矿产资源的特点与分类

7.1.2　矿产资源的特点与分类

1）矿产资源的特点

（1）矿产资源主要是来自于地壳的资源

矿产是无生命的物质（包括无机质和有机质），其中有固体（煤、金属等）、液体（石油、汞等）、气体（天然气）。但大多数矿产是固体，而液体、气体矿产亦均埋藏于固体地壳中。

矿产资源主要来自大陆地壳（包括大陆架地壳），其次来自海水和湖水（咸水湖），极少来自大洋地壳。

地球质量约为6.5×10²¹t，由将近100种元素组成。尽管每种元素在地球中的绝对含量（总吨位）很大，但由于绝大部分元素都很分散，即相对含量很低，因此极不容易提取出来。虽然有些元素在地球中很集中，如地心的金属核集中了大量的铁和镍，地幔富含铁和镁，但开采技术受限制，难以开采。目前，最深的钻井刚逾1.2万m（俄罗斯贝加尔湖，井深12 260m），最深的矿井只达到4 000m（南非的金矿井）。而大陆地壳的厚度约30～40km，大洋地壳的厚度约5～10km，加上水深就有10～15km，因此，埋藏于地壳较深的矿产目前因技术限制是无法开采利用的。

我们知道，地壳是由岩石组成的，岩石是由矿物组成的，矿物是由元素组成的。含有用元素的矿物叫有用矿物，含有用矿物并达到一定量的岩石才叫矿石。含有用元素或有用矿物的矿石必须富集在一起，其中有用元素的含量必须远远超过它们在地壳中的平均含量（又称丰度），这样大量集中在一起的矿石才具有开采价值，才叫矿床。据估计，可采矿石的总体积大约占整个地壳体积的1%。

表7-1　构成大陆地壳九种主要元素含量

（2）矿产资源的不可更新性

前文已提及，某种有用元素或有用矿物在地壳中富集的含量达到了在当前技术和经济条件下具有开采价值的程度，这种矿石才叫矿床。然而，有用元素或有用矿物的富集是经历了几百万年、几千万年、几亿年甚至几十亿年的漫长历程。而随着科技发展，人口的增加，人们开采利用这些经过漫长地质历史时期富集起来的矿石时，其提取速率却是十分惊人的。一个矿，往往几年、十几年，最多几十年就开完了，只有极少数矿石可延续开采上百年。所以，矿产资源相对于人类社会的发展而言，是不会再生、不可更新的。它不像森林资源那样，只要合理利用，经过一定时期还可再生、再长和不断更新。

石器时代的人只限于利用再生资源，吃的是兽肉、野果，烧的是朽木枯枝，穿的是兽皮、树叶，饮的是河水、湖水，这一切似乎都是取之不尽、用之不竭的。到了罗马帝国时代，由于大量开采铜、锡、铅、银、金等矿产，不久这些金属在地中海、欧洲一带枯竭，罗马帝国也衰落了。近代所谓的“能源危机”、“资源枯竭”都与矿产资源的非再生性直接关联。Meadows等于1972年发表的《增长极限论》，就提出了确定矿产资源和能源的限度问题。简言之，在人类历史进程中，尽管科学技术的不断发展使矿产资源开发的种类和范围越来越广，甚至出现替代品，但矿产资源的有限性依然是不容忽视的。

（3）矿产资源分布的极不均匀性

矿产资源在地球上的分布是极不均匀的，它们不像生物资源那样具有明显的地带性，且有人居住之地就有生物存在；矿产资源往往分布在人烟稀少的地方，或离城市较远的山区。金属矿床多半分布在山区，油气矿床常常埋藏在地下较深处，这便给开采和运输带来极大的困难。在需要原料、燃料的地方及附近往往没有矿，而在不需要原料、燃料之地却有矿，这也就给工业布局带来了困难。

