论文部分内容阅读
元素,可以产生于轰轰烈烈的一瞬,而矿产则不然。只有当人类用得着的元素积聚到一个可以开采利用的量时,我们才称之为矿产。这,意味着一段漫长的时间和一个必然的巧合。
现在,就让我们翻开历史的画卷,去看看——
矿产的形成
我国现在的海岸在20亿年前并不是这个样子,那时候有一块古老的华夏古陆,我国东南沿海地区大部分矿产形成的物质基础就来源于此。矿产的形成遵循着自然世界中的客观规律,除了需要有像华夏古陆这样丰富的物质基础以外,还要经历数次比较强的地质构造运动(图1),同时在地层中创造出裂隙和可以储存矿物质的空间,再经过后期岩浆运动的萃取和沉积,才形成我们地球上弥足珍贵的矿产。
地壳是一个厚度不均匀的层体,海洋下面的是洋壳,陆地下面的叫陆壳,它们之间就是大陆边缘。目前我国无论是在内陆还是沿海的大型矿产,在亿万年前,大部分都跟当时大陆边缘沿海地区的洋壳、陆壳相互地质运动有着或多或少的联系。像今天深在内陆秦岭群山中的世界上最大的钼矿,就产生于远古华北板块和扬子板块漂过大海的碰撞。
我国的东南沿海是我国矿产非常丰富的地方,许多古代地质构造剧烈运动的痕迹就隐藏在这片秀丽的河山之中。在浙江、福建等省,有很多景观都在暗示着这里曾经历过形成矿产前地壳的频繁运动。
在浙江省湖州市有一片牵动着许多专家心魄的土地,它是形成于古生代二叠纪末的石灰岩(图2)。岩壁上布满2亿多年前古生代和中生代分界的古老的岩层。大部分的石灰岩是由海洋内的造礁珊瑚、贝壳、石灰藻在海底沉积结晶而成,有些是在浅海沉淀而成。它的出现证明这里原本是块泡在海底的土地,在2~4亿年前都淹没在大海里,那时的洋壳在后来的地球构造运动中,终于冲破了海面,在这儿暴露在恒星的光芒里。
与石灰岩相似,福建省的著名旅游胜地——武夷山,其实也是我国东南沿海大地变迁的一个标记(图3)。只不过它是属于我国南方远古大陆下面的陆壳迅速抬升以后,陆地沉积岩经受长期剥蚀,岩层节理变化,加上雨水河流的冲刷而逐步形成的特殊地质地貌。
矿产的形成需要一个集中积蓄的空间,遍布我国沿海地区的断裂带和大地的裂隙恰好提供了这种条件。我国沿海位于西太平洋的边缘,是环太平洋成矿带的重要组成部分,这里到处可见地球的伤痕——地层断裂(图4)。大洋底部洋壳以洋中脊为起点向外扩展,在我国沿海大陆边缘与陆壳相互作用,洋壳相对于欧亚板块向北运动,与我国大陆发生挫动和挤压,地壳脆弱的部分经受不住压力导致分崩离析,形成地层裂缝和断裂带,经过高温高压的熔炼,矿物质更加的单纯并向断裂的空间集中,中国海岸地区才成了孕育多种矿产的摇篮。
矿产的种类
基本上所有的矿产最终都要经历水与火的洗礼,岩浆的熔融与冷却使得矿物质完成了更高层次的萃取和沉积。岩浆喷涌时带出的热量和气体对周围的环境产生了影响,炙热的液体对岩石产生蚀变作用,使岩石成分发生变化,形成矿产。正是在贯穿东南沿海各省的各条断裂带上,如今分布着我国沿海矿业的众多明星地区。
在浙江乐清雁荡山的岩石上,古大陆岩浆流动的纹路,记录了当时岩层断裂、地层频繁活动的历史镜头,它是浙江省地质构造运动的一个典型标志。
浙江省的丽水境内山峰连绵,属中亚热带季风气候区,气候温和,四季分明,在其境内蕴藏着丰富的非金属矿产——叶蜡石矿和萤石矿。叶蜡石由于在一定的温度范围内会产生膨胀,所以经常用于陶瓷和冶金工业,起到材料烧结时的抗收缩作用(图5);而萤石具有降低材料的熔点、促进杂质与金属更好的分离的特点,因此作为助熔剂广泛应用于钢铁冶炼和合金的生产。丽水地区的非金属矿藏,与浙江省北起余姚南至丽水的断裂带有关,和雁荡山均属于地壳运动的同期产物。
