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、探索神秘的金属矿产大世界

（一）走进金属矿产的宫殿

1. 什么是金属矿产

地球上有许多矿产资源，人们又称它为地下宝藏。这些矿产资源是指由地质作用形成的，具有利用价值的，呈固态、液态、气态的自然资源。

人们按照矿产的性质和用途，对矿产资源进行了分类。世界上各国矿产分类不尽相同，我国也有不同的分类。按照我国有关的规定，矿产资源分为能源矿产、金属矿产、非金属矿产、水气矿产四大类。金属矿产是矿产资源的一部分，那么，什么是金属矿产，它与能源、非金属、水气等三大类矿产又有什么不同，其奥秘在哪里？

按照地质学上的定义，金属矿产是指能供工业上提取某种金属元素的矿物原料。这就是说，凡是矿石中可以提取可供工业上利用的金属元素的矿产，都可称为金属矿产。金属矿产有什么特点呢？

第一，金属矿产是用以提取金属的，地球上已发现 50 多种金属元素。金属具有独特的金属光泽，这是人们从外表上区别金属和非金属的重要标志。金属矿产的多数矿石光泽灿烂，具有金属光泽，这是其特点之一。

第二，矿产有固态、液态、气态三种，金属矿产除个别矿种外，绝大多数是固态，这与呈气态或液态的油气矿产和水气矿产完全不同。

第三，金属矿产与非金属矿产虽然绝大多数均为固态，但是两者有很大的不同。金属矿产是提取金属元素，主要是利用矿石中的化学性质；而非金属矿产除少数是用来提取某种非金属元素（如磷、硫等）外，大多数是利用其矿物或矿物集合体（包括岩石）的某些物理、化学性质和工艺特性等，如云母的绝缘性、石棉的耐火、耐酸、绝缘、绝热和纤维特性等。

2. 金属大家族

金属是具特有光泽而不透明（对可见光强烈反射的结果），富有展性、延性及导热性、导电性的这一类物质。金属是一个大家族，通常人们把金属分成两大类：黑色金属和有色金属。

黑色金属这个名字，常常使人误会，以为黑色金属一定是黑的，其实不是这样。黑色金属只有铁、锰与铬钒钛等，而它们都不是黑色的。纯铁是银白色的，锰是银白色的，铬是灰白色的。因为铁的表面常常生锈，盖着一层黑色的四氧化三铁与棕褐色的三氧化二铁的混合物，看去就是黑色的。因此人们称之为“黑色金属”。常说的“黑色冶金工业”，主要是指钢铁工业。因为最常见的合金钢是锰钢与铬钢。而不锈钢是指在普通钢的基础上，加入铬、镍等多种元素炼成的钢材，具有多种类型。

除了黑色金属以外的其他金属划分为有色金属、贵金属、稀有金属。有色金属的颜色是多种多样的，一般都是银白色或灰白色的，但是有一些比较特别，如金为橙黄色，铜为紫红色，铯为黄色等。在有色金属家族中，还有各种各样的分类方法，通常可分为轻金属、重金属：轻金属：是按比重分类，一般把比重小于 5 的金属叫轻金属。例如钠、钾、镁、钙、铝等。周期系中第ⅠA、ⅡA族均为轻金属。重金属：一般是指比重大于5的金属叫重金属。例如铜、锌、钴、镍、钨、钼、锑、铋、铅、锡、镉、汞等，过渡元素大都属于重金属。

通常把金、银和铂族元素称为贵金属。这些金属在地壳中含量较少，不易开采，价格较贵，所以叫贵金属。这些金属对氧和其他试剂较稳定，金、银常用来制造装饰品和硬币。

稀有金属：通常指在自然界中含量较少或分布稀散的金属。例如铍、锂、铌、钽、铯等。它们难于从原料中提取，在工业上制备及应用较晚。稀有金属跟普通金属没有严格的界限，如有的稀有金属在地壳中的含量比铜、汞、镉等金属还要多。稀有金属在现代工业中具有重要的意义，所以把它单独列出来。

