矿产资源论文

赵鹏大将“非传统矿产资源”作为一个独立的矿产资源领域予以提出和强调，系统地阐述非传统矿产资源研究的基本理论与方法基础，主要内容包括：非传统矿产资源、非传统矿产勘查理论与方法、非传统矿业和非传统矿业经济四大方面，建立非传统矿产资源研究的理论框架体系。本课程对非传统矿产资源的基本概念、研究目标任务、科学问题和研究意义进行系统阐述；探讨非传统矿产资源分类原则与方案；论述地球岩矿物质资源的辨证观以及地球物质流和无废矿业理论；提出“三联式”矿产预测评价新理论，并在矿产系统勘查和资源再评价等方面进行实例探索。1 非传统矿产资源基本概念与研究领域非传统矿产资源（Nontraditional mineral resources）是指受目前经济、技术以及环境因素的限制，尚难发现和尚难工业利用的矿产资源，以及尚未被看做矿产和尚未发现其用途的潜在矿产资源。其研究领域涵盖：（1）非传统矿产（包括新类型、新深度、新领域、新工艺和新用途矿产）；（2）矿产勘查的非传统理论及方法（包括“三联式”成矿预测理论、非线性理论方法等）；（3）非传统矿业（包括无废环保型、高新技术型、深精加工型、综合服务型矿业等）；（4）非传统矿业经济（包括两种资源比较经济学、矿业与安全经济学，矿业与生态经济学，矿地产经济学等）。上述四个方面构成非传统矿产资源的完整体系，它们之间又是相互关联、相辅相成的。2 非传统矿产资源研究的紧迫性和重要性矿产资源是极其宝贵的自然财富，是人类赖以生存和发展的物质基础。目前，我国95%的能源和80%的工业原料都取自矿产资源。极而言之，整个人类的发展史从某种角度来说就是人类开发利用天然岩矿材料的历史。从原始人类利用坚硬岩石制造石刀、石斧、石剑开始，乃至后来不断发现和利用各种金属非金属矿产，直至今日人们可以利用300种以上天然矿物和数十种岩石制造他们的生产和生活必需品。可以说，人们不能一日不利用矿产。正因为如此，历史学家不无道理地将人类利用天然岩矿材料的历史作为划分人类进步和时代的标志：如石器时代、铜器时代、铁器时代、原子能时代等等。由于当今人类利用非金属矿产的强度和广度极大，有人甚至提出了“新石器时代”的概念来表述当今时代的特征。矿产资源开发的重要性无需赘述，但这当中存在的问题却未必尽人皆知，无论从世界范围看或是从我国自身角度看，其中主要问题有以下几个方面：（1）矿产储量增长速度低于矿产消费量增长速度，矿产品消费量超过矿产品产量；（2）矿产资源量向矿产储量转化的速度不快；（3）现有生产矿山后备资源不足，产能消失严重；（4）我国多数矿产，特别是需求量大的支柱性矿产储量保证程度低，形势严峻；（5）因技术、管理及资金等造成资源开发不合理、利用不充分并且严重污染环境。3 非传统矿产资源国内外研究现状1982年美国经济地质学家协会召开了“非常规矿床”学术讨论会，研究对象是现今人类尚不能利用但在未来可能是矿产重要来源的矿床。1987年美国地调局在俄勒冈州召开“非常规矿床找矿研讨会。1989年第28届国际地质大会上，美国丹佛地质调查所RI格劳奇发表“早中元古代不整合：非传统铂族元素及贵金属的来源”一文。同一作者1991年以美国地调局公报形式发表“黑色页岩中的非传统铂族元素资源前景：中国华南与加拿大育空地区实例及对美国资源的启示”一文。1992年丹佛地调所：“非传统资源：它是我们的未来吗？”显示了对未来资源的关注。在俄罗斯、澳大利亚、加拿大、西班牙、波兰、捷克等国也都有关于非传统矿产资源的研究成果报道。