K.PAPAVASILEIOU Assoc.Professor UNIVERSITY OF ATHENS

K.PAPAVASILEIOU
Assoc.Professor
UNIVERSITY OF ATHENS
FACULTY OF GEOLOGY&GEOENVIRONMENT
DEPERTMENT OF ECONOMIC GEOLOGY&GEOCHEMISTRY
• The European
response to the new
challenge
Marine Minerals – A Diverse Resource Base
ΠΡΟΣΧΩΜΑΤΙΚΑ ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΣΩΜΑΤΩΜΑΤΑ ΒΑΡΕΩΝ ΟΡΥΚΤΩΝ(Placers&Aggregates)
Η εξόρυξη μεταλλευμάτων από το βυθό και η γνώση μας περί νέων πηγών θαλασσίων μεταλλευμάτων έχουν αναπτυχθεί
γρήγορα κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών, δημιουργόντας σημαντικά οικονομικά οφέλη τα οποία υπόσχονται
ενδεχομένως σημαντικές προσθήκες στα αποθέματα των παγκόσμιων ορυκτών πόρων. Η εμπορική εκμετάλλευση των
στερεών θαλασσίων μεταλλευμάτων είναι μέχρι τώρα περιορισμένη και γίνεται κυρίως στις αποθέσεις που προέρχονται
από τη μηχανική και χημική διάβρωση των πετρωμάτων στις ηπείρους.Αυτά τα προϊόντα της διάβρωσης μεταφέρονται
στον ωκεανό πρώτιστα από τους ποταμούς. Οι αποθέσεις αυτές βρίσκονται στίς σχετικά ρηχές παράκτιες περιοχές των
χωρικών υδάτων και της αποκλειστικής οικονομικής ζώνης που εκτείνεται στα 200 ν.μ. Αυτού του είδους οι ορυκτοί πόροι,
μερικοί απ' αυτούς πλουσιότεροι από οποιεσδήποτε χερσαίες ΟΠΥ, προέρχονται εν μέρει από τις χερσαίες πηγές
(πετρώματα και πρωτογενείς μεταλλοφορίες) και εν μέρει από τις φυσικές διαδικασίες μέσα και κάτω από στους
ωκεανούς, συχνά σε μεγάλα θαλάσσια βάθη.
Τα μεταλλεύματα που προέρχονται από τη μηχανική διάβρωση των ηπειρωτικών πετρωμάτων συγκεντρώνονται σαν
αποθέσεις μεταλλοφόρων βαρέων ορυκτών(προσχωματικά κοιτάσματα) , τα οποία ταξινομούνται κατά την κίνηση νερού
(κύματα, παλίρροιες, ρεύματα) ανάλογα με την πυκνότητα των (μάζα ανά μονάδα του όγκου) ορυκτών που τα αποτελούν.
Αυτά τα μεταλλεύματα περιλαμβάνουν τα βαριά μεταλλικά στοιχεία (βάριο, χρώμιο, χρυσός, σίδηρος, σπάνιες γαίες,
κασσίτερος, θόριο, βολφράμιο, ζιρκόνιο) και τα αμέταλλα (διαμάντια, ασβέστης, πυριτική άμμος, αμμοχάλικο). Από τα
μέταλλα, ο χρυσός εξάγεται περιοδικά (σε συνάρτηση από την τιμή του χρυσού) παράκτια σε περιοχές της Αλάσκας και ο
κασσίτερος συνεχίζει να εξάγεται σε περιοχές από την Ταϊλάνδη, το Μιανμάρ και την Ινδονησία. Από τα μη μέταλλα, μια
εξαιρετικά βιώσιμη εξορυκτική βιομηχανία διαμαντιών υπάρχει στη Ναμίμπια και την παρακείμενη ακτή της Νότιας
Αφρικής (σε βάθη νερού σε 200 μέτρα, και σε απόσταση περίπου 100 χιλιόμετρα). Για το 2001 αναφέρονται από την κύρια
παραγωγό εταιρεία ( De Beers marine) μια παραγωγή 570.000 καρατιών από τέτοιες υποθαλάσσιες εξορύξεις. Η άμμος και
το αμμοχάλικο εξάγονται από τις παραλίες και τις ρηχές παράκτιες συσσωρεύσεις σε πολλές περιοχές σε όλο τον
κόσμο.Είναι υλικά που χρησιμοποιούνται στις κατασκευές σαν δομικά υλικά και για την αποκατάστασηή επέκταση
παραλιών.Τα υλικά αυτά είναι τα θαλάσσια εξορύξιμα προϊόντα με την υψηλότερη ετήσια αξία παραγωγής ως τα τώρα.