金属材料按组成成分可分为纯金属（也称简单金属）和合金（也称复杂金属）。纯金属是指一种金属元素组成的物质。目前已知的纯金属有多种，但工业生产中所采用的为数甚少。合金是指以一种金属元素为主与另外一种（或几种）金属元素（或非金属元素）组成的物质。它的种类很多，如常用的生铁和钢，就是铁碳合金；黄铜就是铜和锌合金；青铜是铜和锡合金等。由于合金的使用性能一般较优于纯金属，因此在工业生产中，合金的应用比纯金属广泛。

金属材料按实用分类可分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料通常又称为钢铁材料，是指铁和铁的合金，如生铁、铁合金、铸铁和钢等。此外，在钢中加入镍、钼、钴、钒、钨、钛和稀有、稀土元素，炼出特殊性能的合金钢，被广泛应用于各种工业部门。有色金属材料又称非铁金属，是指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。

3. 金属矿产大世界

进入金属矿产大世界，真是五彩缤纷，目不暇接。为了便于研究，人们根据金属矿产的性质和用途进行了分类，分类基本上与金属的分类一致，但是，由于其种类繁多，所以更加详细。根据我国储量统计分类，金属矿产分为以下六类：

黑色金属矿产：包括铁矿、锰矿、铬矿、钒矿、钛矿等；

有色金属矿产：包括铜矿、铅矿、锌矿、铝土矿、镍矿、钨矿、镁矿、钴矿、锡矿、铋矿、钼矿、汞矿、锑矿等；

贵金属矿产：包括金矿、银矿、铂族金属（铂、钯、铱、铑、钌、锇）等；

稀有金属矿产：包括铌矿、钽矿、铍矿、锂矿、锆矿、锶矿、铷矿、铪矿、铯矿等；

稀土金属矿产：包括钪矿、轻稀土矿（镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕）、重稀土矿（钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇）等；

分散元素金属矿产：包括锗矿、镓矿、铟矿、铊矿、铼矿、镉矿、硒矿、碲矿等。

此外，有放射性金属铀矿、钍矿等，目前我国已归于能源矿产中，此不论述。

（二）金属矿产与人类文明

1. 人类文明的标志

人类社会的发展与矿产资源的利用有密切的联系。1849 年丹麦考古学家汤姆逊按照人类使用的工具类型将人类社会分为石器时代、铜器时代和铁器时代，这已成为全球共同的发展模式。以使用的工具类型划分人类文明时代，这表明矿产的利用对社会进步和文明发展有极大的作用。

人类演化的很长时期是使用石器，大约 1 万多年前，人类开始使用自然铜打造各种工具，导致人类铜器时代的出现。后来，又在冶炼铜时加入锡，炼出了“青铜”，这是一种更加坚硬的合金，被广泛应用于人类的生产和生活之中。青铜的出现大大改善了人类的生产工具和战斗武器，提高了人类的文化和技艺水平，把人类文明推进到一个崭新的阶段。

大约在公元前 4000 年，古埃及人和苏美尔人就利用天然的陨石铁来制作矛及饰物。大约在 3400 年前，小亚细亚赫梯人最早用铁矿炼铁并生产铁器。铁器的出现，广泛应用于人类生产和生活，在人类历史上起了重大的革命作用，不仅促进了生产的发展，而且把人类带入了一个新的文明时代。

从铜器到铁器的时代，是利用金属矿产的开始时代，金属成为人类文明的象征，载入了世界史册。

我国是世界文明古国之一，在青铜时代和铁器时代，创造了灿烂光辉的人类文明。我国青铜时代约始于公元前 21 世纪到公元前 500 年，共约 1500 年历史，相当于夏、商、西周和春秋时期。我国铁器时代大约起始于距今 2800 年前的西周末期，冶铁工艺在世界上处于领先地位。铁器时代给中国带来了巨变，社会由奴隶制向封建制过渡，并经过兼并战争，建立起中国历史上空前统一的秦帝国。铁器在秦汉时期进一步推广，到东汉时期最终代替了青铜器。

新疆青铜时代和铁器时代，闪烁着文明的光辉。据考古资料，新疆青铜时代约始于公元前2000 年到公元前 700 年，这一时期处于以畜牧经济为主的原始氏族公社时期。新疆铁器时代出现年代，据考古资料，大约距今 2700 年到 2200 年，相当于东周时期。