如加拿大地调所列菲贝里，DV等的“火山弧之非传统金属矿床”（1998），“与环境工程及农业相关的非传统非金属矿物原料”（吉兹瓦尔特M，捷克资源地质专辑，1993）等。近些年来，国内外地学界对于非传统矿产资源发现与开发的研究越来越给予重视。美国矿业局（现并入能源部）在俄勒冈州阿尔巴尼市建立了规模可观的研究院，专门研究目前在经济上尚不具备工业价值、尚不能开采或加工利用的矿床和矿石类型，为的是一旦传统矿产资源枯竭，则有可能立即有新类型资源接替。俄罗斯自然资源部下属的“有色及贵金属地质勘查研究所”，研究领域包括“金刚石、贵金属及有色金属非传统资源”研究。在非传统新理论方面，原苏联学者AH布加耶茨（1973）认为：“最重要的矿床赋存于地壳中具有最大异常地质结构性质组合的地段”。原苏联学者ДA加利列夫（1982）也认为；“大多数重要工业矿床与相邻地区相比具有特殊和异常的地质特征”。“非传统矿床类型研究需要对数据资料和原理进行创新性解释，从而形成新的成矿理论和预测可能赋存矿床的新的地质环境类型（美国资源调查子项目，1998）”。在矿产资源新类型方面，美国矿产资源调查计划的“前缘领域”明确写到：“发展新的和非传统矿床形成理论，用以查明新的特别是非传统矿床的远景区。……通过发展和检查矿床形成和产出状况的新理论来查明新的矿床类型，特别是非传统矿床类型，以及通过新矿床理论对矿区（区域）研究和检验来查明新的矿床远景区”。“地质和地球化学研究表明，还有许多另外的、迄今尚未被识别的矿床类型”（1998）。近年来，俄罗斯发现在碳质页岩中的Au-Pt-硫化物-碲化物-滑石菱镁片岩建造（干谷矿床）及Au-Pt族-石英-硫化物黄铁细晶岩建造（伊罗京达矿床等）中的非传统大型金铂矿床已引起广泛重视并有一系列新发现。此外，近些年在天然气水合物、海底锰结核的认知和研究等方面都取得了重要成果。探索非传统矿产资源问题涉及国家安全、社会发展、人们生活及环境保护等一系列重大问题。面向21世纪，为保证国家和社会的可持续发展，解决好矿产资源问题具有重要的现实意义。4 非传统矿产资源研究的目的任务与科学目标非传统矿产资源的认知、发现与开发利用基础研究是一项极具国际竞争性、挑战性、前瞻性和战略性的重大研究课题，它不仅涉及社会可持续发展的矿产资源保证问题，更有可能推动整个矿业领域的重大变革，使地球资源得到最有效利用和保护，使得人类生存环境得到改善。因此，这关系到保证我国资源持续供给、防止出现资源垄断、提高综合国力，有利于形成未来我国工业新技术和新的经济生长点，以知识创新为我国地学研究占据国际前沿而做出贡献。非传统矿产资源研究是一项随着社会进步和技术提高而长期发展和循序渐进的，就当前的任务和目标而言，是根据“从长远和全球着眼，从当前和局部入手”的原则，围绕当今和未来国家急需战略性矿产资源，研究发现新类型、新领域、新工艺、新用途的非传统矿产资源的方向与途径，阐明我国非传统矿产资源的主要类型和开发利用前景，初步建立非传统矿产资源的理论框架和相应的技术方法体系。非传统矿产资源研究的国家目标，是为21世纪我国国民经济和社会可持续发展提供可接替矿产资源开辟新方向，为满足新兴产业（如信息、通讯、环保、健康、人居等）及高新技术发展对新型矿产资源需求的供给提供科学依据。非传统矿产资源研究的科学目标，是探索对我国未来长远发展具有潜在意义的矿产和能源新类型，为最有效地利用和保护珍贵的地球资源，发展具有中国特色的非传统矿产资源理论、技术和方法体系。