地概 18第十二章1 地球的资源学习资料

#第一节矿产资源#第二节能源第三节土地资源第四节水资源第五节生物资源第六节海洋资源第七节资源的未来第十章1地球的资源自然资源

人类从自然界直接获得的各种用于生活和生产的物质。除太阳能外，我们所依赖的全部自然资源取自于地球。

地球资源的总量是有限的，绝大多数资源不可再生。地球资源的种类最主要的有：矿产资源、能源、土地资源、水资源、生物资源和海洋资源。一、矿床的基本概念二、矿产资源的种类、分布与前景第一节矿产资源

矿产：

泛指自然界里一切埋藏于地下(或分布于地表)的可供人类利用的矿物或岩石资源。矿产的丰富程度及开发利用程度是一个国家物质财富、经济发展和科学技术水平的重要标志。矿产在地壳中的集中产地就是矿床。一、矿床的基本概念矿床

指地壳中由地质作用形成的、其中所含某些物质成分的质和量符合一定的经济技术条件的要求、能为国民经济所利用的综合地质体。矿床的概念包括地质和经济技术条件两方面的涵义。“经济地质”矿体是矿床的主要组成部分，指占有一定的空间位置并具有一定形状、产状和大小的矿石堆积体，是开采的对象。一个矿床由一个或多个矿体组成，矿体内部不符合工业要求的岩石称为夹石。矿石：是矿体的主要组成部分，是从中可提取有用组分(元素、化合物或矿物)的矿物集合体。一般由矿石矿物和脉石矿物两部分组成。矿石矿物是指可被利用的金属或非金属矿物，如铜矿石中的黄铜矿、斑铜矿和孔雀石；脉石矿物是指现阶段不能利用的矿物，如铜矿石中的石英、绢云母、绿泥石等。内生矿床理想综合示意图1－岩浆矿床；2－伟晶岩矿床；3－矽卡岩矿床；4－热液矿床；5－次火山岩矿床品位矿石中有用组分的含量，是衡量矿石质量的主要指标。以质量百分数表示，而贵金属以“g／t”表示，砂矿以“g／m3”表示。母岩指提供主要成矿物质的岩石。如形成纯橄榄岩和辉长岩过程中可分别结晶分异出铬铁矿和钒钛磁铁矿，这样形成的纯橄榄岩和辉长岩就分别是该铬铁矿和钒钛磁铁矿矿体的母岩。围岩指矿体周围的岩石。矿体与围岩的界线通常是清楚的，但有时逐渐过渡，这时只能依靠取样和化学分析数据，按工业指标的要求来圈定矿体边界。成矿作用在地球演化过程中使分散在地壳和上地幔中的元素相对富集而形成矿床的作用。是地质作用的一部分，按作用性质和能量来源不同，可分为：内生成矿作用、外生成矿作用和变质成矿作用三大类，相应形成的矿床分别称为内生矿床、外生矿床和变质矿床。内生成矿作用

主要由地球内部能源的影响而产生的各种形成矿床的作用。由于地球内部热能形成的高温高压环境而引起岩浆活动，由岩浆分异作用产生的或由岩浆分泌出来的气液物质逐渐冷凝沉淀，使有用元素富集而形成内生的各类矿床，包括：

岩浆矿床、伟晶岩矿床、矽卡岩矿床、热液矿床和火山矿床等。外生成矿作用

主要在地壳表层由表层地质作用形成矿床的过程。外生矿床的成矿物质主要来源于地表的矿物、岩石和矿床，其次是生物有机体和火山喷出物。结果有用物质或在原地聚集成矿或被介质搬运至适当环境富集成矿。外生矿床：风化矿床和沉积矿床。变质成矿作用

在变质作用条件下形成矿床的作用。由于地质环境的改变，温度和压力的增高，最后使有用物质富集或进一步富集而形成各种矿床，即变质矿床。变质矿床包括接触变质矿床、区域变质矿床和混合岩化矿床。(一)矿产资源的种类及分布目前，世界上已知矿产1150多种。按矿产性质和工业用途可分为金属矿产、非金属矿产和可燃有机矿产（划归能源类型）。1.金属矿产从中可提取某种金属元素的矿产资源。按工业用途分:二、矿产资源的种类、分布与前景(1)黑色金属矿产：铁、锰、铬、钒、钛等；(2)有色金属矿产：铜、铅、锌、铝、镁、镍、钴、钨、锡、钼、铋、锑、汞等；(3)贵金属矿产：金、银、铂、钯、锇、铱、钌、铑等；(4)放射性金属矿产：铀、钍、镭等；(5)稀有、稀土和分散金属矿产：钽、铌、锂、铍、锆、铯、铷、锶、镧、钕、钐、钇、锗、镓、镉、硒、等。

目前世界上已探明的金属矿产59种，工业上应用最广泛的有铁、铜、铅、锌、金、钨等。金属矿产资源在地理上的分布是不均衡的。我国已探明的金属矿产50多种，其中钨、锡矿储量分列世界第一、二位。我国金属矿产分布也不均衡。

