第一节 矿产资源的内涵
矿产资源属于不可再生的自然资源,是由地质作用形成且具有利用价值的,呈固态、液态、气态的自然资源,具有地质、经济和环境三重属性。它既包括在当前技术条件下可以被利用的物质,也包括在未来技术条件下可被利用的具有潜在经济价值的物质,既可以作为物质财富也可以作为商品。
一 矿产资源的内涵
(一)矿产资源的概念
在《地理学词典》中,矿产资源被定义为“经地质成矿作用使有用的矿物或有用的元素含量达到具有工业利用价值的矿产”。在《现代汉语词典》中,矿产资源被定义为“地壳中有开采价值的物质,如铜、铁、云母、天然气、石油、煤等。较确切地说,矿产资源是主要来自地壳中,对人类利用来讲具有开采价值的物质”。在《中华人民共和国矿产资源法实施细则》中,矿产资源被界定为“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”。
一般认为,矿产资源是指由地质作用生成的,存在于地表或地下的,其金属或非金属等有用成分的含量大大超过周围其他岩石,或其物理、化学性能大大优于周围其他岩石,达到可供社会现实利用的要求,能够产生经济价值的矿物、岩石及其聚合体。按照矿产资源在经济部门中的地位和作用,可将其理解为一种工业资源。
近年来,相对于传统矿产资源,部分学者明确地提出了非传统矿产资源的概念,他们认为在注重传统资源的同时,各方应加强对非传统矿产资源开发利用的重视。根据他们的观点,非传统矿产资源绝不是以往传统矿产资源的简单扩大和延伸,而是建立在21世纪科技腾飞、人类资源观全面深化基础上的矿产资源。非传统矿产资源主要包括以下几类:用于传统工业、农业中制造生产资料和物质生活资料的新矿产类型和以前不能被利用的(由14于技术、工艺、交通等原因)已知矿产类型;被开发出新用途(应用于新产业)的新型矿产以及原来可利用或不可利用的传统矿产;能够满足人类新需求(如美化生活环境、健身等)的新型矿产;无须开采就地即可被利用的由地质作用形成的自然资源;被二次或重复利用的矿产资源;其他各种待开发利用的矿物岩石。
(二)矿产资源的分类
矿产资源属于自然资源,在质和量两个方面都能满足现在工业化发展的要求,并且在现有的社会经济和科学技术条件下都能够被开采和利用。可依据不同的标准,对矿产资源进行不同的分类。
第一,按照矿产资源的用途,可将其分为四类:①能源矿产,包括煤、煤层气、油石岩、石油、天然气、铀等10种;②金属矿产,包括铁矿、锰矿、锡矿、铜矿、铅矿、锌矿、铝矿、金矿、银矿等54种;③非金属矿产,包括金刚石、石墨、自然硫、水晶、刚玉、高岭土、耐火土、白云岩、花岗岩、盐矿、磷矿等91种;④地下水资源,包括地下水、地下热水和矿泉水3种。
第二,按照矿产资源的存在状态,分为三类:固态矿产、液态矿产和气态矿产。
第三,依据矿产资源的特性,按照其是否能重复利用,包括可回收资源和不可回收资源两大类。可回收资源是指构成该资源的大部分物质能够回收的资源,主要是指金属矿产资源;不可回收资源的主要特征是其在使用过程中不可逆,即在使用之后不能恢复原状的资源,主要包括煤、石油、天然气等能源矿产资源。
(三)矿产资源的特征
矿产资源的特征主要包括以下三个方面:矿产资源的形态、化学构成以及物理性质。研究矿产资源的特征不仅具有认识和鉴别矿产资源的理论意义,而且有合理开发利用矿产资源的现实意义。
1.矿产资源的形态
矿产资源主要包括两种形态,即单晶体和集合体。在自然界中,矿产资源大部分是以集合体的形式存在,单晶体的形态主要是由晶体的内部结构和成分共同决定。由于不同矿产资源的内部结构和成分不同,其晶体形态特征也有所不同。此外,矿产资源形成的外界环境也会在某种程度上影响矿产资源的形态。
2.矿产资源的化学构成
作为矿产资源基础性的物质组成的化学成分是决定矿产资源性质的根本因素。不同的矿产资源化学成分不同,因此,矿产资源的化学成分可作为判断矿产资源的主要依据。
3.矿产资源的物理性质