MARINE, BEACH PLACERS AND AGGREGATES
Beach placer
deposit of Ti
minerals(Ilmenite
-Rutile in
Australia.
Marine placer
extraction from
near shore
operation in
Indonesia.
Cassiterite from
marine
placers(Indonesia)
Operational marine placer deposits(From I.S.A 2006)
Marine Minerals – Near-Shore & Continental Shelf













Sand, gravel (dredging for beach sand replacement, construction)
Coral (jewellery, landfill, construction …)
Tin and gold placers
Black sands (titanium minerals,monazite etc.)
Silica sands (glass, electronics)
Diamonds (Indonesia, Namibia …)
Phosphorite (mainly 30 degrees N & S of equator, New Zealand)
Lime (originally from shells)
Sulphur (Gulf of Mexico)
Oil & gas
Deposits that extend under land and water but are accessed via land
Salt (evaporative or extractive)
Water (desalinization or underwater freshwater springs)
Many of them are now extensively commercially mined
PHOSPHATES
Phosphate Production and Demand
E.U




Marine Phosphorite occurs as:
Seamount and plateau deposits
Insular and lagoonal deposits
Shelf/slope deposits
Epicontinental-sea deposits (in the geologic record, include giant deposits e.g
Phosphoria Fm (USA)
Shelf/Slope Phosphorites
The most important marine phosphorite deposit with a large resource
potential
Most important locations:
- Eastern Pacific off Chile, Peru, Baja California, California
- Western Pacific off eastern Australia & western Tasmania
- Eastern Atlantic off Congo, Angola, Namibia
- Western Atlantic off SE United States
The most phosphate productive islands have been
• Nauru, Ocean, and Makatea in the South Pacific & Christmas I. in
the Indian Ocean
• Howland-Baker, Jarvis, and Enderbury Is. in the equatorial Pacific
produced ore in the 1800s
• Angaur, Eil Malk, Fais, Peleliu, and Rota Is. In Micronesia were
mined in the early 1900s
 Form on sediment-covered abyssal plains (4000-6500
meters water depths)
 Composed of manganese and iron oxides, with significant amounts οf
nickel and copper and to a lesser degree zinc and lead
 Form by precipitation of metals from cold bottom seawater and from sediment
pore fluids
Global Permissive Areas for Manganese Nodules
Four nodule fields are well known: CCZ, CIOB, Peru Basin,
and Cook Islands EEZ
 CCZ: Nickel, Copper, Molybdenum, Manganese, Cobalt
 CIOB: Nickel, Copper, Molybdenum, Manganese, Zirconium
 Peru Basin: Nickel, Manganese, Lithium
 Cook Is.: Titanium, Manganese, Scandium, Cobalt, REEs
• Grow on hard-rock surfaces
on seamounts,
ridges, and plateaus
• Found at water depths of
~400-7000 meters
• Thicknesses range from <1
to -260 millimeters
• Metals precipitate from cold
seawater
• Focus metals: Cobalt, Nickel,
Manganese
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Rare Earth Elements
Bismuth
Molybdenum
Platinum
Scandium
Niobium
Tellurium
Thorium
Titanium
Tungsten
Zirconium
Scandium-rich crust from the Arctic Ocean
Seafloor Massive Sulfides(SMS)
 Precipitation
fromhydrothermal &
magmatic fluids
 Black/white smokers
produce sulfide/ sulfate
chimneys and mounds
 Rich in copper, zinc, silver,
gold
 Ephemeral vent fields
64,000 km of oceanic spreading centers
25,000 km of volcanic arc systems
Rare and precious metals in Seafloor
Massive Sulfides as
Potential Byproducts of
Copper or Zinc Mining
 Gold
 Silver
 Antimony
 Arsenic
 Cadmium
 Gallium
 Germanium
 Indium
 Selenium
 November 2011, we reached 7,000,000,000 People!
 2.5 billion live in countries with booming economies and
a rapidly growing middle class
 Where will the resources come from to sustain that
growth, and to support green and emerging
technologies?