2. 国力的体现

随着社会的发展和科技进步，人们使用金属矿产的范围和数量急剧增加。19 世纪工业革命以来，铁的消耗量比原来增加了 100 倍，铜的消耗量增加了 80 倍。进入 20 世纪以来，增加速度更加迅速，许多金属矿产的消耗量增加了几十倍到上千倍。金属矿产是国民经济、人民日常生活及国防工业、*工业和高科技产业必不可少的基础材料和重要的战略物资。钢铁和有色金属的产量往往被认为是一个国家国力的体现。

金属矿产资源在全球地理上分布的不均衡性，必然造成了国家间矿产资源分布的不均衡，进而导致不同国家对全球资源拥有的巨大差异。全球主要战略金属矿产资源丰富，分布非常集中。据近年来资料，世界铁矿储量为 1600 亿吨（矿石），储量基础为 3700 亿吨，主要分布在巴西、俄罗斯、澳大利亚等 10 国，占世界的 89% 以上。世界铜矿储量基础（金属）为 94000万吨，主要分布在智利、美国、中国、秘鲁等10国，占世界的84%。世界铝土矿储量基础（金属）为 330 亿吨，主要分布在澳大利亚、几内亚、巴西等 10 国，占世界的 84% 以上。

进入 21 世纪以来，全球经济继续以高速增长，矿产品市场出现了前所未有的供需两旺、价格全面上涨的局面。钢铁市场需求强劲，产量与消费均创新高。2004 年全球粗钢产量达到10.35 亿吨，比上年增长了 6.9%。世界铁矿石总产量的 49% 用于出口，2004 年海运铁矿石国际贸易量净增 8.9%，达到创纪录的 6.38 亿吨。有色金属市场开始出现供应短缺，价格普遍大幅度上涨。2004 年 6 种主要有色金属全球总产量为 6451.64 万吨，比上年增长 4.93%，铜、锌、锡、镍等供不应求。由于供应短缺，导致 2004 年价格全面上涨，铝价上涨 19.7%，铜价上涨62.3%，铅价上涨 72.8%，锌矿上涨 23.8%，镍价上涨 40.4%，锡价上涨 81.8%。受黄金价格大幅飙升的影响，大多数贵金属价格普遍上涨。但是，在 2008 年国际金融危机以来，钢铁、有色金属等价格下跌，产业受到影响。

3. 我国社会主义现代化建设与金属矿产

新中国成立以来，经过 50 多年的努力，目前我国已成为世界上的矿产资源大国和矿业生产大国。

我国已成为金属矿产资源大国，已探明储量的矿产有 54 种，资源储量丰富，分布广泛。已查明资源储量中，稀土金属矿、钨矿、锑矿、钛矿等居第一位，锡矿、钼矿、铅矿、锌矿等居世界前列。

目前，我国是金属矿业大国。2007 年，我国铁矿石产量 7.07 亿吨（精矿），粗钢产量 4.90亿吨，居世界第一位；十种有色金属产量 2351 万吨，居世界第一位。

我国大宗矿产品进口量持续增长，成为世界进口大国。铁矿石（砂）、锰矿石（砂）、铬铁矿石、铜精矿等金属矿产进口量较大，2007 年我国矿产进口量为：铁矿石 3.84 亿吨，铜矿石453 万吨，铬铁矿石 609 万吨，锰矿石 664 万吨。矿产品消费对外依存度仍然居高不下。（据2009 年公布的新一轮矿产资源规划，据预测，到 2020 年，我国铁矿石对外依存度 40% 左右，铜对外依存度达 70%。

我国正处于工业化加速时期，未来 20 年，我国矿产资源需求量仍将高速增长，未来资源供需形势将持续严峻。根据有关部门预测，金属矿产可供储量严重短缺的矿产有铬、铜、锌、钴、铂族金属、镍等，可供储量短缺的矿产有铁、锰、铝土矿、锡、铅、镍、锑、金等。矿产资源不仅涉及我国社会主义现代化建设，而且与国家安全密切相关，与人民生活息息相关，因此，寻找 件，金属矿产的种类今后还可能增加，有望找到全国绝大多数的金属矿产。

