理论教育 自然界的矿产资源及其在人类发展中的作用

自然界的矿产资源及其在人类发展中的作用

时间:2023-05-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:自然界天然产出的矿产资源绝大部分都是由众多元素和矿物所组成的,包括金属元素、非金属元素及矿物。根据以上矿物的结构特点可判断,“可燃冰”似乎是矿物。工业革命前,人类处于柴薪时代,能源绝大部分来自于木头和柴火,建筑也是以木质结构为主,人类的很多生活用品均来自于森林中的木材。工业革命和电气革命使人类进入了机器时代,人们的生活发生了翻天覆地的变化。

自然界的矿产资源及其在人类发展中的作用

人类的历史从一定意义上可以说是一部矿物资源的利用史,也是一部不断认识矿物资源的历史。从古代的陶器、瓷器青铜器、铁器,到近现代的汽车、飞机、轮船等,无一例外。那么,什么是矿物资源呢?教科书上没有给出定义。

这里先来回顾一下矿物的概念。

矿物是由地质作用所形成的且内部质点(原子、离子)排列有序的均匀固体,其化学成分可用化学式来表达。矿物是组成岩石的基础。

地质博物馆中对矿物有明确的概念界定,即矿物必须是均匀的固体,必须是由地质作用所形成的,而不是人工合成的。矿物必须具有特定的化学成分,矿物必须具有特定的结晶构造,矿物必须是无机物。

资源又指的是什么呢?笔者在这里所指的资源限定为矿产资源,也就是指在当前技术经济条件下有用和可用的天然矿物及岩石资源,包括金属矿产资源、非金属矿产资源和岩石资源。

人们总是把从中能提取金属元素的矿物岩石称为金属矿物或金属矿,把从中能提取非金属元素或直接利用的矿物岩石称为非金属矿物或非金属矿。但是,从实际情况来看,能提取金属元素的矿产资源并不一定是金属矿,可提取非金属元素的矿产资源也并不一定是非金属矿。举一些例子来说就清楚了。比如,天青石矿物是非金属矿物,但它是提取金属锶的主要来源;还有非金属矿物菱镁矿是提取金属镁的主要矿物。霞石、正长石是陶瓷、玻璃以及耐火材料的原料,同时它又是提取金属钾和铝的来源。

还有一个疑惑就是岩石。岩石实际上又是矿物的集合体,可以分解成若干种矿物,包括金属矿物和非金属矿物。所以,岩石资源其实也是矿物资源。

自然界天然产出的矿产资源绝大部分都是由众多元素和矿物所组成的,包括金属元素、非金属元素及矿物。

最新发现的能源矿产“可燃冰”,在固体状态下有一定的晶体结构和固定的组分,它是否是矿物呢?根据以上矿物的结构特点可判断,“可燃冰”似乎是矿物。但从其成分来看又是甲烷,而不是无机物,据此判断它不是矿物。

煤其实是岩石,它是由一系列黏土矿物所组成的,是矿物的一种集合体。

所以,随着科学技术的进步和人类认识水平的提高,传统的矿产资源观念越来越不适应于现代矿产资源的现状了。矿与非矿,金属矿与非金属矿,能源矿与金属、非金属矿等概念之间的界线越来越模糊。

为了简单,便于人们理解起见,笔者把所有能提取金属和非金属元素以及可以直接利用的天然矿物和岩石统统都称为矿物资源。

矿物资源对人类的贡献极大,为我们提供了众多的生活和生产资料。(www.daowen.com)

在不同的科学技术经济条件下,对矿物资源的认识和利用是不一样的,有时是可以部分替代的。能源结构框架是矿物资源利用广度与深度的标尺。工业革命前,人类处于柴薪时代,能源绝大部分来自于木头和柴火,建筑也是以木质结构为主,人类的很多生活用品均来自于森林中的木材。交通、建筑和其他生活都以此为依据。此时,人类完全处于农耕社会,农具和生活用具大多都因地制宜而采用坚硬的石头、陶瓷器、青铜器和铁器,这些对应的时期分别被称为石器时代、陶器时代、青铜器时代和铁器时代

