趙鵬大

摘 要:新型非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源的發(fā)現(xiàn)與開發(fā)研究可以促進(jìn)礦業(yè)生產(chǎn)無廢化，推動地球物質(zhì)流進(jìn)入良性循環(huán)，有利于提高礦業(yè)自身價值和降低用于環(huán)保的成本。非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源的發(fā)現(xiàn)與開發(fā)研究為礦產(chǎn)資源的可持續(xù)供給提供新的保證，并為新興產(chǎn)業(yè)提供新的礦產(chǎn)資源支撐。非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源開發(fā)基礎(chǔ)理論研究和實際工作的進(jìn)行需要多學(xué)科交叉聯(lián)合，需要產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合，需要政府支持和企業(yè)參與，也需要廣泛的國際合作與交流。這是一項跨世紀(jì)的工程，是為子孫后代創(chuàng)造發(fā)展基礎(chǔ)的事業(yè)。

關(guān)鍵詞：非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源；綠色礦業(yè)；研究動態(tài)；前景展望

中圖分類號：F062.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1005-569X(2009)01-0001-06

1 資源現(xiàn)狀、問題與資源安全戰(zhàn)略

1.1 人口增長與地球承載力

根據(jù)朱大奎等的研究，世界人口2000年前為3億人，1700年為6億，2000年為60億，而到2030年，世界人口將達(dá)到120億，這就引出了地球的承載力問題。

地球的承載力問題實際上是地球能養(yǎng)活多少人的問題。生命支撐系統(tǒng)包括有：糧食、氣候、水、土壤、金屬、建筑及陶瓷礦物、礦物肥料、化石燃料及能源、動植物等，因此，除了糧食和水等這些基本所需，我們還需要考慮礦物資源。

1.2 礦產(chǎn)資源作用與地位

礦產(chǎn)資源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前，我國95％的能源和80％的工業(yè)原料都取自礦產(chǎn)資源。極而言之，整個人類的發(fā)展史從某種角度來說就是人類開發(fā)利用天然巖礦材料的歷史。

資源的巨大消耗表現(xiàn)：發(fā)達(dá)國家人均年消耗20t天然巖礦材料，如100億人達(dá)到先進(jìn)生活水平，年需消耗21 014 kg巖礦材料，相當(dāng)年消耗100 km³地球物質(zhì)。從自然資源消耗來看，如果全世界人都達(dá)到美國人的生活水平，至少需要20個地球。

一些礦產(chǎn)資源大國，其礦業(yè)部門或資源工業(yè)對國家發(fā)展和社會進(jìn)步起著突出的作用。澳大利亞，礦產(chǎn)及石油工業(yè)是使國家財富持續(xù)增長的最重要因素。其礦產(chǎn)及石油部門出口產(chǎn)值達(dá)365億美元，占商品出口總數(shù)的60%。南非，國家和政府制定了一系列政策和措施，以保證礦業(yè)具有更大的國際競爭力。美國，礦產(chǎn)在國民經(jīng)濟(jì)中也發(fā)揮著巨大的作用。固體礦產(chǎn)礦業(yè)對1995年美國國民經(jīng)濟(jì)收入做出5240億美元的直接和間接雙重貢獻(xiàn)。如果沒有礦業(yè)，美國國民經(jīng)濟(jì)滿足人民需要和保持其全球地位的能力就會受到嚴(yán)重的削弱。

俄羅斯 “論固體礦物原料生產(chǎn)國的排序”對世界6個礦業(yè)生產(chǎn)大國據(jù)20種糧食和礦產(chǎn)的礦業(yè)產(chǎn)值（美元）的排序為：

美國578.56億元

中國328.49億元

澳大利亞185.87億元

南非170.00億元

俄羅斯 126.79億元

加拿大 114.21億元

中國礦業(yè)產(chǎn)值排序雖位居第二，但人均礦業(yè)產(chǎn)值僅為31美元；澳大利亞雖位居第三，但人均產(chǎn)值高達(dá)1 147.3美元；南非礦業(yè)產(chǎn)值雖位居第四，但因其國土面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其它礦業(yè)大國，因而其單位面積產(chǎn)值居世界之首，每平方公里達(dá)14 166.7美元，而中國每平方公里國土的礦產(chǎn)值僅為3 421.8美元。