可以肯定：非传统矿产资源研究将会有效提供对矿产资源预测评价和开发利用的新理论、新技术和新方法，预测和发现非传统矿产资源新类型、新矿种、新用途和新靶区，为适应下世纪经济社会发展可能带来的新的矿产需求而提前做好准备。非传统矿产资源研究的中长期目标，将是面对我国21世纪经济和社会可持续发展战略，探讨解决社会可持续发展的矿产资源保证程度和资源替代问题，建立非传统矿产资源的理论体系，在高新技术应用基础上开发相应的技术方法，使地球物质得到最有效利用和保护。5 非传统矿产资源研究的关键科学问题矿床是矿产资源的产出地，矿床是指在当前技术经济条件下能够被开采利用的岩石和矿石，矿床的圈定是根据有用元素的工业品位和边界品位来加以确定的。打破传统观念去发现和开发新的矿产资源，一是利用新理论认知和评价原来未被认识和发现的矿产资源，二是利用新方法预测和发现更多新的矿产资源产地，三是利用新技术降低成矿元素工业品位和边界品位的要求扩大矿床的规模和储量或者开发出新用途扩大矿产资源的种类。因此，根据什么样的理论认知非传统矿产资源，在新理论指导下选择什么样的方法发现非传统矿产资源，以及发展什么样的技术开发非传统矿产资源就构成了非传统矿产资源研究的关键科学问题。（1）地球演化及地球圈层作用过程中地质异常形成演化与致矿机制；（2）成矿多样性-矿床谱系与新型矿产资源勘查理论及方法；（3）矿产资源物质流及其最有效利用理论与模式；（4）天然纳米矿物成因机制及其特殊性能的开发利用；（5）有机质与金属元素的耦合作用及其对金属富集的宏-微观控制；（6）我国海域天然气水合物成因机制及分布规律。6 非传统矿产资源的认知与研究1 突破传统理念束缚，建立全新资源观传统的“矿”与“非矿”、“表内矿”与“表外矿”、“深部矿”与“浅部矿”、“天然矿床”与“人工矿床”、“单一矿床”与“综合矿床”，甚至“金属矿床”与“非金属矿床”等很多传统观念或人为界线都随着科技、经济水平，生态要求以及资源、市场状况的变化而变化。应树立新的地球物质资源观，即地球的一切固、液、气体物质均为资源，只不过有已认知、已发现及已利用资源和尚未被认知、尚未被发现和尚未被利用资源之分而已。资源是一个随时间推移而逐渐变化的动态概念，“传统”和“非传统”资源也是随时间而变化的概念。资源还随空间的不同而有不同的作用和意义，人们也对其采取不同的对策。地球物质资源是随时间、空间而变化的技术、经济、环境、市场、人文等因素的函数。甚至资源已不仅局限于地球物质，随着人们向空间领域的开拓，月球等宇宙矿产资源的开发利用也不是什么“天方夜谭”了。2“成矿专属性”与“成矿多样性”理论相结合，拓宽找矿新思路随着矿床新类型不断被发现，原有的矿床成因理论、成矿条件、找矿准则、找矿标志等已显得不充分、不完善甚至不确切。过去，有关“成矿专属性”的许多传统理论和准则已被新发现所突破，要发现非传统矿床新类型，必须摆脱传统成矿理论和成矿准则的束缚。“成矿专属性”只是一种特例，而“成矿多样性”才是普适性的成矿特征，它反映在不同尺度水平和不同成矿属性特征之上。3“相似类比”与“求异理论”相结合，以求异引导新发现发现和圈定“致矿地质异常”是发现新类型矿床或非传统矿床的先导性工作，致矿地质异常的研究应进一步结合成矿多样性分析来进行。在分析区域成矿潜力时，考虑成矿多样性所依托的是地质异常多样性，因此，新类型的区域矿产资源潜力评价应包括对非传统矿产资源的潜力分析，这是一个有待进一步开拓的新领域。