工业革命和电气革命使人类进入了机器时代,人们的生活发生了翻天覆地的变化。大部分人脱离农村而进入城市,世界成为了以城市为主的都市社会,此时已完全不同于农耕社会。地球不再大,世界不再远。天上有飞机,海上有巨轮,地上有飞驰的火车和汽车,甚至还会有航天飞机可以去太空遨游。在这个阶段人类经历的能源结构先是以煤炭为主的煤铁阶段(主宰了火车和轮船的交通运输体系),而后就是现在所处的石油、天然气阶段(可以主宰所有的交通工具),将来可以遨游太空时一定就是太阳能的时代了。

快速的城市化过程伴随着矿物资源利用的大爆发,矿业达到了前所未有的大繁荣。由钢筋和水泥浇灌的城市犹如森林般遍布地球,城市面积由数十平方千米发展到上千平方千米,环城路一环套一环。与城市化过程有关的水泥(石灰岩矿)、钢铁(铁矿石)、铝(铝土矿)、镍、锰、铜、铅、锌等大宗矿物资源在最近100多年的时间里其作用被发挥得淋漓尽致。矿物资源需求的爆发式增长带动了能源需求的爆发式增长,煤炭、石油、天然气以及一些清洁能源一直均处于增长中。技术创新才是过去100多年矿业世纪大繁荣的主要原因。

进入21世纪后,随着中国城市化进程的加快,全球城市化很快得以实现。2011年,全球城市化率已超过50%,人类着实已进入了城市化社会,笔者把它称之为地球都市社会。

进入21世纪后,人类已经走进了地球都市中,我们的社会结构发生了翻天覆地的变化,城市成为了地球的主宰,绝大多数人都住在了城市里。网络成为了我们日常生活的一部分,网上上班、网上购物、网上娱乐、网上交流信息……太阳能和风能等发电形式使得分布式发电成为了现实,家家可以自足发电甚至可以把多余的电力出售给电网公司,住宅小区还可以建设直流微电网,让所有的电器设备和用具减负……

我们真正步入了一个新天地,地球都市和网络时代的合流,造就了新世纪崭新的经济形式,这种新经济应该就是地球都市经济吧!那么,在地球都市经济中,哪些矿物资源是这个时代的主要消耗品呢?我们如何来满足新经济形式下矿物资源的供应呢?我们又该如何来进行这方面的投资呢?我们的国家需要制定一些什么样的战略来保证不会发生这些矿物资源危机呢?

在和一些朋友讨论笔者的这本书时,他们似乎感觉本书像是一部矿业技术史。笔者当然希望能写一部矿业技术史或世界矿业史。但是,由于知识水平和时间所限,本书只是截取了世界矿业技术中一些璀璨的花朵,把它们串联起来,希望能成为美丽的花树。相对于矿业技术史类的专业书还相差甚远,究其原因是笔者尽量想用通俗易懂的语言向大众介绍矿业领域的一些知识,希望对读者及一些投资者有所益处。

笔者曾出版了一部名为《繁荣背后——资源危机的另类解读》的专著,一些读者读完后曾给出一些建议,其中重要的一条就是可否写一本有关21世纪矿业投资方面的书。经过思考,笔者认为这是很有意思的建议,一则是因为其职业的需要;二则是因为笔者较喜欢把矿业的问题放在经济学中去思考和研究,找到矿业繁荣的主因,更重要的是找到何时何地、哪些矿物资源会出现繁荣。

基于这些因素,笔者试图用通俗的语言把深奥的问题和专业技术解释清楚,并力求使大众都能理解,而不是只供那些有专业背景的人士阅读。写完这本书的初稿已是寒冬,站在窗前,窗外飘着雪花,鳞次栉比的楼宇犹如森林,在雪花飘舞的冬天显得那么的萧条。地球都市中的人们都在这些水泥森林中工作,整个地球的矿物资源、水、粮食和能源则源源不断地供应着这些“森林”使其正常工作。

仰望星空,回眸历史,更在想象未来,地球都市能否安然?

朱华平博士

2015年12月10日于西安

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