地球的资源--不可再生资源(矿产资源) 地球不可再生资源

地球的资源
不可再生资源

自然资源是经济建设、社会发展和人类生存的物质基础。随着世界人口急剧增长、城市规模不断扩大、社会生产力迅速发展，以及人民物质文化生活水平的提高，人类社会对地球上各种资源的需求量与日俱增，大约每隔15—20年就增加一倍。与此同时，不合理的开发利用方式和管理措施，导致各类自然资源大量的浪费和损毁，造成资源数量减少、质量衰退，并由此而引起生态环境失调，乃至物种和品种的灭绝，致使地球上有限的自然资源承受巨大压力，并影响着人类社会和经济的稳定发展。

　　人类从自然界直接获得的各种生活和生产物质称为自然资源。除了太阳能以外，我们所依赖的全部自然资源都取自于地球。地球的自然资源主要包括矿产资源、土地资源、水资源、生物资源、气候资源等。

　　按用途分类，可以把资源分为提供物质需求的物质资源和提供能量需求的能源两类。按资源的形成周期特征分类，一般分为无限资源和有限资源两类：

1. 无限资源：随地球形成而存在，如气候资源、水资源、太阳能、风能等。

2. 有限资源：根据形成的周期长短分为可再生资源和不可再生资源两类。

（1）不可再生资源：如分布在岩石圈中的矿产资源，是地质历史时期亿万年演化的产物，在人类短暂有限的历史之中无法消耗完再次形成。

（2）可再生资源：产生周期短，在人类活动过程中周而复始地循环形成与利用。主要指土地资源和生物资源等。这些资源只要利用合理，保护得当，可以循环再现和不断更新。

第一节不可再生资源

一、矿产资源

　　矿产资源是自然界中所有埋藏在地下或者分布在地表的、有利用价值并且在开采技术上可行的矿物和岩石资源的统称。矿产资源以化合物形态产出，用于加工成各种产品。矿产资源在漫长的地质作用过程中产生，属于不可再生资源。自石器时代以来人类就开始采集利用矿产资源，随着工农业的发展，人类对矿产资源的需求不断增大，然而可利用的矿产资源总量却是有限的，尽管随着探矿和开采技术的进步，新矿藏不断被探明，原先无法开发的矿产资源被开发利用。目前人类对于矿产资源的利用主要集中在陆地浅层岩石圈表层。

1. 矿床与矿石品位

　　矿床是指地壳中由地质作用形成的、其中所含某些物质成分的质和量符合一定的经济技术条件的要求，并能为国民经济所利用的综合地质体。随着科技的进步，人们对矿物的需求或开采技术进步，原先无利用价值或无法开采的地质体也可以成为新的矿床。
矿体是矿床的主要组成部分，是指占有一定的空间位置并具有一定形状、产状和大小的矿石堆积体，是开采的对象。矿床必须有一定的数量和质量，数量即储量，有些矿床如铁矿，必须达到亿吨才能称为大型和特大型矿床。而另一些如铜矿、铅锌矿达到百万吨级就可以构成大型或特大型矿床。

　　矿石是矿体的主要组成部分，一般由矿石矿物和脉石矿物两部分组成。衡量矿石质量的一个重要指标是品位，品位就是矿石中金属或有用组分的单位含量，一般用百分比表示。大多数非金属矿物原料的品位以其中有用矿物或化合物的重量百分比表示。如钾盐、明矾石等；原生贵金属矿石的品位一般以克／吨(或10-6)表示；原生金刚石矿石的品位以克拉／吨(1克拉＝0.2克)或毫克／吨表示；砂矿品位一般以克／立方米或公斤／立方米表示；金刚石砂矿常用克拉／立方米或毫克／立方米表示。按品位，可把矿石分为富矿和贫矿。如品位在50％以上的铁矿为富矿，可以直接入炉冶炼；品位在25—30％的铁矿为贫矿，必须经选矿富集后才能冶炼。在一定条件下，常常规定值得开采矿石的最低工业品位。在矿床或矿体中，矿石品位常不均匀，甚至变化较大，通常要划分区段，按科学而又严格的方法系统取样，分析化验，才能得知矿段或整个矿体、矿床的平均品位。