2、非金属矿产可提取非金属元素及其化合物或可直接利用的非金属矿物及其集合体的矿产资源。工业上除少数非金属矿产是用来提取某种非金属元素(如硫和磷等)之外，大多数非金属矿产是直接利用矿物或矿物集合体的某些物理、化学性质和工艺特性。如云母利用其透明度和绝缘性，水晶利用其光学和压电性能等。非金属矿产按工业用途分(1)冶金辅助原料：萤石、菱镁矿、耐火粘土、白云岩和石灰岩等；(2)化学工业及化肥工业原料：磷灰石、磷块岩、黄铁矿、钾盐、岩盐、明矾石等；(3)工业制造业原料：石墨、金刚石、云母、石棉、重晶石、刚玉等；(4)压电及光学原料：压电和光学石英、冰洲石和萤石等；(5)陶瓷及玻璃工业原料：长石、石英砂、石英岩、高岭土和粘土等；(6)建筑材料及水泥原料：砂石、浮石、石灰岩、大理岩、花岗岩等；(7)宝石及工艺美术材料：硬玉、软玉、刚玉、玛瑙、水晶、石榴子石、绿松石、琥珀、叶蜡石、蛇纹石、孔雀石、电气石、绿柱石、橄榄石等。我国是世界上非金属矿产种类比较齐全的少数国家之一。目前已探明储量的非金属矿产约80种，产地4500多处，其中硫铁矿、石墨、重晶石、高岭土、叶蜡石、石膏、硅藻土、玻璃原料、大理岩和花岗岩等20多种在国际上占优势。沸石、珍珠岩、硅灰石、粘土等几十种非金属矿产可望成为国际优势矿产。金刚石、蓝宝石、天然碱和钾盐也有较好的发展前景。(二)矿产资源前景在目前经济技术条件下可利用的矿产资源量称为储量。实际上，许多矿产都有比储量大得多的资源量。随着找矿工作的继续进行和科学技术的不断进步，一些潜力资源和未经发现资源将转化为储量，而且还会发现很多新类型矿床与矿产新来源。矿产资源与其它自然资源不同，总体上说是开采后不可再生的有限资源，特别是那些优质、易采的矿产，目前在世界上已经屈指可数；因此，自70年代以来，许多国家为确保矿产资源来源稳定而调整制定本国资源政策和采取相应措施，例如建立土地及矿产开发利用的统一法规，分析预测矿产资源形势，加强矿产资源勘查工作等等。

减少矿床开采时的损耗，降低开采利用成本，回收利用各种金属或其它材料，也是解决矿产资源不足的重要途径。总之，一方面尽可能开源节流，另一方面也不必要持矿产资源很快就要枯竭的悲观态度。实际上，随着新的科学理论和技术方法的问世并付诸应用，矿产资源还是大有潜力的。第二节能源一、煤二、石油和天然气三、其他能源

能源主要来自煤、石油、天然气和油页岩等不可再生的可燃有机矿产，也包括生物能、水能、地热能、风能、潮汐能、太阳能以及核能等。目前人类利用的能源90％以上是煤、石油和天然气，它们是在不同的地质年代里由动植物残骸等有机质转变形成的。一、煤(一)煤的概念

煤是一种固态的可燃有机岩，是由植物残骸经过复杂的生物化学、物理化学以及地球化学变化而形成的。煤不是一种矿物，而是主要由碳、氢、氧、氮等元素组成的有机成分和少量矿物杂质一起构成的复杂混合物。

煤由有机质和无机质两部分构成。有机质主要是C、H、O、N、S、P等元素，其中C和H构成可燃的有机质的主要成分，而S和P在工业利用上属于有害元素。无机质包括水分和矿物杂质，它们构成煤的不可燃部分，其中矿物杂质经燃烧残留下来，称为灰分。灰分超过45％时就不再称为煤，而称炭质页岩或油页岩。(二)煤的形成要形成具有工业价值的煤层，须具备聚煤条件和成煤作用两个基本条件。1.聚煤条件成煤的首要条件是必须有茂盛的植物，保证成煤物质的充分供给；另一个条件是已死亡的植物应与空气隔绝，以免遭受完全氧化、分解和强烈的微生物作用而被彻底破坏。一般认为沼泽地区是最适宜的环境。2.成煤作用

(1)泥炭化和腐泥化作用阶段

在还原环境。在厌氧细菌作用下氧化分解产物之间及分解产物与植物残体之间发生复杂的生物化学变化，形成多水和富含腐植酸的腐植质，即泥炭。此过程叫泥炭化作用。低等植物藻类和浮游生物死亡后沉到水底，最后转变为含水很多的絮状胶体物质－腐植胶。再经脱水压实形成富含沥青质的腐泥。形成腐泥的过程称腐泥化作用。成煤作用示意图(2)煤化作用阶段成岩作用阶段

当泥炭或腐泥被泥砂等沉积物覆盖后，在上覆沉积物的静压力作用下，泥炭、腐泥逐渐失水、压实、固结，挥发分相对减少，含炭量相对增高，泥炭和腐泥分别逐渐转变成褐煤和腐泥褐煤。这一作用过程称为煤的成岩阶段。变质作用阶段

