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第12章 资源地球(1)

资源,是一个宽泛的概念,如人力资源、生物资源、土地资源、矿产资源等。看到这一章节的题目《资源地球》,读者们肯定会疑惑,这一章到底讲的是什么?据联合国环境规划署对资源的定义,自然资源是指在一定时期、地点条件下能够产生经济价值,以提高人类当前和将来福利的自然因素和条件。从资源的再生性角度可划分为再生资源和非再生资源。再生资源即在人类参与下可以重新产生的资源,非再生资源是可以测量储量、体积、质量的一类资源(如矿产资源)。再生资源和非再生资源的区分是相对的,如石油、煤炭是非再生资源。传统理论认为煤是远古时代的繁盛的植物及其堆积物在地壳变迁中被埋在地下,经过长期高温、高压的复杂炭化过程而形成的。石油和石油气是古代湖泊及海洋中的动物、微生物及其沉积物,被地壳变迁埋于地下经过长期的高温、高压地质作用而形成的。也有新的理论认为:地球早期的电磁场量级较高,地壳内的碳、氢元素及其同位素特别丰富,在电场增能的等离子活动中,化合生成石油气的条件好、机会多,地球上的多数煤田,都是那时候的油气田转化来的;较晚时期形成的油气藏都转化成了原油藏,年代越久,失氢越多,原油越黏稠。它们是古代动植物遗骸在地层中经过物理、化学的长期作用变化的结果,这又说明二者之间可以转化,是物质不灭及能量守恒与转化定律的表现。本章要向读者们介绍的就是非再生资源中的矿产资源,究竟这些矿产资源是如何形成的,形成后又分布在了哪里呢?这些问题的答案将在本章一一揭晓。

3.1矿产资源——地球馈赠人类的瑰宝

什么东西可以称作是矿产呢?矿产资源是指经过地质成矿作用,埋藏于地下或出露于地表,并具有开发利用价值的矿物或有用元素的集合体。它是重要的非可再生资源,是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。目前,世界已知的矿产有1600多种,按其特点和用途可分为金属矿产、非金属矿产、能源矿产和水气矿产。矿产在地壳中的集中产地即是矿床。确切地说,矿床是指地壳中由地质作用形成的,其所含有用矿物资源的质和量,在一定的经济技术条件下能被开采利用的地质体。研究矿产资源在全球的分布,其实就是研究该矿种的矿床产出情况。矿床在全球范围内分布的不均匀性是其基本特征,没有一个国家具有能够满足其经济发展所需的各类矿物原料,并且工业越发达的国家对全球矿产资源的依赖性就越强。这种对全球矿产资源的依赖性促使地质学家去探索全球矿产资源的分布规律,促进世界各国对矿产资源战略研究及矿产品的贸易。

金属矿产是指可以提供某种金属元素的矿产资源,根据金属元素的性质和用途将其分为黑色金属矿产(铁、锰、铬、钒、钛等),有色金属矿产(铜、铅、锌、镍、钴、钨、锡、钼、铋、锑等),轻金属矿产(铝、镁等),贵金属矿产(金、银、铂、钯等),放射性金属矿产(铀、钍、镭等),稀有金属矿产(铌、锂、铍、铯、铷等),稀土元素矿产[包括周期系第3族(第ⅢB族)元素中钪、钇及原子序数57~71的15个元素],分散金属矿产(锗、镓、铟、**、铼等)。以下是世界11种重要金属矿种的全球分布:

(1)金矿

金矿,世界金资源总量估计为10万t,已查明的金矿储量为5.1万t。这些金矿资源主要集中在南非和俄罗斯、美国、加拿大、澳大利亚、中国及西南太平洋岛屿国家。据中国黄金协会提供的最新统计数据,2011年中国黄金产量达到360.957t,比上年增加20.081t,增幅5.89%,再创历史新高,连续五年居世界第一。黄金产量排名前五位的省份依次为山东、河南、江西、福建、内蒙古。

(2)铁矿

铁矿石储量较多的国家是俄罗斯、中国、乌克兰、澳大利亚、哈萨克斯坦、巴西、美国、瑞典、印度、加拿大、南非和毛里塔尼亚。例如美国苏必利尔、加拿大拉布拉多、乌克兰的克里沃罗格和俄罗斯的库尔斯克、南非德兰士瓦、巴西米纳斯吉拉斯和卡拉贾斯、西澳哈默斯利,以及我国东北的鞍山、华北的迁安、河南与河北交界的安阳和邢台,河南中部的许昌至舞阳地区,还有湖北的大冶,安徽的庐纵地区等的著名巨型铁矿均属此类。