表15-1主要矿产性质及用途分类

2. 矿产资源的种类

目前人类开发利用的矿产资源大约有1100多种，按照矿产所含的可用成分和用途，可以分为金属矿产、非金属矿产和有机矿产三类。

（1）金属矿产：通常分为黑色金属矿产、有色金属矿产、贵金属矿产、稀有金属矿产、放射性金属矿产五类。黑色金属矿产指可提炼铁、锰、铬、钒、钴、钛、钨、镍等钢铁工业源料矿产资源；有色金属矿产指可提炼铜、锌、铅、铝、锡等金属的矿产资源；贵金属矿产：指能提取金、银、铂、钯、铑、锇、铱、钌等贵重金属的矿产资源；稀有金属矿产指可提取锂、铯、钽等稀土元素的矿产资源；放射性金属矿产指能提炼铀、鐶、镭等放射性金属元素的矿产资源。

（2）非金属矿产：可提取非金属元素及其化合物，或可以直接利用的非金属矿物。只有少数非金属矿产资源用于提取某种非金属单质，如硅、粼、硫等，绝大多数非金属矿产资源直接利用其化合态矿物。例如石棉、金刚石、石墨、云母、石膏等矿产资源。

（3）可燃有机矿产：属于能源矿产资源的范畴，用于燃烧提供能源。如煤、石油和天然气等。俗名为“可燃冰”的天然气水合物、油页岩、泥炭等也属于可燃有机矿产。上述矿产多数与生物活动有关，在地质历史时期被固定下来，一般称为“化石燃料”。

3. 矿床的成因分类

　　岩石和矿床都是地质作用的产物，在成因上有密切的联系。矿床实际上是地壳各类岩石中由于化学元素的迁移和聚集（成矿作用），在地壳形成某些元素克拉克值高于平均值的地段。有用元素富集形成的各种矿床总体可分为内生矿床、外生矿床和变质矿床（图15-1）。

图15-1 矿床成因分类框架图

（1）内生矿床：是在内动力地质作用，特别是岩浆活动过程中将有用组分富集起来所形成的矿床。内生矿床提供了绝大多数的有色金属、稀有金属和部分非金属矿产，在国民经济中起着重要的作用。根据岩浆的发展顺序和冷凝成矿阶段，内生矿床可以分为岩浆矿床、伟晶岩矿床、气化热液矿床和火山矿床。

（2）外生矿床：是指在地表外力作用下使有用元素或有用组分聚集所形成的矿床。根据成矿过程的不同可以分为风化矿床和沉积矿床两大类。此外，另一类是由生物成因而成的可燃有机岩矿床，从广义上属于沉积矿床的范畴，但因其用于能源的目的，且形成的特殊性和复杂性，一般又作为专门的成矿理论进行研究（见本节第二部分）。


（3）变质矿床：在变质作用过程中使某些成矿组分发生活动、迁移、集中和重结晶形成矿床，都属于变质矿床。变质矿床常见的有铁、铜、铅、锌、金、铀、锰、铬、镍、钴、铌、钽、白云母、硼、石墨、菱镁矿、蓝晶石、红柱石、矽线石、石棉等矿产，并占有世界储量的很大比重，如铁矿为70％、铜为60％、锰为63％等。

4. 矿产资源的分布与储量

　　在目前的经济技术条件下可以利用的矿产资源量称为储量。实际上，许多矿产都有比储量大得多的资源量。随着找矿勘察工作的不断深入和科学技术的不断进步，一些潜在资源和未经发现资源将会转化为储量，而且还会发现很多新类型矿床与矿产资源。目前世界上矿产资源最丰富的国家有美国、中国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚、南非等；较丰富的国家有巴西、印度、墨西哥、秘鲁、智利、赞比亚、扎伊尔、摩洛哥等。世界上主要矿产资源的分布如下：