4“基础理论”与“高新技术”相结合，以高新技术评价和实现新资源价值非传统矿产资源是一种地球物质，是地质过程的产物，因而它必然受地质运动规律的制约，它的成因、产状和分布必然在地质上有其特殊的反映，研究非传统矿产资源的“地质过程-响应”关系和表现形式就是地质基础理论研究在认知和发现非传统矿产资源时所必不可缺的。然而，非传统矿产资源之中恰有不少是因为技术原因而被归为“暂不能利用”之列的。要认识一种新的有用矿物或元素或是一种有用岩石，在很大程度上有赖于发现矿物岩石的新性能、开拓新用途，这都有赖于高新技术（包括鉴定技术、测试技术、加工技术、探查技术等）的开发与应用。如一些矿物在精加工、深加工、超细粉碎后产生的新性能、新用途和新价值；天然纳米矿物、天然环保矿物与人居健康天然岩矿材料的研制与开发等等。当今“973”代表重大基础理论研究，“863”代表重大高科技问题研究。这两者都已取得并正在做出重大成果和贡献。但现在也是该给两者紧密结合的一些重大研究领域以研究空间或研究条件的时候了。非传统矿产资源认知、发现和开发利用就是两者紧密结合的典型代表。5“资源利用”与“环境保护”相结合，以宏观和微观的“资源环境联合评价”审视非传统矿产资源传统矿产资源的开发被认为是造成生态恶化和环境污染的重要原因之一。事实上，绝大部分地球采掘物被废弃确实给环境带来很大危害。如果能设法将各种废弃物作为非传统矿产资源加以合理利用，则可收到充分利用资源和保护环境的双重效果。需要多学科多部门综合研究，资源环境需要联合评价、综合治理。微观矿产资源环境联合评价是以一个矿区范围内如何获取资源环境最佳联合效应为目标，所有这些，都涉及“成矿多样性”、“地球物质资源化”及“非传统矿产资源”的认知与利用问题。6“近期目标”与“长期目标”相结合，以近促远非传统矿产资源研究与开发是一项具有前瞻性和战略性的工作。今日之非传统矿产将是未来的新兴或接替矿产，是一种更长远的资源战略储备。这一问题将随社会经济发展和科技进步日益显示其重要性和紧迫性。“全国矿产资源规划”中强调：“切实加强矿产资源调查评价、勘查、开发利用与保护的新理论、新技术、新方法、新工艺的研究、开发与推广应用”；“加强对有重要前景的资源富集地区、重要矿种和新类型矿产资源的评价”以及“积极开展天然气水合物调查评价和开发利用技术的研究”，“加强国际海底区域矿产资源调查评价及研究与开发”等都属于非传统矿产资源研究领域的问题。在新世纪之初，将非传统矿产资源研究作为一项重要课题加以重视。制订计划、设立项目、组建队伍、培养人才，开展产、学、研相结合的研究工作，争取为社会可持续发展作出自己应有的贡献，这是地球科学在新时期的光荣使命。参考文献赵鹏大等非传统矿产资源概论北京：地质出版社，1～254赵鹏大“三联式”资源定量预测与评价地球科学赵鹏大地球科学的新使命：认知和发现非传统矿产资源地球物理学进展，16（4）：133～143赵鹏大非传统矿产资源研究：可持续发展的重要课题中国地质，28（5）：1～10赵鹏大，陈建平，陈建国成矿多样性与矿床谱系地球科学，26（2）：111～122刘建明我国非传统矿产资源的实例及其所涉及的科学问题地球物理学进展，16（4）：133～143赵鹏大地质异常与成矿预测见：当代矿产资源勘查评价的理论与方法［C］北京：地震出版社赵鹏大，池顺都，陈永清查明地质异常：成矿预测的基础高校地质学报，（2）：360～373赵鹏大，池顺都初论地质异常地球科学，16（3）：241～248Dennis SThe Material flow concept