探索神秘的金属矿物世界

1.什么是金属矿物？

地球上有很多矿产资源，也被称为地下宝藏。这些矿产资源是指由地质作用形成的具有利用价值的自然资源，呈固态、液态和气态。

人们根据矿产资源的性质和用途对其进行分类。世界各国的矿产分类不一样，中国也不一样。根据我国有关规定，矿产资源分为四类:能源矿产、金属矿产、非金属矿产、水煤气矿产。金属矿产是矿产资源的一部分。那么，什么是金属矿物呢？与能量、非金属、水蒸气有什么不同？它有什么玄机？

根据地质学的定义，金属矿物是指可用于工业提取某些金属元素的矿物原料。也就是说，凡是能从中提取金属元素供工业使用的矿物，都可以称为金属矿物。金属矿物的特性是什么？

第一，金属矿物是用来提炼金属的，地球上已经发现了50多种金属元素。金属具有独特的金属光泽，这是人们从外观上区分金属和非金属的重要标志。金属矿物中的矿物大多具有明亮的光泽和金属光泽，这是其特征之一。

第二，矿物有三种:固态、液态和气态。除少数矿物外，大部分金属矿物都是固体，与气体或液体油气矿物、水和气矿物完全不同。

第三，虽然绝大多数金属矿物和非金属矿物都是固体，但它们有很大的不同。金属矿物是提取金属元素，主要利用矿石中的化学性质；但除少数非金属矿物用于提取某些非金属元素(如磷、硫)外，大部分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，如云母的绝缘、耐火、耐酸、绝缘、隔热和石棉的纤维特性。

2.金属家族

金属是一种具有独特光泽和不透明性(对可见光强烈反射的结果)，富有延展性、导热性和导电性的物质。金属是一个大家族，人们通常把金属分为黑色金属和有色金属两大类。

黑色金属这个名字经常会让人们误以为黑色金属一定是黑色的，其实不是。黑色金属只有铁、锰、铬、钒、钛，不算黑。纯铁是银白色，锰是银白色，铬是灰白色。因为铁的表面经常生锈，所以上面覆盖着黑色四氧化三铁和棕色四氧化三铁的混合物，看起来是黑色的。所以人们称之为“黑色金属”。通常被称为“黑色冶金工业”，主要指钢铁工业。因为最常见的合金钢是锰钢和铬钢。不锈钢是指在普通钢的基础上添加铬、镍等元素制成的钢，种类很多。

黑色金属以外的金属分为有色金属、贵金属和稀有金属。有色金属的颜色多种多样，一般为银白色或灰白色，但也有特殊的，如金为橙黄色，铜为紫红色，铯为黄色。在有色金属家族中，分类方法多种多样，通常可分为轻金属和重金属:轻金属:按比重分类，比重小于5的金属一般称为轻金属。如钠、钾、镁、钙、铝等。周期表中的ia族和IIA族都是轻金属。重金属:一般来说，比重大于5的金属称为重金属。例如铜、锌、钴、镍、钨、钼、锑、铋、铅、锡、镉、汞等。，而大部分过渡元素属于重金属。

金、银和铂族元素通常被称为贵金属。这些金属在地壳中含量低，开采难度大，价格高，被称为贵金属。这些金属对氧和其他试剂是稳定的，金和银经常被用来制作装饰品和硬币。

稀有金属:通常指自然界中含量较少或分布稀疏的金属。例如铍、锂、铌、钽、铯等。它们难以从原料中提取，并且它们的工业制备和应用较晚。稀有金属和普通金属没有严格的界限。例如，一些稀有金属在地壳中的含量高于铜、汞、镉和其他金属。稀有金属在现代工业中意义重大，所以单独列出。

金属材料按成分可分为纯金属(又称简单金属)和合金(又称复杂金属)。纯金属是指由金属元素组成的物质。目前已知的纯金属种类很多，但用于工业生产的很少。合金是指主要由一种金属元素和另一种(或几种)金属元素(或非金属元素)组成的物质。它的种类很多，比如生铁和钢，都是铁碳合金；黄铜是铜和锌合金；青铜是铜和锡的合金。由于合金的性能普遍优于纯金属，所以在工业生产中被广泛使用。