（1）铁：世界总资源量8500亿吨，探明储量4000亿吨，含铁量930.8亿吨。主要分布在巴西（占17.5％）、俄罗斯（16.8％）、加拿大（11.7％）、澳大利亚（11.5％）、乌克兰（9.8％）、印度、中国、法国、南非、瑞典、英国等。其中富铁矿1400亿吨，以澳大利亚、巴西、俄罗斯、乌克兰、印度、瑞典、南非等居多。

（2）铜：据统计，铜储量为6.41亿吨（金属含量），70％分布在4个不同的区域：①智利和秘鲁的斑岩铜矿是世界最大铜矿藏区，占世界总储量的27％。②美国西部的斑铜矿和砂页岩型铜矿约占总储量的20％；③赞比亚北部与扎伊尔毗邻的砂页岩铜矿带约占总储量的15％，分布在长55公里、宽65公里的带状区，是世界最著名的铜矿带。④俄罗斯、哈萨克的各类铜矿占10％。按国家排列，智利居首位（20.9％）、其次为美国、澳大利亚、俄罗斯、赞比亚、秘鲁、扎伊尔、加拿大、哈萨克等。近年波兰、菲律宾等国也有新的发现，并进入世界前列。

（3）铝：世界铝土矿总储量250多亿吨。主要分布在几内亚、澳大利亚、巴西、牙买加、印度等国。五国合占总储量的60％。此外，还有中国、喀麦隆、苏里南、希腊、印度尼西亚、哥伦比亚等。

（4）铅锌：在自然界中多为铅锌复合矿床，其消费量仅次于铁、铝、铜居第4（锌）和第5（铅）位。已探明铅储量1.5亿吨，锌1.15亿吨。主要分布在美国、加拿大、澳大利亚、中国和哈萨克等国。合计约占铅储量的70％和锌储量的60％。

（5）锡：世界探明储量1014万吨。锡矿呈带状分布，太平洋地区是主要蕴藏区，主要分布在东南亚和东亚两大锡矿带。东南亚锡矿带北起缅甸，沿缅泰边境向南经马来半岛西部，再延伸到印度尼西亚的邦加岛和勿里洞岛。伴生有钨，故有“锡钨地带”之称。其储量占世界总储量的60％。东亚锡矿带：①西起中国云南个旧，向东沿南岭构造带延伸到广西；②南起朝鲜北部，经中国东北地区一直延伸到俄罗斯的西伯利亚；③从中国的海南岛起，沿中国东南沿海延伸到香港一带；④日本本州岛北部的小型锡钨矿，是中国大陆锡矿带的侧端。此外，南美洲安第斯锡矿带，非洲中部等地也有锡矿分布。从国家看以印尼、中国、泰国、马来西亚、玻利维亚等国储量较多。

（6）锰：现世界已探明储量120亿吨，集中分布在南非（占45％），乌克兰、澳大利亚、巴西、印度和中国等。

（7）镍：世界总储量1.1亿多吨，集中分布在新喀里多尼亚、古巴、加拿大、澳大利亚、俄罗斯和印尼等国。

（8）金：属贵金属。世界总储量4.1万多吨，主要分布在南非（69％）、俄罗斯（约占10％）、美国（9％）、加拿大等国。

（9）磷矿：世界总储量760多亿吨，商品级磷矿石的储量为155～164亿吨左右。多集中在摩洛哥（56.2％）、美国、俄罗斯和西撒哈拉等国和地区。

　　目前可提取利用的矿物元素达到80多个，工业上利用的矿物占已知2500种矿物的15％左右。早在1976年世界开采的矿石量已超过120亿吨，连废石在内，总开采量达1000亿吨以上。近30年来，世界矿产开采量的增长速度显著加快，如1961～1980年间，铁矿石开采量占20世纪以来80年中总产量的近55％，钾盐占67％，铝土矿占近80％。1950—1975年，1/4世纪内人类所消费的金属量已超过历史消费量的总和。至2000年全世界的金属消费量为1971年的2.5倍。作为不可再生资源，已知和未知矿产资源的总量是有限的，随着开采和消耗总量不断上升，必然会导致全球资源储量的不断下降。另一方面，由于矿产资源的地理分布极不均匀，即使是国土面积居世界前列的国家，也不可能在所有矿产资源上完全自给自足。虽然我国是全球矿产资源种类比较齐全的国家之一，资源总量较大，但主要矿产储量占世界比例并不高，人均资源占有量也很不乐观（详见表15-2）。