(3)锰矿

世界锰矿资源包括海底和陆地两大部分。海底锰矿富含铁、锰、钴、镍、铜和铂族等金属,其资源量是陆地锰矿的好几倍。陆地锰矿的分布极不均一,90%以上的储量集中在南非、乌克兰、加蓬、哈萨克斯坦和澳大利亚等国。按成因可划分为沉积型(如乌克兰尼科波尔、格鲁吉亚恰图拉、澳大利亚格鲁特岛、中国辽宁瓦房子等)、火山沉积型(如哈萨克斯坦阿塔苏地区等)、沉积变质型(如南非卡拉哈里、印度中央邦和马特拉施特拉邦、巴西塞拉多纳维奥等)、热液型(如中国湖南玛瑙山等)和风化壳型(如中国广西木圭锰矿床等)。

(4)铝土矿

世界铝土矿资源10强的国家依次为:几内亚、巴西、澳大利亚、牙买加、印度、中国、圭亚那、苏里南、委内瑞拉和俄罗斯。铝土矿矿床主要为红土型(如几内亚的桑加雷迪、图盖、达博拉铝土矿矿床,澳大利亚的韦帕、达令、戈夫铝土矿矿床,巴西的特龙贝塔斯、帕拉戈米纳斯铝土矿矿床等),集中分布在赤道附近低纬度的非洲西部、大洋洲、中南美洲等地。它们的铝土矿储量占世界总量的65%以上。另一类铝土矿是沉积型铝土矿(如匈牙利哈里姆巴、沙特阿拉伯宰比拉、哈萨克斯坦阿尔卡雷克和图尔盖铝土矿矿床等),主要分布在南欧和亚洲地区,占世界总储量的15%左右。中国的铝土矿床大多属此类,主要分布在河南、山西等地。

(5)铜矿

铜矿在全球陆地上分布很不均匀,大约80%的铜矿储量集中在南美安第斯山脉、北美科迪勒拉山脉、非洲赞比亚-扎伊尔带、俄罗斯东西伯利亚和哈萨克斯坦,其次是西南太平洋边缘、中国南部、加拿大苏必利尔和阿尔卑斯山脉等。世界最具规模和开发利用价值的为斑岩型铜矿,如智利的丘基卡马塔和埃尔特尼恩特、美国的比尤特和莫伦西、中国的四川玉龙和江西德兴等斑岩铜矿等,占世界总储量的53.5%左右。还有砂页岩型,如赞比亚的铜矿带占世界铜总储量的16%。此外还有火山成因型,如西班牙的里奥廷托、俄罗斯的乌拉尔地区、加拿大的诺兰达、中国的白银厂等。此外,还有铜镍硫化物型(如加拿大萨德伯里、美国的德卢斯、俄罗斯的诺里尔斯克、中国的金川等铜镍硫化物矿床)和矽卡岩型(中国安徽铜官山和湖北铜绿山、印度尼西亚埃茨贝格),以及碎屑-角砾岩型铜铀金矿床(如澳大利亚奥林匹克坝特大型铜铀金矿床)等。

(6)稀土金属

世界稀土储量绝大部分产于中国内蒙古白云鄂博、美国加州的帕斯山、加拿大魁北克怪湖、南非开普敦省斯腾坎普斯克拉尔、俄罗斯可拉半岛希宾、巴西阿腊沙、澳大利亚恩内阿巴砂等地。其中离子吸附型矿床为我国的特产新类型,提取简单,且重稀土元素含量较高。因此,我国的稀土金属资源在全世界上享有盛名。

(7)铅锌矿

铅锌矿在全球分布比较广泛,主要分布在北美洲、欧洲、亚洲、大洋洲和南部非洲,储量最多的是澳大利亚、中国和美国。中国的华南、秦岭及河南外方山地区都是铅锌矿的集中产地。

(8)铬矿

世界铬铁矿的分布极不均匀,其储量的97%以上分布在南非、俄罗斯、津巴布韦、芬兰、菲律宾、阿尔巴尼亚和土耳其等国家。其中南非占78%。中国铬铁矿储量仅为世界总储量的0.1%,是个缺铬的国家,所以铬铁矿被列为中国的急缺矿产之一。

(9)镍矿

世界镍资源的前“五强”依次为澳大利亚、加拿大、俄罗斯、古巴和新喀里多尼亚。中国的镍储量名列第六,矿床类型以岩浆型铜镍硫化物矿床占绝对优势,主要产出地在甘肃金川、新疆喀拉通克、吉林红旗岭、四川力马河、云南白马寨等。近期,在河南南部南阳盆地发现一处特大型铜镍多金属矿床,探获镍金属量32.4万t,铜11.9万t,伴生金12.87t,银588t,铂14.61t,钯11.45t,钌6.59t,锇1.74t,铑1.616t,铱1.77t,硒0.022t,碲0.014t,钴1.06万t,硫60.63万t,三氧化二铬46.53万t。

