3.3.1 矿产资源

矿产泛指埋藏于地下或分布于地表的可供人类利用的矿物或岩石资源。

3.3.1.1 矿产的相关概念

(1)矿床与矿体

矿床是由地质作用形成的,某些物质成分的质和量达到一定的经济技术指标要求,并能为经济发展所利用的综合地质体,其包含地质和经济两方面的含义。矿床的形成取决于地质作用规律,同时其范畴也取决于经济技术条件。随着经济技术条件的进步,现今不可利用的矿物和岩石将来也有可能成为矿产。矿体是矿床中的矿石堆积体,是开采的主要对象;矿体内不符合工业要求的岩石称为夹石。

(2)矿石与品位

矿石是矿体的主要组成部分,是可提取有用组分的矿物集合体,由可被工业利用的矿石矿物和无法被工业利用的脉石矿物组成。矿石中有用组分的含量称为品位,是衡量矿石质量的主要指标,大多以有用组分的质量百分数表示。

(3)母岩与围岩

母岩是指提供主要成矿物质的岩石。围岩是指矿体周围的岩石。矿体与围岩的界线有时非常清晰,有时渐变过渡。过渡性边界通常依靠样品测试分析手段,并结合工业指标圈定矿体边界。

(4)成矿作用

使分散在地球内部的元素相对富集并形成矿床的作用称为成矿作用,主要包括内生成矿作用、外生成矿作用和变质成矿作用,相应形成内生矿床、外生矿床和变质矿床。

内生成矿作用是指由地球内部能源影响而形成矿床的作用。比如,岩浆在上侵过程中,因温度、压力等条件的变化,导致不同元素或矿物发生冷凝分异聚集,从而形成不同矿床。与岩浆活动有关的矿床包括岩浆矿床、伟晶岩矿床、夕卡岩矿床、热液矿床和火山矿床等。

外生成矿作用是指由太阳能影响,在岩石圈上部、水圈、大气圈和生物圈的循环和相互作用过程中,于地壳表层形成矿床的作用。外生矿床成矿物质主要来源于地表矿物、岩石和矿床,其次是生物有机体和火山喷出物。外生矿床包括风化矿床和沉积矿床。

变质成矿作用是指在变质作用条件下形成矿床的作用。内生矿床、外生矿床以及某些岩石的矿物成分、化学成分、物理性质、结构构造等因温度、压力条件变化而发生改变,使有用物质重新富集或进一步富集而形成变质矿床。变质矿床包括接触变质矿床、区域变质矿床和混合岩化矿床。

3.3.1.2 矿产种类、分布与前景

(1)矿产种类及分布

目前,世界上已知矿产有1 150多种。按矿产性质和工业用途,可分为金属矿产、非金属矿产和可燃有机矿产。

金属矿产:金属矿产是现代工业的重要支柱,目前世界已探明金属矿产59种,但分布极不均衡。我国已探明金属矿产50多种,分布也不均衡。我国钨矿、锡矿储量分别位居世界第一、二位。金属矿产按工业用途可分为:①黑色金属矿产,如铁、锰、铬、钒、钛等;②有色金属矿产,如铜、铅、锌、铝、镁、镍、钴、钨、锡、钼、铋、锑、汞等;③贵金属矿产,如金、银、铂、钯、锇、铱、钌、铑等;④放射性金属矿产,如铀、钍、镭等;⑤稀有、稀土和分散金属矿产,如钽、铌、锂、铍、锆、铯、铷、锶、镧、钕、钐、钇、锗、镓、镉、硒、碲等。

非金属矿产:除少数非金属矿产是用来提取某种非金属元素(如硫和磷等)外,对于大多数非金属矿产,人们可直接利用矿物或矿物集合体的某些物理、化学性质和工艺特性。我国非金属矿产种类较多,已探明储量的非金属矿产约80种,其中硫铁矿、石墨、重晶石、高岭土等20多种在国际上占优势。

非金属矿产按工业用途可分为:①冶金辅助原料,如萤石、菱镁矿、耐火黏土等;②化学工业及化肥工业原料,如磷灰石、磷块岩、钾盐等;③工业制造业原料,如石墨、金刚石、刚玉等;④压电及光学原料,如压电石英、光学石英等;⑤陶瓷及玻璃工业原料,如石英岩、高岭土和黏土等;⑥建筑材料及水泥原料,如砂石、石灰岩、石膏等;⑦宝石及工艺美术可燃材料,如刚玉、玛瑙、水晶等。

可燃有机矿产:在本书中,可燃有机矿产按能源类型划分,详见“3.3.2能源资源”。

(2)矿产资源前景

矿产资源因其不可再生性,故并非取之不尽,用之不竭。矿产资源分布极不均衡,在现代工业条件下,没有任何一个国家可以在所有矿产资源上完全自给自足。随着地表或近地表富矿日益减少,而人类对于矿产资源的需求量越来越大,人类已开始在多方面进行实践或探索,以提高矿产资源保障能力。

一是大量利用贫矿、杂矿、深部矿、新类型矿床、边远地区矿床。近年来,世界很多矿产储量增长在很大程度上是靠降低工业品位、扩大开采深度和发现矿床新类型取得的,寻找隐伏矿、深部矿以及一些近地表的大而贫的矿床。同时,随着开采、冶炼等方面的技术进步,重新评价已知矿床储量、研究老矿区潜力也具有重要意义。

二是开发海洋。海洋中蕴藏着极其丰富的矿产资源,如滨海砂矿是独居石、钛铁矿、磁铁矿、锆石、磷钇矿等的重要来源;海底金属软泥、锰结核、硫化物矿床等都有可能成为开采对象;海水中的矿物含量也相当丰富,含量较高的元素近60种,目前全球1/3的商品盐、1/5的镁、大量的溴均来自海洋。

三是减少矿床开采时的损耗,提高矿产利用率。回收利用各种金属或其他材料,也是解决矿产资源不足的重要途径。

总之,在矿产资源开发利用上,一方面要尽可能开源节流,另一方面也不必持矿产资源很快就要枯竭的悲观态度。实际上,随着新的科学理论和技术方法的问世并付诸应用,矿产资源勘查、开发、利用仍保持较大潜力。