for Nonrenewable R4（4）WCShanks，ⅢCameron Volume on Unconventional Mineral DSociety of Mining Engineers of the American Institute of Mining，Metallurgical，and Petroleum Engineers I，New York，1～246Gorelov DAQuantitative Characteristics of Geological anomalies in Assessing Ore Capacity，IGeology R，（4）：457～465

地形贵州省地形图贵州地貌属于中国西南部高原山地，境内地势西高东低，自中部向北、东、南三面倾斜，平均海拔在1100米左右。贵州高原山地居多，素有“八山一水一分田”之说。全省地貌可概括分为：高原、山地、丘陵和盆地四种基本类型，其中5%的面积为山地和丘陵。境内山脉众多，重峦叠嶂，绵延纵横，山高谷深。北部有大娄山，自西向东北斜贯北境，川黔要隘娄山关高1444米；中南部苗岭横亘，主峰雷公山高2178米；东北境有武陵山，由湘蜿蜒入黔，主峰梵净山高2572米；西部高耸乌蒙山，属此山脉的赫章县珠市乡韭菜坪海拔6米，为贵州境内最高点。而黔东南州的黎平县地坪乡水口河出省界处，海拔为8米，为境内最低点。贵州岩溶地貌发育非常典型。喀斯特地貌面积109084平方千米，占全省国土总面积的9%，境内岩溶分布范围广泛，形态类型齐全，地域分布明显，构成一种特殊的岩溶生态系统。[5] 气候贵州兴义万峰林贵州的气候温暖湿润，属亚热带湿润季风气候。气温变化小，冬暖夏凉，气候宜人。2002年，省会贵阳市年平均气温为8℃，比上年提高3℃。从全省看，通常最冷月（1月）平均气温多在3℃～6℃，比同纬度其他地区高；最热月（7月）平均气温一般是22℃～25℃，为典型夏凉地区。降水较多，雨季明显，阴天多，日照少。2002年，9个市州地所在城市中，降水量最多是兴义市，为1480毫米；最少的是毕节市，为9毫米。受季风影响降水多集中于夏季。境内各地阴天日数一般超过150天，常年相对湿度在70%以上。受大气环流及地形等影响，贵州气候呈多样性，“一山分四季，十里不同天”。另外，气候不稳定，灾害性天气种类较多，干旱、秋风、凌冻、冰雹等频度大，对农业生产危害严重。[5] 水文河谷 (16张)贵州河流处在长江和珠江两大水系上游交错地带，有69个县属长江防护林保护区范围，是长江、珠江上游地区的重要生态屏障。全省水系顺地势由西部、中部向北、东、南三面分流。苗岭是长江和珠江两流域的分水岭，以北属长江流域，流域面积115747平方千米，占全省国土面积的1%，主要河流有乌江、赤水河、清水江、洪州河、舞阳河、锦江、松桃河、松坎河、牛栏江、横江等。苗岭以南属珠江流域，流域面积60420平方千米，占全省国土面积的百分之0，主要河流有南盘江、北盘江、红水河、都柳江、打狗河等。[6] 自然资源编辑矿产贵州喀斯特地貌 (11张)贵州矿产资源丰富，是著名的矿产资源大省。截至2002年底，贵州省已发现矿产110多种，其中有76种探明了储量，有多种保有储量排在全国前列，排在第一位的有汞、重晶石、化肥用砂岩、冶金用砂岩、饰面用辉绿岩、砖瓦用砂岩等，排在第二位的有磷、铝土矿、稀土等；排在第三位的有镁、锰、镓等；此外，煤、锑、金、硫铁矿等在国内占有重要地位。