矿产资源的物理性质由其化学成分及其组合方式决定。矿产资源的晶体形态决定了其具有对称性、异向性和均一性的物理性质。不同的矿产资源由于具有不同的内部结构以及化学成分,物理性质也各不相同,因此不同的物理性质是对矿产资源进行分类与鉴别的较为直接有效的办法。部分金属矿产资源的物理特征见表2-1。
表2-1 部分金属矿产资源的物理特征
二 矿产资源的属性
(一)矿产资源的地质属性
第一,矿产资源是在地球漫长的地质年代中经过复杂的地质作用而形成的有用物质聚集体,并非人力所能创造。
第二,矿产资源的时间和空间分布符合地质规律。但是矿产资源在地表并非均匀分布,而是相对集中于某些区域,并且在这些资源聚集的区域里,矿产资源的自然丰裕度也具有极大的差异性,这也体现了不以人们的主观意志为转移的客观自然规律。
(二)矿产资源的经济属性
马克思曾经讲过,“自然界和劳动一样,也是使用价值的源泉”,“种种商品体,是自然界物质和劳动者两种要素的结合”。其中矿产资源的价值构成应当包含三部分:第一部分是矿产资源自身的价值,即未经人类劳动参与的天然形成的使用价值,也称原始价值;第二部分是人类劳动投入所形成的价值,通常是指勘查开采过程中投入的人类活动;第三部分是因矿产资源稀缺性及矿产所处区域、矿产品位、市场供求关系等方面存在的优势而形成的价值。其中,原始价值是一个定量,第三部分的价值则为一个变量。矿产资源是一种自然宝藏,它的开发利用极大地促进了人类的进步、经济的发展和社会财富的积累,是人类文明的物质基础,同时也是人类社会赖以生存和发展的物质来源。任何一种经济形态实际上都离不开矿产资源,一旦离开矿产资源,就会失去人类生存和发展的前提条件和支撑源泉。
矿产资源的基本内涵是在当前经济技术条件下可以被人类社会利用的资源体总和。作为具有经济价值的自然财富,矿产资源既有品质问题,又有开发利用的成本问题。其中它的经济属性主要表现在两方面,一是其经济属性涉及提取技术和经济利用两个核心因素,二是经济属性使矿产资源具有与时俱进的可变性,意味着过去未被发现或不被认为是矿产资源的地质体,随着经济水平的不断提高和科学技术的不断进步,将来有可能成为矿产资源,而矿产资源的种类、数量和用途会因此而不断拓展。随着科学技术水平的快速提高,现有部分矿产资源有可能被新的更廉价、更清洁的资源所取代而失去经济意义。
伴随着经济全球化程度的不断加深,一国矿产资源的经济价值要根据整个国际市场的价格水平来衡量,而不能局限于一个国家内部的度量衡。正是因为矿产资源具有经济属性,所以人类不必担心全世界的矿产资源耗尽,但是也不应盲目乐观,因为矿产资源的种类和数量不可能在短时间内迅速增加。矿产资源的经济属性要求人们全面把握全球矿产资源消费的速率,随时掌握资源科技的动向,统揽全球资源和市场,科学配置所需资源。
(三)矿产资源的环境属性
矿产资源的开发利用存在两面性:一是它的开发利用促进了人类社会经济和文明的进步,极大地促进了工业文明的发展;二是破坏了人类生存的环境。一方面,一部分矿产资源自身是对某种元素的高度浓缩,在地表、近地表体或接近潜水面时会产生自身环境效应,对人类的生产与生活产生影响;另一方面,人类在开发利用矿产资源的过程中会造成环境污染和生态破坏,如水土大量流失、生态环境严重恶化、地方病滋生等。在矿产资源开采利用过程中不可避免会产生大量废弃物,由于处理设备不完善,大部分废弃物直接排入大自然,进一步给环境造成更强的负面效应。例如,工业粉尘的大量排放,特别是危害性气体如温室气体、二氧化硫等的大量排放会造成严重的空气污染和酸雨肆虐。
(四)矿产资源的自然属性
1.隐蔽性和不确定性
多数矿产资源埋藏于地下几百米甚至上万米处,控制成矿的地质条件极为复杂,难以确定其赋存的时间和空间、质量和数量,往往需要用成矿理论进行推导,并且通过各种专门的技术方法进行勘查、验证后才能被发现和认知。
2.耗竭性和不可再生性
矿产资源是一种典型的不可再生资源,它是亿万年地质作用的产物,在人类可预见的一定历史时期内不可再生,即便是在一定的技术条件下,这种资源往往也是有限的,并会因不断开发而最终消耗枯竭,因此它是一种不可再生或不可更新资源。