1.3 我國礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀與問題

1.3.1 總量多——人均少

中國已探明的礦產(chǎn)資源總量很大，約占世界的12％，僅次于美國和前蘇聯(lián)，居世界第3位，但人均占有量僅為世界人均占有量的58％，居世界第53位。

1.3.2 需求增大保障不足

礦產(chǎn)資源出現(xiàn)“入不敷出”的境況，儲量增長<產(chǎn)量增長<消費增長，后備儲量嚴(yán)重不足，已經(jīng)危及到礦產(chǎn)資源的可持續(xù)供給。

需求增大表現(xiàn)在：到2020年，我國人口將達(dá)到15億，需要生產(chǎn)糧食6億噸，城市化將從現(xiàn)在的40％提高到55％，城鎮(zhèn)建設(shè)用地預(yù)計增加360萬公頃，我國經(jīng)濟(jì)總量將在2000年基礎(chǔ)上翻兩番，對能源的需求急速增長。煤炭要新增產(chǎn)能7～10億噸。石油對外依存度將超過60％。

1.3.3 后備資源不足，產(chǎn)能消失嚴(yán)重，危機(jī)礦山問題突顯

25種主要金屬，415個大中型礦山中，已關(guān)閉礦山38個，占大中型礦山總數(shù)的9%；嚴(yán)重危機(jī)礦山54個，占13%；中度危機(jī)礦山35個，占8%；潛在危機(jī)礦山82個，占20%。上述各項總數(shù)已達(dá)50%。

另據(jù)調(diào)查，全國將有47個礦業(yè)城市和400多個礦山面臨探明儲量枯竭，直接涉及300多萬礦工和1000余萬家屬的工作和生活，因此這是一個很嚴(yán)重的問題。

1.3.4 資源開發(fā)不合理、利用不充分并且嚴(yán)重污染環(huán)境

我國礦產(chǎn)資源特點之一是共伴生組分復(fù)雜、貧礦及難選礦多。礦產(chǎn)的有效綜合利用問題十分突出。我國金屬礦山采選回收率比國際水平低20％，9種有色金屬綜合回收率為35％～67％，伴生、共生礦利用率僅20％。此外，在礦床開采、選冶、加工及消費過程中，所排放的廢水、廢氣、固體廢物造成的環(huán)境污染嚴(yán)重，并占用大量土地。礦山廢棄物日益增多，利用率低造成資源浪費，環(huán)境污染日益加劇。人類每年采出170-180億噸礦石+廢石，而最終產(chǎn)品僅占其總體積的3%，95%以上成廢棄物。

據(jù)不完全統(tǒng)計，至1995年中國金屬礦山積存的尾礦已達(dá)53.8億噸，并以每年3―5億噸的排放量增長，到2000年達(dá)到60億噸以上，侵占農(nóng)田3―5萬畝。

1.3.5 新興產(chǎn)業(yè)對新型礦物原料的新需求

新興產(chǎn)業(yè)如：納米產(chǎn)業(yè)——天然納米礦物原料，環(huán)保產(chǎn)業(yè)——環(huán)境礦物原料，航天工業(yè)——某些稀有分散金屬元素等等。納米技術(shù)與信息技術(shù)、生物技術(shù)一道被譽為新世紀(jì)的三大主流新興技術(shù)，正在引起一場新的產(chǎn)業(yè)革命。

1.3.6 21世紀(jì)礦產(chǎn)資源勘查面臨新局面

21世紀(jì)礦產(chǎn)資源勘查面臨新局面可以概括為“三難”、“三新”?！叭y”：難識別、難發(fā)現(xiàn)、難開發(fā)；“三新”：新類型、新深度、新領(lǐng)域。具體表現(xiàn)為：礦山后備資源不足、部分礦山瀕臨倒閉、找礦深度日益加大，找礦難度日益增大、資源勘查越來越依賴于新理論、新技術(shù)、新方法。

1.4 資源安全戰(zhàn)略

資源安全戰(zhàn)略主要從以下幾方面展開：從實際國情出發(fā)，走資源節(jié)約型的發(fā)展道路；重視資源儲備戰(zhàn)略，實行“兩種資源及兩個市場”的戰(zhàn)略；努力尋求各種替代資源，認(rèn)知、發(fā)現(xiàn)、開發(fā)和利用非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源。