根据实用分类，金属材料可分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料，通常称为钢铁材料，指铁和铁合金，如生铁、铁合金、铸铁和钢。此外，通过添加镍、钼、钴、钒、钨、钛和稀有稀土元素制成具有特殊性能的合金钢，广泛应用于各种工业部门。有色金属又称有色金属，是指除黑色金属以外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝、黄铜、青铜、铝合金、轴承合金等。

3.金属和矿物世界

进入金属矿物的世界，真是五彩缤纷，令人目不暇接。为了便于研究，人们根据金属矿物的性质和用途对其进行了分类。分类与金属的分类基本一致，但由于种类繁多，分类更为详细。根据我国储量的统计分类，金属矿产分为以下六大类:

黑色金属矿产:包括铁矿石、锰矿、铬矿、钒矿、钛矿等。

有色金属矿产:包括铜、铅、锌、铝矾土、镍、钨、镁、钴、锡、铋、钼、汞、锑；

贵金属矿产:包括金矿石、银矿石和铂族金属(铂、钯、铱、铑、钌、锇)；

稀有金属矿产:包括铌、钽、铍、锂、锆、锶、铷、铪、铯；

稀土矿物:包括钪矿物、轻稀土矿物(镧、铈、镨、钕、巨、钐、铕)和重稀土矿物(钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、铥)。

分散元素矿产资源:包括锗、镓、铟、铊、铼、镉、硒、碲。

此外，还有放射性金属铀矿和钍矿，目前我国已将其列为能源矿产，此处不讨论。

(2)金属矿物与人类文明

1.人类文明的象征

人类社会的发展与矿产资源的利用密切相关。1849年，丹麦考古学家汤姆逊根据人类使用的工具类型将人类社会分为石器时代、青铜时代和铁器时代，这已成为世界上相同的发展模式。以使用的工具类型来划分人类文明的时代，说明了矿物的利用对社会进步和文明发展的巨大作用。

石器在人类进化中使用了很长时间。大约654.38+0万年前，人类开始使用天然铜制作各种工具，从而导致了人类青铜时代的出现。后来冶炼铜时，加入锡制成“青铜”，这是一种较硬的合金，广泛用于人类的生产和生活。青铜的出现极大地改善了人类的生产工具和作战武器，提高了人类的文化和技能水平，将人类文明推向了一个全新的阶段。

大约在公元前4000年，古埃及人和苏美尔人用天然陨铁制造长矛和装饰品。大约3400年前，小亚细亚的赫梯人首先用铁矿石炼铁，生产铁器。铁器的出现，广泛应用于人类的生产和生活中，在人类历史上起到了重要的革命性作用，不仅促进了生产的发展，也将人类带入了一个新的文明时代。

从青铜到铁器的时代是金属矿物利用的开始。金属已经成为人类文明的象征，被载入世界历史。

中国是世界文明古国之一。在青铜时代和铁器时代，它创造了辉煌的人类文明。中国的青铜时代大约从公元前265，438+0世纪开始到公元前500年，历史大约65，438+0，500年，相当于夏、商、西周、春秋。中国的铁器时代始于约2800年前的西周末年，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大的变化，社会由奴隶制向封建制转变。吞并战争后，建立了中国历史上空前统一的秦帝国。秦汉时期铁器进一步普及，最终在东汉取代青铜器。

新疆的青铜时代和铁器时代都闪耀着文明的光辉。考古资料显示，新疆的青铜时代大约始于公元前2000年至公元前700年，处于以畜牧业经济为主的原始氏族公社时期。考古资料显示，新疆铁器时代的年代大约在距今2700年至2200年，相当于东周。

2.国力的体现

随着社会的发展和科技的进步，人们使用金属矿物的范围和数量急剧增加。自19世纪工业革命以来，铁的消耗量增加了100倍，铜的消耗量增加了80倍。进入20世纪以来，增长速度更快，许多金属矿产的消费量增长了几十倍到几千倍。金属矿产是国民经济、人民日常生活、国防工业、尖端产业和高技术产业必不可少的基础材料和重要战略物资。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分布的不均衡，必然导致各国矿产资源分布的不均衡，进而导致不同国家所拥有的全球资源存在巨大差异。世界主要战略金属矿产资源丰富，分布非常集中。近期数据显示，世界铁矿石储量为654.38+060亿吨(矿石)，储量基数为3700亿吨，主要分布在巴西、俄罗斯、澳大利亚等654.38+00国家，占全球89%以上。世界铜储量基数(金属)9.4亿吨，主要分布在智利、美国、中国、秘鲁等10个国家，占世界的84%。世界铝土矿储量基数(金属)为330亿吨，主要分布在澳大利亚、几内亚、巴西等10个国家，占世界的84%以上。

