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俯以察地——第四章 自然资源与自然灾害(4)

2023-07-27 11:30 作者:Geo_WKY  | 我要投稿

4.4  矿产资源

地壳由各种矿物和岩石组成,其中蕴藏着各种各样丰富的矿产资源,是大自然赋予人类的宝贵财富,也是经济社会发展的物质基础。矿产资源大多是经历了漫长的地质作用才形成的,有限且不可再生,是国民经济、国家安全的战略保障。

矿产资源概述

各种岩石都或多或少地含有有用矿物,当这种矿物含量很多,能够达到现代技术水平可以利用的程度,就称为矿石,这种矿物就是矿产,在质量和数量上都能满足当前开采利用要求的矿产富集地段称为矿床

矿产资源是经过地质成矿作用形成的,埋藏在地下或出露于地表,具有开发利用价值的矿物或有用元素的集合体,是重要的自然资源。按照用途可以分为金属矿产、非金属矿产和能源矿产。

用于工业上提取金属物质的矿产资源称为金属矿产,它是冶金工业的原料,按照金属的特性可以再分为黑色金属(如铁、锰、铬等)、有色金属(如铜、铅、锌、铝、钨等)、贵金属(如金、银、铂)、稀有金属(如锂、锆、各种稀土等)、放射性元素矿产(如铀、钍等)。不用于提取金属的矿产资源称为非金属矿产,它们大多是利用矿物,经过简单加工即可利用,如石灰石、萤石、石盐、芒硝、各种宝石等。

还有一部分矿产资源用于产生热能等其他形式的能量,称为能源矿产,如煤炭、石油、天然气等,它们属于化石燃料。除此之外,我们现在使用的能源还包括风能、水能、生物燃料、太阳能、地热能等可再生能源以及核能。像煤炭、石油、天然气、水能这样的能源在自然界就现成存在,可以直接利用,称为一次能源,利用一次能源加工转化成其他类型的能源称为二次能源,典型例子就是电能。

能源是利用自然资源的重要基础,下面我们主要介绍煤炭、石油和天然气这三种重要的能源矿产。

煤炭(coal),简称煤,是由植物遗体堆积在一定环境,经过复杂的变化而形成的一种可燃的有机岩,主要由碳、氢、氧等元素组成。地质历史上植物大量繁盛的石炭-二叠纪、侏罗纪和古近纪是三个主要的成煤期。煤炭的品质不稳定,按照变质程度,煤炭的形成经历了泥炭、褐煤、烟煤到无烟煤的过程,含碳量逐渐增加,热值也逐渐升高。综合来看,无烟煤是品质最高的煤炭类型。

煤炭的开采主要有露天采矿和地下采矿两种方式。如果煤层埋藏比较浅,利用巨大的机器剥离土壤、植被和煤层上方的岩石就可以获取下面的煤炭,这种开采方式对环境有很大的影响。如果煤层埋藏较深,通常会选择地下采矿,这种方式成本较高,并且是十分危险的。此外,煤炭中含有不少杂质,因此在利用时还需要考虑环境问题。

露天煤矿(山西朔州)(来源:搜狐)

石油(oil)是当下消费最多、最为重要的能源,它存在于一定构造下岩石的空隙中,一般认为是自然界的无机碳和氢在地质历史时期经过各种化学作用形成的,颜色呈棕黑、深褐等,带有臭味,沸点和凝固点不固定,热值比煤炭高出近一倍。

赋存于不同空间的石油资源有不同的开采方式。陆地及浅海石油采取钻井开采的方式,海底油田则需要使用石油钻井平台进行开采。原油从地下开采出来后,需要精炼以分离碳氢化合物,并蒸馏形成产品以供进一步利用,如焦油、蜡、沥青、各种燃料等。乙烯的加工来源于石油资源,其产量常被用于衡量石油工业的规模。

石油开采(朱翔等,2019)

石油是非常重要的战略资源,并且深刻影响全球经济,1973年的第一次石油危机就导致了严重的经济衰退。保障石油供给、储备,调整能源结构,具有重要的战略意义。

天然气通常位于石油的上部,也称为气顶,主要成分是甲烷,燃烧后的产物是二氧化碳和水,是一种高效、清洁的燃料。天然气主要用于采暖、发电和日常燃料使用,现在最为主要的住宅生活燃料,也可以加工成其他产品,如汽车燃料、塑料、合成纤维等。

矿产资源的利用与保护

各种矿产资源为经济社会发展提供能量和原料,它们在自然界形成的周期十分漫长,尽管某些资源的供应很丰富,可以满足未来很长一段时间的需求,但像铅、锌、稀土这样的矿产资源以现有的条件和储量来看,它们正日益减少。因此,矿产资源的合理利用和保护也十分重要。

部分矿产资源的剩余可开采年限(Arthur G.等,2018)

矿产资源的开发通常包括以下六个步骤:勘查、开采、选矿、冶炼或精炼、运输和加工。确定开采某矿床是否有利可图,需要从价值、可采储量、矿石品位、距离等因素综合考量,即使这些条件都很有利,但如果有更便宜的资源可利用,这样的矿山也可能不会开发,甚至不会维持其正常运营。

矿产资源是国民经济和社会发展的物质基础,其开发联动效应突出,采矿业通过产业链能够拉动相关部门,既能创造更多的就业岗位,也可实现显著的经济效益。矿产资源是保障国防安全的重要物质基础,矿产为武器装备制造提供了几乎所有的原材料和能源,如果某些战略性矿产资源供应中断,就会直接影响到国防体系的建设。

保护矿产资源,同样需要“开源”与“节流”并举,加大矿产资源勘查力度的同时,加强管理,制定和健全矿产资源勘查、开采等法律法规,使矿产的开发与生产更加有序规范,打击非法盗采、走私,并加强战略性资源的储备。在矿产资源的利用方面,造成土地破坏,加剧水土流失,污染矿区的地下水、大气,导致严重的生态环境问题。注重矿区生态环境,改进技术,提高矿产资源的利用率和循环使用。

石油是当下占有重要地位的能源,保证石油的长期稳定供应,关系到国家安全和社会经济的持续发展。很长时间以来,“全球石油资源枯竭”这一悲观论调一直存在,当然,随着勘探与生产技术的进步,可开采的石油资源数量会增多,但这也并不意味着可以毫无节制。

首先,要开拓广泛的石油运输通道,石油资源的分布关系到复杂的地缘问题,因此需要促进石油进口渠道多元化,以增强石油的供应和保障。其次,提高石油的战略储备,以增强应对风险的能力。最后,调整能源消费结构,开发新能源,注重提高能源使用效率,尽量多使用洁净能源;大力开发新能源,以确保能源的长期稳定供应。

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