2 非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源

非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源（Nontraditional mineral resources）是指受目前經(jīng)濟(jì)、技術(shù)以及環(huán)境因素的限制，尚難發(fā)現(xiàn)和尚難工業(yè)利用的礦產(chǎn)資源，以及尚未被看作礦產(chǎn)和尚未發(fā)現(xiàn)其用途的潛在礦產(chǎn)資源。 它的研究體系包括：非傳統(tǒng)礦產(chǎn)，非傳統(tǒng)礦產(chǎn)勘查理論與方法，非傳統(tǒng)礦業(yè)，非傳統(tǒng)礦業(yè)經(jīng)濟(jì)。

2.1 非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源分類

非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源包括：各種新類型、新領(lǐng)域、新深度、新工藝、新用途的礦產(chǎn)資源。

非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源是一個動態(tài)的概念，隨著技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、市場及需求的變化，非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源可以轉(zhuǎn)化為傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源。非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源的發(fā)現(xiàn)與開發(fā)是礦產(chǎn)資源可持續(xù)供給的重要保障。

近數(shù)十年來，找礦與開發(fā)生產(chǎn)實踐證明，非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源發(fā)現(xiàn)和開發(fā)的潛力很大。

2.1.1 非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源——新類型

在新類型方面，如：紅土型金礦、黑色頁巖中的鉑族礦產(chǎn)、超高壓變質(zhì)帶中的金剛石等，都是當(dāng)今非傳統(tǒng)礦產(chǎn)新類型的典例。

2.1.2 非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源——新領(lǐng)域

在新領(lǐng)域方面，如：深海鐵錳結(jié)核、深海金屬軟泥、深海鈷結(jié)殼以及天然氣水合物等資源潛力巨大。

海洋礦產(chǎn)資源的潛力巨大：①油氣。美國1/6以上，世界1/4以上石油產(chǎn)量來自海洋大陸架。此外，大陸斜坡等海水更深部位也有油氣，目前開采成本較高。②天然氣水合物。未來海底新能源，是天然氣（含甲烷等氣體96.5%）與水(水分子3.5%)的類冰固態(tài)簡單化合物。1 m³天然氣水合物=164 m³甲烷。估算資源量可達(dá)2×10¹⁶m³，相當(dāng)于2×10⁵億噸油當(dāng)量。③錳結(jié)核。含Mn25%，F(xiàn)e15%，Ni2%，Cu2%以及Co等。④富鈷結(jié)殼。2003年對近10座海山重點進(jìn)行了加密調(diào)查，在尖頂海山發(fā)現(xiàn)了品位高、厚度大、分布淺的富鈷結(jié)殼。⑤金屬軟泥及沉積物。紅海沉積物含Cu>1%，Zn>3%；其它，Ag，Au及Pb等（1983年估計價值25億美元）。⑥其它。如Mg，世界產(chǎn)量約2/3來自海水；此外，NaCl，P，Au，Ti，金剛石等。

2.1.3 非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源——新深度

在新深度方面，據(jù)報導(dǎo)，南非蘭德金礦盆地一采金豎井將加深至4 117 m，這將是世界最深的礦井，要開發(fā)的新礦層是世界級的礦體。在我國，埋深大于500 m的礦床被稱為大深度礦床，目前還很少勘查和評價。

2.1.4 非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源——新工藝

在新工藝方面，如微生物浸礦工藝、天然納米礦物開發(fā)利用技術(shù)等都有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ⑹鼓切┑推肺?、難選冶、低價值的“呆滯型”非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源潛力予以充分體現(xiàn)。我國已成功地進(jìn)行了鈾礦原地破碎堆浸開采，用堆浸法生產(chǎn)天然鈾和常規(guī)水冶生產(chǎn)天然鈾相比，生產(chǎn)成本有了大幅度降低，而原地浸出技術(shù)的應(yīng)用，在降低成本方面又有了新的突破。新型潛在鉀資源——我國鉀長石類資源十分豐富，資源量達(dá)數(shù)十億噸，K₂O含量7-13%；新型潛在磷資源--目前，我國占儲量75%的中低及低品位磷礦未利用，它們可能是21世紀(jì)重要的磷資源。