当然，矿产资源在分布上的不均匀并不是无规律可循。例如，金属矿床多分布在火成岩或变质岩地区，燃料和非金属则多分布在沉积岩地区。各类岩石的分布状况完全取决于各个区段的地壳发展历史。由于地壳构造及其物质组成在空间分布上常呈镶嵌状格局，相邻地块之间的差异又比较大，因而造成了矿产资源分布的不均匀性。优质、易探、易采的矿产目前在世界上已是屈指可数。为解决矿产资源的不足，只有采用“开源”与“节流”并重的途径，既要扩大矿物原料的来源，包括找新的、用贫的、开发潜在的、人造代用等，使有限的资源得到最大限度的利用，又要努力改进采矿方法，提高选矿、冶炼的技术水平，努力探索综合利用、循环利用等途径，使矿产资源的人为损失减少到最低限度。

世界各地矿产资源盈缺不齐、贫富不均是普遍特征，这是由地壳内部物质分布的不均匀和地质历史时期各种有利于成矿的地质作用的活动范围分布不均匀所致。矿产资源的这一特点也是造成我国矿产品大量调运的原因（如北煤南运，南磷北运），亦是适应资源条件、发挥优势、合理布局的主要课题。在国外，则常常是工业大国对第三世界资源的强取豪夺，从而引起国际纠纷的一个主要因素。1991年以美国为首的多国部队与伊拉克的海湾战争以及2003年美国再次率军攻打伊拉克，正是与伊拉克所在的中东石油富集区息息相关。2000年美国是世界上最大的石油消费国，其消费量占世界的四分之一强，达5.5亿t，目前，每年除自产外，消费量的一半以上靠进口，即同时美国也是世界最大的石油进口国，进口石油主要来自中东、拉丁美洲、加拿大、墨西哥和几内亚湾地区，约占其进口总量的二分之一，另外也从西欧和北非进口。以日本和“四小龙”为主体的亚太地区，石油进口总量达6.7亿t。其中，日本是仅次于美国的世界第二大石油进口国，2000年进口量2.64亿t，其中79%来自中东，部分来自东南亚，少量来自中国。西欧是世界上最大的石油进口地区，2000年进口石油4.99亿t，其中以法国、意大利、德国进口量最大，进口石油主要来自中东，其次是前苏联、北非，部分来自几内亚湾以及拉丁美洲。又如南非，因其集中了占世界总储量近四分之三的铬，三分之一的锰，二分之一的金和铂，还有大量的铀和金刚石，超级大国对其盛行的种族主义熟视无睹。此外，世界近三分之一的锡分布在东南亚，近四分之三的铝分布在热带国家。

人类利用矿产资源的历史在一定程度上改变了它们的分布格局。我国早在3 000多年前的商代即开始采铜，后来又接着采铁，因此我国的富铁矿和富铜矿相对较少。从地质条件看，我国是一个富有锡、钨、钼、银、铅、锌、锑、汞的国家，但由于锡、银、铅、汞的开采历史悠久，使用得较早较多，因此目前只有钨、锌、锑的储量居世界首位，锡、铅、汞则退居第二位。英国在19世纪，铅产量曾占世界铅总产量的50%，铜产量占世界的45%，铁产量占世界的30%，而现在英国本土的这些矿床几乎早被开采完了。

矿产资源不仅在世界上的分布很不均匀，其生产格局和消费格局也很不吻合。石油的主要产地在中东，主要消费地则在日本、西欧和美国。许多国家，某些矿产很丰富，而另一些矿产很贫乏。这必然造成矿产在国与国之间的交流，任何国家都避免不了某种矿产的短缺与进口。美国有许多矿产资源，如铂、铬、钛、铝、锰，进口率均在90%以上。对于发展中国家，有些矿产资源暂时可以自给，而随着工业的迅速发展，就有可能出现短缺。一些原以为贫乏的矿种，由于经济发展，技术进步，发现了新的储量，又可以自给。

矿产资源的消费在世界上的分配也是很不均衡的。占世界人口约四分之一的发达国家，消费了矿产资源总产量的85%（按其价值），其中占世界人口6%的美国，消费了世界上几乎一半的矿产量，如石油就消费了世界总产量（30亿t）的三分之一，即10亿t（1990年）。而占世界人口多达四分之三的发展中国家，仅消费世界总矿产量的15%。

