蔚蓝色的大海热情地拥抱着大地,海浪昼夜不停地拍打着礁石,潮流年复一年地冲洗着海滩。如果你能进行几个月甚至长时间的观察,就会发现,海岸上的沙滩,沙堤、沙坝、沙嘴和泻湖等,都在不断地改变自自己的形状,老的消失了,新的又产生出来。这时你一定会为大自然这变幻莫测的景象而感叹。其实,值得感叹的可何止于此!正是这浪花、这潮水、这海滩,一直在默默无闻地向我们奉献着的砂矿哩!
金属与非金属矿产在产出形式上通常有原生矿和砂矿。原生矿一般生在坚硬的岩石中。大量的金属矿产和某些非金属矿产(如金刚石)是在岩浆活动、变质或沉积作用中产生的,它们的原生矿往往呈脉状,透镜状、管状、层状存在于各类岩石中;而砂矿则是存在于松散的砂砾中的矿产。
滨海砂矿种类後多、分布广泛、储量丰富,它们埋藏在砂堤、沙滩和海湾之中。那么,这些砂矿又是从何而来的呢?百川入大海,矿物聚宝盆。原来这些砂矿都是陆地上各种各样岩石和矿体,经过上千万年漫长的风化剥蚀、分崩离析,大的碎块变小,小的碎屑变成砂粒;它们在风力和流水等自然力的搬运下,“背井离乡”,顺流而下,从陆地上四面八方来到入海河口,海湾,堆积在浅海地带而逐渐形成的。人类居住的地球,每1分钟大约有3万立方米的泥砂被河流携带到海洋。这些含矿碎屑物在海流、潮流和海浪周而复始的作用下,按照它们比重、形状和大小的不同,进行自然分选。比重和大小比较接近的有用矿物,便会自行“物以类聚”,在一定的在利地貌部位,如古河床、砂堤、沙嘴、海滩、浅湾、岬角等,形成有用的矿集合体——滨海砂矿。当它们的品位和储量足够并具有工业意义和经济价值时,人们就可以对它进行开采利用。
显然,对砂矿的勘探和开采要比原生矿省事得多。开采时不必像开采原生矿那样坚硬的岩石中开凿巷道,一般只需要一种特殊的挖砂船就可以了。有些矿种的原生矿和砂矿都具有经济价值。如我国产金第一大县——山东省招远市(县级市)的金矿,就是对原生金(山金)和砂金同时进行开采的。有些矿种如锆石、金红石等,在自然界中虽有原生矿,但是比较分散,在这种情况下,它们的砂矿就成为主要的开采对象了。
目前在世界上开采的滨海砂矿主要有金、铂、锡石、黑钨矿、铌钽铁矿和、铬铁矿、金红石、钛铁矿、独居石、磁铁矿、锆石、红宝石、金刚石和石英沙等。世界海洋国家沿岸和浅海区的滨海海砂矿种类多达数十种,有经济意义和开采价值的约20种。滨海砂矿的原生矿物质,一小部分来自就地海岸风化侵蚀,大部分还是由入海河流携带来的。在河床和河滩上也能形成砂矿,但是在海岸带上经过波浪潮流的作用,会使矿矿分选,富集得更好。世界上很多宽阔的大陆架曾经是古代的海岸线,那里的矿质堆积中蕴藏着丰富的砂矿。
世界上有30多个国家在近岸和浅海开采砂矿。据统计,全世界96%的锆石、90%以上的金红石、80%的独居石、75%的锡石和30%的钛铁矿都来自滨海砂矿。据报道,现已探明的砂矿储量是:钛铁矿最多,为10.5亿吨;其次是钛磁铁矿,为8.25亿吨;第三位是磁铁矿,为3.0亿吨;独居石为255万吨,砂锡为250万吨,砂金为400吨,砂铂为200吨,金刚石为6300万克拉;此外,滨海砂矿中的稀土矿储量可达1.28亿吨,石英砂则有几百亿吨。
锡是制作金、焊锡的重要工业原料,它的矿石85%来自滨海砂矿。印度尼西亚、马来西亚、泰国在巽它陆架上的锡砂矿。是世界上最重要的锡矿半。从锆石中取的锆,是一种耐高温、抗腐蚀、可用以制造原子反应堆和核潜艇等到材料。从金红石和钛铁矿提取的钛,是制造化学工业装置反应塔、蒸馏塔及飞机、火箭部件的材料。从独居石提取的钍,是原子能工业的原料。这几种砂矿主要产于美国、澳大利亚、印度和独联体国家,其产量占世界总产量的90%。金刚石是自然界中硬度最大的物质,颗粒较大的金刚石为钻石,乃“宝石之王”。世界上产金刚石的滨海砂矿,主要分布在南非、纳米比亚。纳米比亚奥兰治河口以北长在1600千米海岸带上,金曾被用做国际货币,铂则是优良的耐高温、抗腐蚀材料。美国俄勒冈州海岸的金和铂砂矿已有100多年的开采历史。美国阿拉斯加诺姆砂金矿世界闻名,矿体长5千米,宽90米,厚0.3-0.9米,品位高达5.2-50克/吨。
在几十种滨海砂矿中,储最最大的当属石英矿了。从石英矿中可以提取硅。硅是一种半导体材料,银灰色,性脆,熔点高达1420度,从60年代起,硅就被广泛用于无线电技术、电子计算机和航天业。用硅制成的太阳能电池,能把15%的太阳能直接转化成电能,我国发射的人造地球卫星就使用了这种新型电池。80年代钟表行业也广泛使用硅,制造出新型的石英表。目前,石英正日益成为电力、冶金、化工、航天等部门的“新材料宠儿”。另外,海滩上的石英砂,可用做用量很大的建筑用砂;纯净的石英砂是制造玻璃的原料,“粉细砂级”的则可作为铸造工业使用的型砂。