2.1.5 非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源——新用途

不斷深入研究和發(fā)掘天然巖礦材料的新用途，是不斷開拓新型礦產(chǎn)資源的必要途徑，也是滿足新興產(chǎn)業(yè)對礦產(chǎn)資源的新要求所不可缺少。環(huán)保事業(yè)的發(fā)展和災(zāi)害防治要求的提高為許多非金屬礦產(chǎn)開辟了應(yīng)用的新領(lǐng)域。利用非金屬礦物原料制造農(nóng)藥、肥料、土壤改良劑、豐產(chǎn)劑、保水劑、蓄水劑、污水處理劑、生物保健劑、營養(yǎng)劑等等的潛力是很大的。比如電氣石，長期以來，電氣石礦主要用于研磨材料和寶玉石（碧璽）的加工原料。近期研究還發(fā)現(xiàn)，在室溫條件下，電氣石能夠發(fā)射峰值波長為9.5 μm的紅外線（楊如增等，2002）是天然的紅外輻射材料，根據(jù)這一特性，電氣石被用于制造具有保健功能的紡織品、陶瓷產(chǎn)品和節(jié)能產(chǎn)品等。此外，電氣石還廣泛用于電子機(jī)械、橡塑化工、化裝美容等領(lǐng)域，作為新型環(huán)保材料，電氣石的開發(fā)利用正越來越受到重視。

2.1.6 非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源——人工礦床

近年來人們正在探索開發(fā)利用過去采礦和選礦廢棄的廢石堆和尾礦壩，這類“人工礦床”的二次開發(fā)，對延長礦山壽命、提高經(jīng)濟(jì)效益和保護(hù)環(huán)境等，從某種意義上講，比建設(shè)一座新礦山的經(jīng)濟(jì)與社會效益更為重大。

2.1.7 非傳統(tǒng)油氣資源

非傳統(tǒng)（非常規(guī)）油氣資源：系指目前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，無法采用常規(guī)方法進(jìn)行勘探開發(fā)的那部分油氣資源。主要包括：煤層甲烷、根緣氣（致密砂巖天然氣）、水溶氣、甲烷水合物、頁（泥）巖氣、重油瀝青和油頁巖。

2.2 非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源勘查的理論與方法

為確保礦產(chǎn)資源的可持續(xù)供給，特別是面對難識別、難發(fā)現(xiàn)、難勘探、難開發(fā)的找礦對象，積極探索礦產(chǎn)資源勘查的非傳統(tǒng)理論和方法具有重要意義。

傳統(tǒng)：以“相似類比”為基礎(chǔ)的“礦床模型預(yù)測”理論。非傳統(tǒng)：以“求異”為基礎(chǔ)的“地質(zhì)異常成礦預(yù)測理論與方法”、“非線性成礦預(yù)測理論與方法”等。

20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來的地氣法（Geo-gas prospecting），是一種有別于傳統(tǒng)氣體地球化學(xué)方法的深部隱伏礦找礦新方法，該方法是捕集并測定地下上升氣流中痕量金屬和非金屬元素來揭示地下深部礦產(chǎn)資源體的信息。國內(nèi)外已有研究成果表明（童純菡等，1996、1999）：地氣測量可以探測埋深300—400 m以下的金屬礦和埋深4 000 m以下的含油氣環(huán)型構(gòu)造，地氣異常所反映的是深部礦化信息，而與地表土壤元素異常分布截然不同。

2.3 非傳統(tǒng)礦業(yè)經(jīng)濟(jì)

21世紀(jì)，礦業(yè)面臨重大變革：礦業(yè)的國際性與全球性、礦業(yè)的市場競爭性、礦業(yè)的高新技術(shù)性、礦業(yè)的高效性、礦業(yè)的綜合服務(wù)性、礦業(yè)的環(huán)保性礦業(yè)事事都關(guān)系到礦業(yè)經(jīng)濟(jì)，礦業(yè)經(jīng)濟(jì)是度量礦業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。正是礦業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)確定了什么是礦石，決定建什么樣的礦山、選礦廠或冶煉廠。礦業(yè)經(jīng)濟(jì)貫穿礦業(yè)的各個方面。因此，非傳統(tǒng)礦業(yè)經(jīng)濟(jì)所面臨的是：兩種資源（國際、國內(nèi)）與兩個市場(國際、國內(nèi))的經(jīng)濟(jì)選擇，戰(zhàn)略資源與國家安全的政治考慮，資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。所以我們應(yīng)實行：資源—環(huán)境—技術(shù)—經(jīng)濟(jì)聯(lián)合評價。