由于矿产资源的非再生性和分布上的不均匀性，品位高的富矿、易开采的浅矿和交通便利的近矿就开采得最早、最快。贫矿、深矿和远矿也随着工业化的发展逐渐得以开采，并且开采的层位越来越深，矿石运输距离越来越远（如上海宝钢的铁矿石主要来自澳大利亚，需远洋运输），临界品位也越来越低。

另外，许多有用元素在地壳中的平均含量很低，尤其是稀有金属，其丰度基本上只有几个ppm，而这些稀有元素虽然需求量或许不太多，但对于现代工业却又必不可少。汞的丰度约为0.1ppm，其临界品位0.1%，两者相差1万倍，因此在地壳中找到汞矿的几率很低，大约只有万分之一。另一些丰度较高的元素，如铁、铝，其临界品位又要求很高，达20%～30%，两者相差也有3～4倍，而铁和铝又是工业上大宗使用的金属，需求量极大。

（4）矿产资源的共生和伴生性

矿产资源通常有多种组分共生或伴生的特点，这种客观存在决定了矿产资源的合理开发利用必须走综合利用的道路，同时，科学技术的日益发展也为人们对矿产资源的综合利用提供了条件。随着矿产资源短缺形势的日趋加剧，如何对有限资源做到物尽其用已成为世界普遍关心的问题。国外一科学家曾指出:“矿产资源的合理利用是我们时代特大的科技问题之一，科技思维的注意力应当集中到矿产资源的综合利用问题上。”这是颇有道理的。

自然界的矿产资源大多数都不是单独产生的，而是以多种矿物相伴出现的。在区域分布上，表现为平均含量相差不大的若干矿种或元素组成，称为共生；更多情况下，往往是以一种矿为主，另外相对含量较少的若干矿种或元素组合在一起，称为伴生。常见的有铬、镍、钴、铂伴生，铅、锌、银伴生等。这种多组分的矿产资源随着主成分矿种的开发完毕，其伴生矿产的开发利用亦开始，并进入多种伴生矿产的综合开发。例如，内蒙古原云鄂博铁矿成分十分复杂，已发现有用元素20多种，各种矿物百余种，其中可以综合利用的稀有、稀土矿物30多种；我国最大的甘肃铜镍矿，不仅是我国目前最大的铂矿产地，同时还伴生有金、银、钴、硒、碲、硫、镉、镓、锗等有用元素；湖南郴州钨矿是一个以钨、锡、铋、铜为主的综合矿床；四川攀枝花铁矿共生有钒、钛、钴、镓、锰等13种主要矿产。这些矿床都是拥有多种矿产的综合性矿床，这类矿床在我国较多，虽然可以一矿多用，但矿石的选冶技术条件十分复杂，在开采利用上难度较大。

另外，矿产资源赋存状态隐蔽，成分复杂多变。在自然界中绝无雷同的矿床，因而对它的寻找、探明以至开发利用，必然伴随着不断探索、研究的过程，并总有不同程度的风险存在。现在矿产资源开发利用的特点就是开采品位日益低贫，开发、处理过程更加复杂、艰巨，风险程度日益增加，因此开发利用总费用日渐上升。为使投资取得最佳经济效益，针对矿产资源利用探索性强、风险大的特点，既要强调矿产资源开发前的准备工作，包括项目可行性研究等，又要考虑到开采条件，包括综合利用技术、经济和交通等社会经济条件，使有限的矿产资源达到最佳合理开发利用的目标，这是矿产资源诸特性所决定的。

2）矿产资源的分类

矿产资源的种类很多，并随着经济发展的需要和生产力水平的不断提高，矿产资源的外延和内涵在不断扩大，其种类也逐渐增多。根据不同的分类依据和标准，矿产资源的分类也有不同的体系。一般而言，从人类利用的角度出发，矿产资源可分为两大类:提供燃料的能源资源和提供原料的物质资源。前者包括化石燃料和核燃料，后者包括金属原料和非金属原料。化石燃料包括煤炭、石油、天然气等，核燃料包括核聚变燃料和核裂变燃料。金属原料包括黑色金属和有色金属两类。非金属原料包括建筑材料、化工原料、化肥原料和其他原料。如图7-1所示。

