三、矿物资源

人类所利用的物料大多直接或间接地来自岩石圈，人类文明史也可看作一部矿物资源利用的历史。随着文明的进步，人类所利用矿物资源的种类与数量都不断增加：远古的人类只会利用石头作为工具，经历了漫长的石器时代；大约公元前 6000 年人类首次学会从矿石中提炼金属，从铜开始，进入青

铜时代；到了公元前 1600 年又学会了提炼更坚硬的铁，进入铁器时代；又过

了 3000 多年，到了公元 1709 年英国人达比（AbrahamDarby）发明了用焦炭作燃料熔炼铁，进入了近代的钢铁时代，钢铁成为当代一切工业的基础。

人类利用矿物资源的数量也与日俱增：原始人一生可能只需几公斤至几十公斤石头打制石器；农业社会的农民一生也只需几公斤的铁和铜制造简单的农具，现在许多发展中国家的农民仍然利用着极简单的农具；但工业化社会对矿物资源的消费却大得多，70 年代一个美国公民每年要消费钢铁 9.4 吨、有色金属约 6 吨（其中铅 7.25 公斤，主要用于汽油添加剂，现已减少）、砂和砾石 3.55 吨、水泥 227 公斤、粘土 91 公斤、盐 91 公斤，总计各种物料

约 20 吨。

应强调指出，人类对矿物资源的利用也呈现着一种指数增长的趋势。据估计，1950—1975 年，四分之一世纪内人类所消费的金属量已超过历史消费量的总和。而且，根据有关的预测，2000 年全世界的金属消费量将为 1971 年的 2.5 倍（Just，1976 年）。从更长远的角度看，第三世界国家的消费量必将有可观的增长。现在，占世界人口 1/4 的发达国家消费着世界 3/4 的资

源，广大发展中国家的矿物消费量只占世界的 10％。如果他们的消费水平增长至发达国家的一半，则对世界资源压力之巨大是可以想象的。地球上的矿物资源能够支持不断增长的人口和不断提高的生活水平的需求吗？这种巨大的压力对生物圈可能带来哪些不良的影响和伤害？

矿物资源的特性之一是其不可再生性，它是在漫长的地质年代里形成的，在人类历史的时间范围内不可能更新。而且，除了少数放射性元素能蜕变成其他元素以外，其他元素的数量是恒定的，人们在开采、提炼、加工、使用以至废弃以后，其数量丝毫没有改变，所改变者不过是其存在形式而已。

矿物资源的另一特性是其分布的不均匀性。地壳的元素组成中，氧、硅、铝、铁、钙、钠、镁和钾八种元素的重量占 98.6％，其中又以氧和硅占绝对优势，共占 74.3％；其他上百种元素只占 1％强，其中许多属于稀有和稀散元素（参见表 8.2）。

这种不均匀性还表现为空间分布上的不连续性，有些元素常聚集在一起形成矿物，矿物又集中在一起形成可供开采的矿床。矿床的分布极不均匀， 例如，北美有富集的钼矿，而亚洲几乎没有，但亚洲有世界上最丰富的锡、钨和锰，古巴和新喀里多尼亚的镍储量占世界一半，工业金刚石则集中在扎伊尔。其他许多矿物资源也有类似的情况。一些工业史较长的国家（如英国） 已基本用完了本国的矿物资源而不得不完全依靠进口，消费大国美国也将面临同样的问题，钢铁主要生产国日本和意大利的铁矿石也已全靠进口，实现工业化最早的欧洲也要进口大部分有色金属。

由于矿物资源的消费量急剧增长，许多高品位的矿床已被采完，因而不得不接受较低的品位。例如，本世纪初铜矿开采的平均品位为 2％，现在已降至 0.5％。另一方面是探查和开采埋藏更深的矿床。这两方面都要求更高的技术和能耗，从而使成本增加，并且增加了弃置围岩的数量以及选矿、冶炼废渣的数量，进一步加剧环境污染问题。

表 8.7 列出了世界 17 种重要矿物资源的概况。表中较客观地给出未探明的和潜在的资源储量。但应该指出，就世界范围而言，现在资源探明的速率已明显降低，发达的工业化国家尤其如此，以致一些地质学家否定了资源储量戏剧性增长的可能性。目前矿物资源勘查的主要进展是在原先地质工作基础薄弱的发展中国家。