Driver: Critical Metals needed for Emerginq Technologies
Driver: Limited Sources of most metals
China is the Leading Producer of 30 Critical Metals
(Modified from
Jonathan
Price, SEG
Newsletter 82,
July 2010)
Driver: Declining ore grades in land-based mines
•
Marine-based mine sites have no roads, seafloor ore-transport systems,
buildings, or other infrastrure
•
No overburden to remove, which on land can be 75% of material moved
•
Less ore needed to provide the same amount of metal
•
Three or more metals can be obtained at one site
•
Smaller deposits can be mined
Driver: Light versus Heavy REEs
Large land-based REE deposits average less than 1 % HREEs
Tonnage of nodules in CCZ approximately three times greater than
tonnage of crusts in the PCZ
Comparison of tonnages of marine and terrestrial
deposits
Contained metal tonnages (χ 106 metric tonnes)
•
Nodule tonnage =21,100
million dry tonnes
•
Crust tonnage =7,533
million dry tonnes
•
CCZ: 15-25%
Economically Mineable
USGS 2010 reserve base (includes resources that are currently economic
(reserves), marginally economic, and subeconomic
Contracts for Marine Minerals Exploration Total 2,194,000 km2
Total contract area is larger than the land area of Greenland
aproximatelv 50% is in EEZs and 50% The Area(International seas)(Data from I.S.A
2013)
States & State Agencies: ISA Deep-Ocean Minerals
Contracts
(E.U)
(E.U)
aBulgaria,
Czech Republic, Poland, Slovak Republic (E.U member
states) Russia, and,Cuba.
ΕΜΦΑΝΙΣΕΙΣ,ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΙΜΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΓΙΑ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ
ΤΩΝ ΥΟΠΥ
Commodity
Setting
Status
Growth Potential
Operational
High
Aggregates (sand and Beach and shallow
gravel)
marine
Cobalt
Deep sea nodules
Nonoperational
Moderate
Cobalt
Crusts on seamounts Nonoperational
High
Copper
Deep sea nodules
Nonoperational
Moderate
Copper
Deep sea sulfides
Close to operational
High (2015)
Diamonds
Shallow marine placer Operational
High
Gold
Shallow marine placer Semi-operational (some Moderate
artisanal)
Gold
Deep sea sulfides
Close to operational
High (2015)
High
Heavy minerals
Beach and shallow
Operational
(substancial)
(chromium, rare earths, marine placer
thorium, titanium,
zirconium)
Lead
Deep sea sulfides
Close to operational
High (2015)
Lime (coral, shells)
Beach
Operational (minor)
Moderate
Nickel
Deep sea nodules
Nonoperational
High
Nickel
Crusts on seamounts Nonoperational
Moderate
Phosphate
Semi-Operational
High
Shallow marine and
seamounts
Platinum Group Metals Crusts on seamounts Nonoperational
Low
Rare Earth Elements
Crusts on seamounts Nonoperational
High
Deep-sea mud
Nonoperational
Moderate
Rare Earth Elements
and Yttrium
(new discovery 2011)
Salt
Very shallow
Operational
Moderate
marine
(evaporation)
Silver
Deep sea sulfides
Close to operational
High (2015)
Tin
Shallow marine placer Operational to 50m
High to depth <80m
water depth
THE RESPONSE OF THE E.U IN THESE NEW CHALLENGES:E.I.P ON RAW
MATERIALS-The marine exploration and mining issue is now for first time a
basic priority
The EIP's (European innovation partnership) commitments are essential to achieve the
objectives set out in the EIP's Strategic Implementation Plan These commitments aim to
promote partnerships and the sharing of knowledge between actors (industry, public
services, academia etc).
In October 2013 the EIP launched a call for commitments. Following this, the EIP's
responsible Group, on behalf of the High Level Steering Group, confirmed that 80
commitments fulfilled the required criteria. These commitments are now recognized by
the European Commission as “Raw Material Commitments” and are eligible for funding.
Among these commitments there are a 4 associated directly with deep sea exploration
and mining.
Approved by the E.C Commitments within E.I.P Framework related to deep sea exploration and mining
Title
Acronym
Period to implement the
commitment
Country
1.Breakthrough Solutions for
Seafloor Mineral Extraction
and Processing in deep water
environment
SeaFlores
04/09/2014
France
2.Environmentally Responsible
Deep-sea Mining
ERDEM
06/01/2014 to
05/31/2019
United Kingdom
3.Innovative Mining of Marine
Mineral Resources – A
European Pilot Mining Test in the
Atlantic on Tools,
Facilities, Operations and Concepts
Blue Atlantis
04/01/2015 to
03/31/2020
Germany
4.“Alternative Blue Advanced
Technologies for Research
On Seafloor Sulfides” : securing
long term raw material
supply to Europe by developing and
testing deep-sea
technologies for exploration and
evaluation
ALBATROSS
01/01/2015 to
12/31/2020
France
Black smoker sulfide chimney, NE Pacific Ocean

Download Report