在离雁荡山不远的温州,有世界上最大的矾矿,它的储量占世界的60%,占全国矾储量的70%,素有“祖国矾都”之称,它与遍布浙江沿海的断裂带也有着密不可分的关系。
在福建省明溪的山村,当地的村民有计划地筛选着每一块土地,可就是这种简单原始的方法,每天可以给他们带来的收获是各种各样的宝石。
金属矿产与非金属矿产在产出形式通常有原生矿和砂矿。原生矿往往存在于各类岩石中,而砂矿则是存在于松散的砂砾中的矿产。滨海矿砂种类繁多,分布广泛,储量丰富,大多是陆地上的岩石或矿体,经过上千万年的风化剥蚀、碎裂分解,在风和流水等自然力的搬迁下,堆积在入海河口、海湾和浅海地带而逐渐形成的。
在我们居住的地球上,每分钟大约有3万立方米的泥沙被河流携带到海洋。海浪、潮汐和海流不断地淘洗着泥沙,进行着自然的分选。比重和大小比较接近的有用矿物,便会聚集在一起,地质学上叫“富集”(图6)。
滨海砂矿的成分比较复杂,有些成分在自然界中虽然有原生矿,但比较分散。在这种情况下,它们的砂矿就成为首选的开采对象。在潮水漫过的沙滩上,经常会有一些红色或者黑色的纹路,又硬又脆的红褐色四方型小沙粒是金红石,黑色的小沙子是钛铁矿,它们虽然“相貌”不同,却都是提取金属钛的重要原料。钢在冶炼时加上钛,就可以耐受500℃以上的高温(图7)。因此,它成为制造超音速飞机、火箭、导弹、人造卫星不可缺少的材料。
现代高科技工业的许多重要原料都隐藏在海岸的沙子里,在人类还不知道什么叫化学元素的年代,这些海沙的生命就在人们盖房和游戏的时候消磨了。据统计,目前世界上有30多个国家在近岸和浅海开采砂矿。我国已发现了20多种滨海矿砂,其中形成可开采矿床的就有锆石、钛铁矿、金红石、金刚石、石英砂等13种,主要分布在广东、广西、福建、台湾、海南和山东沿海,其中广东省砂矿类型最多,储量也最大。广东新会的砂矿生产已经广泛地应用于高级玻璃制造和建筑标准砂等方面。
海岸地区矿产资源除了滨海砂矿以外,还有埋在大陆架的矿产。其实从陆地伸到海底的矿床是非常多的。地球表层的岩石圈是由陆壳和洋壳构成的,两者在物质构成和演化历史方面都有差别。海岸线是陆地和海洋的界线,但它并不是陆壳和洋壳的界线。实际上,大陆向海洋延伸出相当大一部分,这部分就是大陆架和大陆坡,两者合称“大陆边缘”。大陆边缘在地质性质上是大陆的一部分,所以大陆有什么类型的矿产,在大陆边缘上也就应该有什么矿产。如果我们在陆地上找到某个矿床或成矿带向海岸延伸,那么顺着它的走向,在海岸地区完全可能发现同一类型的矿产。
近几年在山东省龙口煤田的西部莱州湾海底,发现了一个大型煤田。仅在20平方千米的范围内进行钻探,就发现了4个煤层,储量达1.4亿吨。通过物探资料分析,估计这个煤田分布面积可达100多平方千米,其蕴藏量相当可观。
海岸地区的流体矿产,主要是石油和天然气。我国的第二大油田胜利油田和第三大油田辽河油田,都是沿海河口三角洲上的大型油田,仅这两个油田的石油地质储量就达50多亿吨。在渤海、黄海、东海和南海陆续发现了30多个大型沉积盆地,其中已证实含油气的盆地总面积达127万平方千米。尤其是南海上的油田(图8),有人预言南海将成为世界上第二个波斯湾。
我国海岸地区的矿产多达几十种,它们是国家建设发展不可缺少的资源。陆地资源正在急剧地减少甚至消耗殆尽,海岸正由于特殊的成矿条件和优越的地理位置,在我国的矿业开发中发挥不可估量的作用。