图7-1　矿产资源的分类

近五十年来，矿产资源中燃料和原料两大类的产值比例不断变化。燃料产值不断增大，由1950年的50%增至1980年的70%；而原料的产值从1950年的50%下降到1980年的30%，其中非金属原料占17%，金属原料占13%。这说明，能源产值的加速增长是社会发展和工业化迅速发展的标志之一。

3）矿产资源的意义

由于矿产资源具有上述诸特点，以及它的储量、质量和地理分布的区域性，矿产资源对于经济区划的制定和生产力布局的规模、投资、建成时间等具有决定性的影响，往往视为资源地理学最重要的研究内容。

考察人类社会的发展历史，不难发现，矿产资源的开发利用程度，不仅反映当时人类科学技术的发展水平，从一定意义上看，还是人类社会发展阶段“划时代”的重要标志，从石器时代、青铜器时代、铁器时代、蒸气时代、电器时代到电子时代的出现，体现了人类科学技术发展的广度和深度。

随着社会生产力的发展，人们对矿产资源的依赖程度逐渐增强，石油和金属几乎是工业化和现代化社会不可缺少的物质。同时，农作物产量的提高与农机、化肥和动力消耗的增加十分密切，如北美（美国、加拿大）粮食的单位面积（1 000m²）产量由1950年的250kg增加到1970年的500kg，农机的消费增加了一倍，化肥的消费量增加了近二十倍，动力的消耗增加了两倍。可见，要提高单产，就要进一步消耗矿产资源。目前所谓的“石油农业”就是大量使用和施用了矿产资源的缘故。工业化以前，生物资源是人们主要的衣、食、住的物质来源；工业化之后，矿质原料和化石燃料逐渐成为人们生活资料和生产资料的主要来源，传统的动、植物纤维（棉、毛、麻、丝）逐渐为合成纤维所替代，这些人造纤维的原料和燃料也都是矿产。因此，工业化社会的物质繁荣是建立在大量开采和利用矿产资源的基础上的。

另外，矿产资源的开发利用程度，如矿石的开采量、金属的生产量以及矿石（或金属）的进口量的多少，在某种意义上反映了一个国家工业化进展程度，三者随时间变化而变化（见图7-2）。图中A表示矿石开采量。一个新兴工业国，采矿量急剧增大，当矿石的开采量超过新增量时，储量下降，采矿量将下降，有的矿甚至枯竭。B表示金属生产量。一个鼎盛的工业国，金属生产量日益增大，并达到顶峰，矿产则相应减少，不足部分只能靠进口和回收废品补充。C表示矿石进口量。一个工业化逐渐衰退的国家，国内矿产资源近乎枯竭，金属生产量则主要依赖于进口。

图7-2　英、美、前苏联三国采矿量、金属生产量、矿石进口量与时间的关系

矿产资源是人类社会可持续生存和发展的重要物质基础，是永恒的基础资源。发达国家的实践证明，矿产资源的基础地位并没有因发展水平的高低而改变，变化的是资源利用方式。目前，西方发达国家虽已进入后工业化社会，但仍然消耗大量的矿产资源，这些资源除一部分是国内直接生产外，大部分来自世界其他国家，主要是发展中国家。在某种意义上可以说是广大发展中国家的矿产资源产业在支持着发达国家经济，这也正是发达国家加强对世界资源控制和争夺的原因。发达国家本身矿产资源产业所占的比重在不断减少，这是经济全球化过程中世界产业结构调整的结果，而不是发达国家不需要矿产资源。对于我国这样一个正在实现工业化的发展中国家来说，矿产资源的基础地位更是不容置疑，这是由中国经济发展所处的阶段决定的。目前，我国工业化水平仍然较低，在今后一段时间内，我国仍将处于加速实现工业化阶段，仍需要消费大量的矿产资源。因此，提供矿产资源及其加工产品的矿产资源产业仍将发挥重要作用。