. О применении золота, платины и алмазов дополнительно говорить не приходится.
На первом месте в мире по добыче ильменита, рутила и циркона стоит Австралия (90% — рутила, 60 % — циркона и около 25 % — монацита от всей добычи капиталистических стран).
Россыпи протянулись вдоль восточного побережья более чем на 1600 км.
На побережье Бразилии разрабатываются тяжелые пески, содержащие прежде всего монацит (один из главных поставщиков на мировой рынок), а также ильменит и циркон.
Богатейшие прибрежные россыпи (ильменит, циркон, рутил и монацит) имеются у юго-западных и юго-восточных берегов Индии, а также на северо-восточном и юго-западном побережьях острова Шри-Ланка.
Самые крупные в мире запасы рутила сосредоточены в россыпях у по.бережья Сьерра-Леоне в Африке.
Крупные разработки циркона и рутила ведутся во Флориде (США).
С конца 60-х гг. в Новой Зеландии работает металлургический завод, выплавляющий чугун и сталь из пляжных железистых песков.
В США (в штатах Орегон и Вашингтон) разрабатываются пляжные россыпи хромита, а на Аляске близ города Ном из пляжных россыпей добывается золото. В 1975 г. здесь было добыто 450 кг золота. Залив Гудньюс — единственный в США район добычи платины, который дает 90 % ее добычи в США. За сезон ее добывается до 470 кг.
Из магнетитовых песков Токийского залива японцы получают железную руду. В небольших размерах разработки прибрежных россыпей ведутся почти во всех приморских странах Европы.
В странах Юго-Восточной Азии — Индонезии, Малайзии и Таиланде в море в широких масштабах ведется добыча россыпей касситерита. Эти страны — основные производители мирового олова.
В Австралии россыпи касситерита известны на острове Тасмания.
На побережье и шельфе Намибии разрабатываются россыпи алмазов. Большая часть добываемых алмазов извлекается из береговых отложений. Добыча же шельфо-вых алмазов производится очень медленными темпами из-за большой трудоемкости морских разработок. Алмазы здесь залегают на расстоянии 300—500 м от берега и на глубине от 30 до 120 м. Причем содержание алмазов в породах здесь в 5 раз выше (в среднем до 5 карат ( 1 карат равен 0,2 грамма.) на 1 т), чем в береговых россыпях, при очень высоком качестве алмазов (содержание ювелирных алмазов до 99 %). Подводная добыча алмазов обеспечивает 20 % стоимости общемировой добычи алмазов.
Один из самых замечательнейших «даров» моря янтарь — окаменевшая смола хвойных деревьев, произраставших на земле десятки миллионов лет назад. Янтарь встречается на побережьях Сицилии и Ливана, Бирмы и приатлантических районов США, Арктического побережья Аляски, а также на побережье Балтийского моря в пределах Польши, ГДР и ФРГ. Но самый ценный вид янтаря добывается в СССР, на побережье Балтийского моря, в Калининградской области. Кроме того, в СССР янтарь в небольших количествах встречается у берегов Сахалина, на побережье Аральского моря и во многих местах на побережье Северного Ледовитого океана (устье Печоры, Чешская и Мезенская губы, полуостров Канин Нос, устье Индигирки и др.).
Еще за несколько сот лет до нашей эры янтарь применялся в качестве украшений и амулетов и ценился как сокровище. При археологических раскопках янтарные бусы были обнаружены в могилах бронзового века. Особенно ценился янтарь в Римской империи при императоре Нероне, когда янтарь обменивали на медь, бронзу и даже золото.
Конечно, и в наши дни янтарь используется для изготовления украшений и ювелирных изделий. Но его широко используют и в промышленности, особенно в приборостроении. Около 10 % добываемого янтаря идет на изготовление изоляторов для электрических и радиотехнических приборов. Кроме того, он широко используется для изготовления ценных лаков и канифоли. Из янтаря извлекают вещества, которые находят применение в фармацевтической промышленности. Опрыскивание семян и зеленых всходов раствором янтарной кислоты повышает также засухоустойчивость и урожайность льна, фруктов и овощей.
Разработки прибрежно-морских россыпей расширяются во всем мире, и все новые страны начинают поставлять на мировой рынок свою продукцию.
В СССР на Балтийском море, в районе города Лиепая, с 1968 г. организована морская добыча ильменитового песка. Здесь пески залегают на небольшой глубине слоем толщиной от 30 см до 1 м. Хотя металла в них содержится в несколько раз меньше, чем на суше, тем не менее добыча их специально переоборудованными земснарядами выгодна.
В последние годы обнаружены промышленные россыпи касситерита в море Лаптевых, где на Чокурдакском россыпном месторождении олова создан первый в СССР плавающий обогатительный комбинат.
Большой интерес представляет открытие россыпного месторождения олова в Чаунской губе Восточно-Сибирского моря. Кроме морей Лаптевых и Восточно-Сибирского, перспективны на россыпные месторождения олова Чукотское и Берингово моря.
На шельфе Сахалина в россыпях содержится рутил и касситерит, а в Баренцевом и Карском морях — титано-содержащие руды. На берегах островов Итуруп и Куна-шир, входящих в группу Курильских, имеются титано-магнетитовые россыпи.
Прибрежно-морские россыпи разрабатываются по-разному. У полосы прибоя тяжелые пески добываются скреперами, бульдозерами, экскаваторами и гидромониторами.
В более глубоководной части шельфа используют драги, которые оснащены многочерпаковыми рамами, грейферами или грунтовыми насосами.
На больших глубинах (до 160 м) применяются драги, снабженные подъемной лебедкой и черпаком-грейфером или ковшом на тросе. В море черпак опускается на тросе лебедки, врезается в грунт и, захватив материал, поднимается наверх. Грейферы тяжелого типа за час работы извлекают до 1000 т грунта. Драги с грунтовыми насосами применяются как на малых глубинах, так и на глубинах до 330 м. Такие драги, нanpимер используются при добыче алмазов у берегов Намибии. Одна из таких драг (имеющая длину около 90 м и ширину 15 м), снабженная шестью наклонными устройствами, перерабатывает за сутки до 300 т песка или гравия. Среднесуточный выход алмазов до 2500 карат.
Среди коренных месторождений твердых полезных ископаемых прежде всего необходимо отметить те виды, которые добываются шахтным способом. Подводными шахтами, пройденными с суши, добываются каменный уголь, железная руда, руды меди, никеля, олова, ртути. Известно более 100 подводных шахт и рудников, заложенных с берега. Некоторые из них удалены от берега до 8 км при глубинах моря до 120 м.
Миллионы тонн каменного угля ежегодно добывают на подводных шахтах в Японии, Канаде, Великобритании, Шотландии, Турции, на острове Тайвань. Большие запасы каменного угля обнаружены н