3 非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源研究動態(tài)

礦產(chǎn)資源短缺是當(dāng)今世界各國所面臨的緊迫問題，非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源研究倍受各國重視！

國內(nèi)外研究動態(tài)大體如下：

3.1 美國非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源研究

早在20世紀(jì)60年代，石油和天然氣領(lǐng)域就注意到了非傳統(tǒng)能源和非傳統(tǒng)勘查方法的研究(Heroy-W-B,ed.,1969)。70年代后期，美國地質(zhì)調(diào)查局和能源部就開始聯(lián)合進(jìn)行非傳統(tǒng)能源資源的前期研究。

經(jīng)過20年的工作后于1997年提出，美國的未來能源，尤其是天然氣，將主要由目前認(rèn)為非傳統(tǒng)的低滲透率儲藏類型提供。并強(qiáng)調(diào)：盡管它們并非全新的，但人類對它們的有限了解程度根本不可能使其成為美國未來能源的重要構(gòu)成部分，因此建議加快開展相關(guān)的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。1982年美國經(jīng)濟(jì)地質(zhì)學(xué)家協(xié)會召開“非常規(guī)礦床”學(xué)術(shù)討論會;1987年美國地調(diào)局在俄勒岡州召開“非常規(guī)礦床找礦”研討會;1989年第28屆國際地質(zhì)大會上，美國學(xué)者R.I.格勞奇發(fā)表“早中元古代不整合：非傳統(tǒng)鉑族元素及貴金屬的來源”；1991年美國地調(diào)局公報形式發(fā)表“黑色頁巖中非傳統(tǒng)鉑族元素資源前景：中國華南與加拿大育空地區(qū)實例及對美國資源的啟示”。

美國礦業(yè)局在俄勒岡州阿爾尼市建立了規(guī)模可觀的研究院，專門研究目前經(jīng)濟(jì)上尚不具備工業(yè)價值、尚不能開采或利用的礦床和礦石類型，為的是一旦傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源枯竭，即可能有新類型資源接替。

美國礦產(chǎn)資源調(diào)查計劃（1998）明確寫到“還有許多另外的、迄今尚未被識別的礦床類型”?！鞍l(fā)展新的和非傳統(tǒng)礦床成因理論，用以查明新的特別是非傳統(tǒng)礦床的遠(yuǎn)景區(qū)，以及通過新礦床理論對區(qū)域研究和檢驗來查明新的礦床遠(yuǎn)景區(qū)”。

3.2 俄羅斯非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源研究

在非金屬方面：“非傳統(tǒng)鎂硅酸鹽陶瓷原料礦床的成因分類”（羅曼諾維奇,1991）；“粗片狀石墨：吉爾吉斯天山的非傳統(tǒng)礦物原料”（金屬礦床地質(zhì)，1992）；“砂礦非傳統(tǒng)找礦方法”（舒爾科夫等，1993）。

有色及貴金屬方面：“中西伯利亞非傳統(tǒng)鉑礦化”（少佐諾夫等，1997）；“有色及稀有金屬非傳統(tǒng)類型：潛力及發(fā)現(xiàn)前景”（科奇涅夫等，1999）；“低品位和非傳統(tǒng)礦物原料開發(fā)前景”（拉特金等，1997）。

近年來，發(fā)現(xiàn)黑色頁巖中的Au-Pt-硫化物-碲化物-滑石菱鎂片巖建造（干谷礦床）及Au-Pt族-石英-硫化物黃鐵細(xì)晶巖建造（伊羅京達(dá)礦床）等非傳統(tǒng)大型金鉑礦床已引起廣泛重視。俄羅斯自然資源部下屬的“有色及貴金屬地質(zhì)勘查研究所”其研究領(lǐng)域包括：金剛石、貴金屬及有色金屬非傳統(tǒng)資源。