二是矿产资源储量丰富。截至 2007 年底，金属矿产探明矿产资源储量矿种有 30 种，其中黑色金属矿产 5 种，有色金属矿产 11 种，贵金属矿产 4 种，稀有金属矿产 12 种。新疆金属矿产资源储量在全国占有重要的地位，保有储量居全国首位有铍矿，居全国第二位有镍矿和铯矿，全国第三位有铂矿和钯矿，全国第四位有铬矿和锂矿，全国第七位有钛矿，全国第八位有铜矿、钴矿、铋矿，全国第九位有锰矿、钽矿，全国第十位有铌矿。新疆优势矿产有 8 大类 28种，其中金属矿产有 9 种，包括黑色金属矿产的铁矿、铬矿，有色金属矿产的铜矿、镍矿、铅锌矿，贵重金属矿产的金矿，稀有金属矿产的铍矿、锂矿等。特别是近年来，发现和评价了一些大型金属矿床，资源储量有大幅度增长。

三是资源潜力大。新疆地处欧亚大陆腹地，地层发育完全，构造岩浆活动频繁，地质演化历史复杂，成矿地质条件良好，矿产资源有巨大的潜力。世界三大巨型成矿域有两个跨过新疆，毗邻国家的 32 个重要成矿带有 16 个延入新疆。中亚成矿域是超大型金属矿床的集中区，其中世界*的超大型金属矿床就有 58 个。通过对比研究，新疆可与周边国家的地质成矿条件相对比，有发现大型至超大型矿床的成矿条件。

四是矿石质量好，伴生和共生多。新疆有我国急缺的富矿，如富铁矿、富铜矿、富镍矿等。同时有优质耐火级铬铁矿。金属矿产共生和伴生多，如稀有金属矿中常有铍、锂、铌、钽、铯等，有色金属矿中有铜、铅、锌、铂、金、银矿等，黑色金属矿中有铁、钒、钛等。

五是分布广泛，有一定特色。新疆金属矿产点多面广、遍及三山和两盆周边，矿产地近2000 处，被开采和利用的矿床和矿点不下千处。新疆金属矿产的地域分布具有独特性和集中性。如铁矿主要集中在阿尔泰山东段麦兹盆地、天山东段觉罗塔格南带和中天山及西昆仑山西段等。这种地域性分布特征，显然是受其地史发展、地质背景和成矿条件的独特性和个性所制约。锰矿集中在西部天山和甘新边界上的红柳河至照东一带，既受生成时代的限制，又受古海盆沉积部位的影响。铬矿、铜镍矿、钒钛矿受区域性深断裂控制，依附于基性至超基性岩带。斑岩型铜矿、铜钼矿与酸性岩浆岩（花岗岩类）的生因关系密切。稀有稀土金属矿产的成矿空间，离不开古老变质岩带和年轻的偏酸性花岗岩。具有一定规模的铅锌矿，多与古海盆火山岩和碳酸盐类有关。这些说明，在千姿百态的金属矿产世界里，元素各自具有自身条件，有自己的习性、爱好和与之结合的元素群；同时也要去寻找自己*的生存环境。地质矿产工作者的使命，就是要去不断地总结、研究、推论和预测这些现象，而最终达到发现矿产之目的。

3. 建设我国的金属矿产资源基地

新疆占全国国土面积的六分之一，是我国的资源型省区，是多民族聚居的边疆地区，是我国重要的能源资源战略基地，是西部地区经济增长的重要支点，是对外开放的重要门户，是西北边疆的战略屏障。新疆是我国实施西部大开发的重点，在中国发展和稳定大局中具有特殊重要的战略地位。***和国务院对新疆十分重视和关心，对新疆的稳定和发展做出了重大战略决策和部署，明确指出新疆要加快实施以市场为导向的优势资源转换战略，着力培育和发展特色产业，重点建设石油、天然气开采和加工供应基地，煤炭开发储备和煤层气开发利用基地，国家其他急需矿产资源开采和加工基地。

根据新疆资源特点，建设国家急需的矿产资源开采和加工基地中，金属矿产有重要地位。今后将进一步加大铜、镍、铅、锌等有色金属和铍、锂为主的稀有金属，以及铁等黑色金属和金、银等贵金属的勘查，实现找矿重大突破。发现和评价一批在全国有影响的大型和超大型矿床，探明大量资源储量，为建设全国的铁矿资源基地、有色金属资源基地（含稀有金属）、黄金资源基地做出贡献。

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