3.稀缺性和分布不均衡性
地壳运动的不均衡性和成矿地质作用的复杂性及特殊性,导致矿产资源在地壳中的空间分布极其不均匀,因此只有极少数集中分布,大部分属于分散分布,由此形成了矿产资源的稀缺性。
4.多样性和复杂性
矿产资源种类众多,不同成因的矿石,其品位和内部构成也不尽相同。而同一成因的矿石,由于地质作用和空间上的差异,其质量也会有很大差别。任何一种矿产都有贫矿型与富矿型、成分简单与复杂、难选与易选之分,由此决定了矿产勘查和开采具有一定的技术难度并且具有较大的投资风险。
5.动态性和相对性
矿产资源同时是一个受地质作用、技术和经济条件制约而不断发展变化的概念,其可利用价值取决于人类对自然界的认识及开发利用的深度和广度,并体现为资源有限性与人类能力无限性的对立统一。与此同时,其在地上、地表和地下均有分布,导致矿产资源和土地资源之间存在“你中有我、我中有你”甚至非此即彼的关系。
(五)矿产资源的社会政治属性
世界上每个国家都对本国的矿产资源拥有永久的经济主权,并且通过立法的形式确定下来,例如,中国的宪法明确规定了矿产资源归国家和全民所有。根据国际法的规定,各国对其境内的自然资源享有永久性主权,这是主权国家拥有经济主权原则的重要体现。因此矿产资源具有国家主权的特征,与国家主权和领土是密不可分的。
三 矿产资源的开采方式
矿产资源的开采方式主要分为地下开采和露天开采。
(一)地下开采
地下开采的流程为采准、切割和回采,将矿石从矿块里开采出来。其中,采准主要是为地下开采做准备工作,它主要是进行地下通道的挖掘;切割工作主要是为回采矿石开辟自由面和落矿空间;回采是把矿石从矿块中开采出来,是整个地下开采过程中最主要的一个步骤,包括三种作业形式,即落矿、出矿和地压管理。
目前,地下采矿方法主要有三大类。一是空场采矿法。这种方法主要是依靠矿体本身坚固的支撑力或用临时支架和采下的矿石来支护在采矿过程中形成的采空区,因此这种方法适合开采比较坚固的、中厚层以上的矿体。它的优点主要是过程简单、成本较低、劳动生产率较高且易实现机械化生产,所以这种方法被广泛应用在地下矿山的开采中;缺点是不适合开采稀有、高价的矿床,因为在开采过程中,需要留有大量矿柱支撑整个矿体,会造成浪费。
二是人工支护采矿法。人工支护采矿法与空场采矿法正好相反,它主要通过人为地向地下输送炉渣、水泥等填充材料来维护采空区。随着地下开采的不断推进,填充材料不断地被送入地下,以便进行地压管理,防止矿体崩塌,保障回采工作的顺利进行。其主要优点是适应能力强、回采率较高、工业废料再利用率高、贫化率低等,适合开采稀有贵重的矿体;缺点是开采条件复杂、成本高等。
三是崩落采矿法。崩落采矿法是指随着回采工作的进行,合理地崩落周围的岩石作为填充材料来支撑采空区的方法,适用于周围岩层容易塌落、地表可以塌陷的矿体。此方法需要在综合考虑地质条件、经济因素和矿山条件的基础上,提出几套方案,从中选取最优方案,经过可行性实验后再投入开采过程。
(二)露天开采
露天开采是指把有利用价值的矿物从露在地表的或埋藏浅的矿体中开采出来的方法。不同于地下开采,露天开采成本低、生产安全、产量较大、易于大规模机械化生产,适用于品位较低的22矿床或残矿的开采。露天开采分为四个步骤:穿孔爆破、采装、运输以及排土。穿孔爆破主要是利用钻机在露天矿床的岩层内钻凿一个合适的定向爆破孔,在爆破孔内放入适量的炸药进行爆破,使矿层松动甚至破碎。采装工作是指工人用挖掘机或装载机把尚未剥离的矿、岩装入运输设备,或直接卸载到指定地点的作业。运输工作是指选择合理的运输方式将露天采场开采出的矿、岩分别运送到卸载点(或选矿厂)和排土场,同时负责将生产人员、设备和相关材料等运送到采矿场。运输方式的选择要综合考虑自然条件、开采条件、技术条件等,经过全面分析后确定最合适的运输方式。可供选择的运输方式主要有铁路运输、公路运输以及水力运输和用于崎岖蜿蜒山区的索道运输。排土是一项排弃工作,就是把从矿床上剥离的岩石和周围的表土送到废石场。推土场应尽量远离农田。