煤炭储量大，煤种齐全、煤质优良，素有“江南煤海”之称，2002年末保有储量为27亿吨；铝土矿保有储量为24亿吨；磷矿储量95亿吨，占全国总量的40%以上；重晶石储量为全国的三分之一；金矿储量居全国第十二位，是中国新崛起的黄金生产基地。[6] 贵州以“西南煤海”著称，煤炭资源储量达28亿吨，居全中国第五位，超过南方12省（区、市）煤炭资源储量的总和。煤炭不仅储量大，且煤种齐全、煤质优良，为发展火电，实施“西电东送”奠定了坚实的基础，同时为煤化工、实施“煤变油”工程提供了资源条件。能源兴义万峰湖贵州河流数量较多，长度在10千米以上的河流有984条。2002年贵州省河川径流量达到2亿立方米。贵州河流的山区性特征明显，大多数的河流上游，河谷开阔，水流平缓，水量小；中游河谷束放相间，水流湍急；下游河谷深切狭窄，水量大，水力资源丰富。水能资源蕴藏量为5万千瓦，居全中国第六位，其中可开发量达3万千瓦，占中国总量的4%，水位落差集中的河段多，开发条件优越。土地贵州省土地资源以山地、丘陵为主，平原较少。山地面积为108740平方千米，占贵州省土地总面积的7%，丘陵面积为54197平方千米，占贵州省土地总面积的1%；山间平坝区面积为13230平方千米，仅占贵州省土地总面积的5%。可用于农业开发的土地资源不多，由于人口增多，非农业用地增多，耕地面积不断缩小。2002年底，贵州省实有耕地面积94万公顷，比2001年减少29万公顷，人均耕地面积不到05公顷，远低于全中国平均水平。土层厚、肥力高、水利条件好的耕地所占比重低。生物贵州省有野生动物资源1000余种，其中黔金丝猴、黑叶猴、华南虎、云豹、豹、白颧、黑鹤、黑颈鹤、中华秋沙鸭、金雕、白肩雕、白尾海雕、白头鹤、蟒等14种列为国家一级保护动物，占全国同类动物总数的13%；国家二级保护动物有69种，主要有：穿山甲、黑熊、水獭、大灵猫、小灵猫、林麝、红腹雨雉、白冠长尾雉、红腹锦鸡等，占全国同类动物总数的7%。黔金丝猴贵州省森林覆盖率达50%，活立木总蓄积量达1亿立方米；有70种珍稀植物列入国家珍稀濒危保护植物名录，银杉、珙桐、秃杉、桫椤等4种属国家一级保护植物，占全国同类植物总数的50%；二级保护植物27种，占全国同类植物总数的9%；三级保护植物39种，占全国同类植物总数的2%。全省有野生植物资源3800余种，其中药用植物资源有3700余种，占全国中草药品种的80%，是全国四大中药材产区之一。在国内外具有一定影响，品质优良的珍稀名贵植物有珠子参、三尖杉、扇蕨、冬虫夏草、鸡枞、艾纳香（天然冰片）等6种。此外，天麻、石斛、杜仲、厚朴、吴萸、黄柏、党参、何首乌、胆草、天冬、银花、桔梗、五倍子、半夏、雷丸、南沙参、冰球子、黄精、灵芝、艾粉等有地道药材之美称。野生经济植物资源中，工业用植物约600余种，以纤维、鞣料、芳香油、油脂植物资源为主；食用植物约500余种，以维生素、蛋白质、淀粉、油脂植物为主；可供绿化、美化环境及有观赏价值的园林植物约200余种；具有抗污能力的环保植物40余种。贵州农作物植物品种丰富，栽培的粮食作物、油料作物、纤维植物和其他经济作物近600个品种。粮食作物以水稻、玉米、小麦、薯类为主，经济作物以烤烟、油菜籽为主要品种。经济林木主要有油桐、油茶、乌桕、漆树、核桃等，“大方生漆”、“六马桐油”为贵州名优土特产品。全省饲养的主要畜品种有30多种，优良牧草资源2500余种，发展畜牧业具有良好条件。[5] 2014年，全省共有林业系统省级以上自然保护区13个，其中国家级7个，省级6个。