当褐煤层沉降到更深处时，受到继续升高的温度和不断增大的压力的作用，褐煤的内部分子结构、物理性质和化学性质发生变化，如颜色加深、光泽增强、挥发分减少、含炭量增高等，结果褐煤逐渐转变为烟煤、无烟煤。这一变化过程就是煤的变质作用阶段。(三)煤炭资源的分布、开发与利用估计全世界煤炭至少还可以开采二三百年。世界煤炭资源的地理分布很广泛，遍及各大洲许多地区，但又不均衡。总的来说，北半球多于南半球，尤其集中在北半球的中温带和亚寒带地区。

原苏联、美国和中国的煤炭资源最丰富，合计约占世界资源量83％以上。

古生代的石炭纪、二叠纪，中生代的侏罗纪，以及新生代的第三纪，是地史上最主要的聚煤期。我国煤炭资源十分丰富，产、储量均居世界前列。截至1983年底，我国已探明储量为7400多亿吨，其中可采储量达1600多亿吨。

我国煤炭资源主要分布在山西、内蒙古、贵州、宁夏、安徽等省区，其中以山西和内蒙古最多，两者约占全国探明储量的60％。二、石油和天然气(一)石油和天然气的概念为成分复杂的碳氢化合物的混合物。

天然石油(又称原油)一般是黑绿色、棕色、黑色或浅黄色的油脂状液体。石油的相对密度介于0.75～0.98之间。颜色愈深相对密度愈大，相对密度大于0.9的称为重质油；反之，颜色浅、相对密度小于0.9的称为轻质油。天然气

指储集在地下岩石空隙中的以烃类为主的可燃气体。其基本组成是甲烷，其次乙烷、丙烷、丁烷等，还有少量液态烃类及微量非烃类组分如N2、CO2、H2S等。天然气无色无味，但含一定量的H2S时会有臭味，相对密度在0.6～1.5之间。天然气易溶于石油中(高温高压下一吨石油可溶解数十至数百立方米天然气)。(二)石油及天然气的成因

石油和天然气的形成有无机成因说和有机成因说。但目前有机成因说已被广泛承认，即认为石油和天然气是由大量有机质转化而来的。一切有机质包括高等植物在内均可作为石油的原始物质。有机质中蛋白质、脂肪和碳水化合物等都可转化为石油的物质成分。石油与天然气形成的地质条件：

①具有大量的有机物质来源；②有利的还原环境；③促使有机质向油气转化的因素主要有温度、压力的影响及细菌作用等。

油气的形成实际上是去氧、加氢、富碳的一种化学过程，因此温度和压力是重要因素。，当温度、压力升高到一定程度(50～150℃，30～70MPa或深度1.5km以上)时，就有大量烃类物质产生。(三)油气藏的形成

油气藏是油气聚集的最基本单位，是油气勘探的对象。油气藏的形成需要一定的地质条件，这些条件可概括为“生、储、盖、圈、运、保”6个字。(1)生油气层

富含有机质、在还原环境下沉积的岩层，主要有泥质岩类和碳酸盐岩类两种。生油气层可为海相，也可为陆相。(2)储油气层既能储存油气、又能输出油气的岩石。具有良好空隙度和渗透率，通常由砂岩、石灰岩和白云岩及裂隙发育的页岩、火山岩及变质岩构成储油气层。(3)盖层指覆盖于储油气层之上、渗透性差、油气不易穿过的岩层。它起着遮挡作用，以防止油气外逸。页岩、泥岩和蒸发岩等是常见的盖层。(4)圈闭

聚集油气的场所称为圈闭。如背斜、穹窿和断层与单斜岩层构成的圈闭等。(5)运移

指油气在生油气层中形成由于压力作用、毛细管作用、扩散作用等进入到有孔隙的储油气层中。(6)保存

已形成的油气藏在适宜条件下才能保存至今。(四)油气资源的分布、和前景世界油气资源分布具一定规律性。从地形上看，油气田大都分布在较低洼的地区，如山脉两侧的山前盆地、滨海和近海大陆架以及大陆内盆地等。世界油气资源分布的一个明显特点是地区上的极不均匀。石油最丰富的是沙特阿拉伯、科威特、伊朗、伊拉克等海湾国家。天然气最丰富的是原苏联、伊朗和美国。目前世界上已有70多个国家产油气。

油气储量：

一般指探明的剩余可采储量，即探明可采储量减去采出量。因此，研究油气储、产形势和资源前景对制定能源政策有重要意义。。1950-1990年石油储、产形势简表产量据“Oil&GasJournal”，储量据“WorldOil”，引自陈荣书，石油及天然气地质学，1994。1950～1970年石油产量每10年倍增有余，而储量的增加略低于产量增长速度，储/产比值由35.8降到30.8；1970～1979年探明储量增加甚少，而产量仍以较快速度增长；80年代以来供大于求，产量有所下降，而探明储量增长较快，储/产比值达到前所未有的高值，一扫80年代初期对石油生产前景的悲观气氛。因此，按目前开