表15-2世界和中国主要矿产资源的静态保持程度

5. 中国的矿产资源

　　中国已探明的矿产资源160多种，探明储量的有150多种。其中，金属矿产50多种，非金属矿产和有机矿产80多种。探明储量潜在价值仅次于美国和前苏联,居世界第3位, 是世界上矿产资源最丰富、矿种齐全配套的少数几个国家之一。

　　中国的钨矿、锡矿储量分别列世界第一和第二位，稀土矿占世界总储量的53.5%。非金属矿产种类也很齐全，储量丰富。但是，随着社会的发展和人口的增长，矿产资源消耗日益增加。人均矿产资源拥有量仅达世界人均矿产拥有量的58％。不少矿产资源总量虽多，但贫矿多，富矿少，冶炼成本高昂。如铁矿储量，中国位于世界前列，但大多数是含铁30％左右的贫矿，少有含铁50％以上的富矿，同时分布分散，开发困难。某些矿产资源比较短缺，如金刚石、铬、铂、钾盐等。中国的矿产资源中伴生矿相当多，以现有得技术水平难以分选冶炼，有效利用矿石里面的各种有用成分。伴生矿回收率很低，矿产资源浪费严重。尾矿的不合理处理还会对环境造成严重的污染。因此，提高冶炼分选技术，提高对尾矿中各种有用成分的回收利用率具有非常重要的意义。

我国矿产资源的主要特点有：

（1）资源总量较大，矿种比较齐全。中国已探明的矿产资源种类比较齐全，资源总量比较丰富。煤、铁、铜、铝、铅、锌等支柱性矿产都有较多的查明资源储量。煤、稀土、钨、锡、钼、锑、钛、石膏、膨润土、芒硝、菱镁矿、重晶石、萤石、滑石和石墨等矿产资源在世界上具有明显优势。地热、矿泉水资源丰富，地下水质量总体较好。

（2）优劣矿并存。既有品质优良的矿石，又有低品位、组分复杂的矿石。钨、锡、稀土、钼、锑、滑石、菱镁矿、石墨等矿产资源品质较高，而铁、锰、铝、铜、磷等矿产资源贫矿多、共生与伴生矿多、难选冶矿多。以铁矿为例，查明资源总量为576.62亿吨，基础储量220亿吨，但95％以上是难以直接利用的贫矿，铁的平均品位仅为33%，大部分铁矿品位为25％~40%,占查明资源储量的81.2%，品位在25％以下的占4.6%,品位在40％~48％之间的占11.5%，品位大于48％的富铁矿仅占1.9%；

（3）中小矿多，大型、超大型矿床少，矿山规模偏小，增加了集约化大规模高效开发的难度，如我国迄今发现铜矿矿产地900个，其中大型矿床仅占2.7%；

（4）资源区域分布不均，能源矿产主要分布在北方，铁矿主要分布在东北和西南，磷矿主要在南方，铜矿以长江中下游为最多，一些尚未开发利用的大型、超大型矿区主要分布于西部边远地区。

（5）成矿条件较好，通过勘查工作找到更多矿产资源的前景较好。石油、天然气、金、铜等矿产资源的找矿潜力很大。老矿山深部、外围和西部地区是重要的矿产资源接替区。

（6）人均资源量少，部分资源供需失衡。人口多、矿产资源人均量低是中国的基本国情。中国人均矿产资源拥有量在世界上处于较低水平（表15-3）。金刚石、铂、铬铁矿、钾盐等矿产资源供需缺口较大。

表15-3我国21个矿种的储量在世界总储量中的位次和所占的比例

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