(10)钨矿

世界钨资源分布很不均匀,环太平洋成矿带囊括了世界钨矿资源总量的70%以上,其他钨矿则分布在地中海成矿带以及美国阿巴拉契亚、澳大利亚东南部、伊比里亚半岛西部、俄罗斯乌拉尔等地。亚洲东南部的储量最为丰富,中国钨矿储量居世界首位,占世界总量的50%以上。如中国湘南新田岭和瑶岗仙白钨矿床、江西的西华山和漂塘钨矿床、广东莲花山钨矿床等。近年来,河南栾川钼矿解决了低品位白钨矿的综合回收问题,使河南成为世界重要、全国第三的钨产地。

(11)钼矿

根据美国地质调查局与中国国土资源部的数据统计,美国、中国、智利、加拿大和俄罗斯等五个国家占世界钼矿储量的88.11%。我国钼矿分布就大区来看,河南储量最多,占全国钼矿总储量的29.9%,其次陕西占13.6%,吉林占13%。另外储量较多的省(区)还有山东、河北、江西、辽宁、内蒙古。中国是目前全球第一大生产钼国,河南钼精粉产量一直占全国的半数以上。

3.1.2石油、天然气矿产资源

石油又称原油,是一种黏稠的液体,颜色非常丰富,有红、金黄、墨绿、黑、褐红,有些还是透明的。原油本身胶质、沥青质的含量越高颜色越深。我国四川黄瓜山和华北大港油田有的井产无色石油,克拉玛依石油呈褐至黑色,大庆、胜利、玉门石油均为黑色。美国加利福尼亚、苏联巴库、罗马尼亚和印度尼西亚的苏门答腊产出的无色石油,可能同运移过程中带色的胶质和沥青质被岩石吸附有关。但是,不同程度的深色石油占绝大多数,几乎遍布于世界各大含油气盆地。

石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成,属于化石燃料。主要被用作燃油和汽油,燃料油和汽油组成目前世界上最重要的一次能源。石油也是许多化学工业产品如溶剂、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。现今开采的石油88%被用作燃料,其他的12%作为化工业的原料。由于石油是一种不可再生原料,许多人担心石油用尽会对人类带来严重后果。

最早出现“石油”一词的是在公元977年中国北宋编著的《太平广记》,是根据中国北宋杰出的科学家沈括在所著《梦溪笔谈》中对这种油的描述“生于水际沙石,与泉水相杂,惘惘而出”而命名的。在石油一词出现之前,国外称石油为“黑金”“魔鬼的汗珠”“发光的水”等,中国称“石脂水”“猛火油”“石漆”等。

最早钻井采油的也是中国人,最早的油井是4世纪或者更早出现的。到10世纪时,中国人使用固定在竹竿一端的钻头钻井,其深度可达约1000m。他们使用竹竿做的管道来连接油井和盐井,用燃烧石油来蒸发盐从而卤制食盐。而古代波斯的石板记录似乎说明波斯上层社会使用石油作为药物和照明。8世纪新建的巴格达的街道上铺有从当地附近的自然露天油矿获得的沥青。9世纪阿塞拜疆巴库的油田用来生产轻石油。10世纪地理学家阿布·哈桑·阿里·麦斯欧迪和13世纪马可·波罗曾描述过巴库的油田。

原油的分布从总体上来看极端不平衡。波斯湾及墨西哥湾两大油区和北非油田均处于北纬20°~40°内,该带集中了51.3%的世界石油储量;50°~70°纬度带内有著名的北海油田、俄罗斯伏尔加及西伯利亚油田和阿拉斯加湾油区。约80%可以开采的石油储藏位于中东,其中62.5%位于沙特阿拉伯、阿拉伯联合酋长国、伊拉克、卡塔尔和科威特。

中东海湾地区地处欧、亚、非三洲的枢纽位置,原油资源非常丰富,被誉为“世界油库”。据美国《油气杂志》2006年最新的数据显示,世界原油探明储量为1804.9亿t。其中,中东地区的原油探明储量为1012.7亿t,约占世界总储量的2/3。在世界原油储量排名的前十位中,中东国家占了五位,依次是沙特阿拉伯、伊朗、伊拉克、科威特和阿联酋。其中,沙特阿拉伯已探明的储量为355.9亿t,居世界首位。伊拉克已探明的石油储量从先前的115.0亿t升至143.1亿t,跃居全球第二。伊朗已探明的原油储量为186.7亿t,居世界第三位。

欧洲及欧亚大陆原油探明储量为157.1亿t,约占世界总储量的8%。其中,俄罗斯原油探明储量为82.2亿t,居世界第八位,但俄罗斯是世界第一大产油国,2006年的石油产量为4.7亿t。中亚的哈萨克斯坦也是该地区原油储量较为丰富的国家,已探明的储量为41.1亿t。挪威、英国、丹麦是西欧已探明原油储量最丰富的三个国家,分别为10.7亿t、5.3亿t和1.7亿t,其中挪威是世界第十大产油国。

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