进入21世纪以来，全球经济持续高速增长，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。钢材市场需求旺盛，产量和消费量均创新高。2004年，全球粗钢产量达到6543.8+0.35亿吨，比上年增长6.9%。全球铁矿石总产量的49%用于出口。2004年，海运铁矿石的国际贸易量增长了8.9%，达到创纪录的6.38亿吨。有色金属市场开始供不应求，价格普遍大幅上涨。2004年全球六大有色金属总产量为6451640吨，比上年增长4.93%，铜、锌、锡、镍供不应求。由于供不应求，2004年物价全面上涨。铝、铜、锌、镍、锡价格分别上涨19.7%、62.3%、72.8%、23.8%、40.4%、81.8%。受金价飙升影响，多数贵金属价格普遍上涨。但2008年国际金融危机以来，钢材、有色金属价格下跌，行业受到影响。

3.中国社会主义现代化与金属矿产

经过新中国成立50多年的努力，中国已成为世界矿产资源和矿业生产大国。

我国已成为金属矿产资源大国，已探明储量的矿产有54种，资源丰富，分布广泛。在已查明的资源储量中，稀土金属矿、钨矿、锑矿、钛矿居首位，锡矿、钼矿、铅矿、锌矿居世界首位。

目前，中国是金属矿业大国。2007年，中国铁矿石产量7.07亿吨(精矿)，粗钢产量4.9亿吨，均居世界第一。十种有色金属产量2351万吨，居世界第一。

中国大宗矿产品进口持续增长，成为世界主要进口国。铁矿石(砂)、锰矿(砂)、铬铁矿、铜精矿等金属矿产大量进口。2007年，中国的矿产品进口量为:铁矿石3.84亿吨，铜矿石453万吨，铬铁矿609万吨，锰矿664万吨。矿产品消费的对外依存度仍然很高。根据2009年公布的新一轮矿产资源规划，预计到2020年，我国铁矿石对外依存度约为40%，铜对外依存度将达到70%。

中国正处于工业化加速发展时期。未来20年，我国对矿产资源的需求将继续高速增长，未来资源供需形势将继续严峻。据有关部门预测，金属矿产可供储量严重短缺的矿种有铬、铜、锌、钴、铂族金属和镍，可供储量短缺的矿种有铁、锰、铝矾土、锡、铅、镍、锑和金。矿产资源不仅关系到我国的社会主义现代化建设，而且与国家安全和人民生活密切相关。因此，寻找更多更好的金属矿产成为一项重要的历史任务。

(3)新疆是中国金属矿产资源的宝库。

1.打开金属矿物宝库的战斗

新疆这片宝地吸引了海内外的目光，正如《我们新疆的好地方》这首歌所唱:“我们新疆的好地方...煤、铁、金和银到处都藏着。”新中国成立后，在新疆的土地上发生了一场寻找金属矿产宝藏的战斗，尤其是五个资源基地的寻宝。

稀有金属资源基础:可可托海稀有金属矿床是在20世纪30年代发现和开采的。自20世纪50年代以来，新疆特别是阿尔泰山地区的综合找矿工作得到加强，发现了大量稀有金属矿，建起了矿山，成为中国最早的稀有金属资源基地。

铁矿资源基础:近50年来，新疆出现了三次铁矿找矿高潮。第一次是上世纪五六十年代的新疆铁矿石大战，为新疆钢铁工业的发展找到了铁矿石资源。第二次是70年代的全国富铁战役，新疆作为重点地区做了大量工作。第三次是265438+20世纪初的大规模铁矿勘探，发现了重要铁矿，扩大了资源储量，为新疆铁矿基地建设做出了贡献。

铬矿资源基础:铬矿是我国急需的战略资源。20世纪60年代，全国在新疆开展铬矿会议，通过后期工作，发现了全国资源储量第二的萨尔托海铬矿床，建成了全国第二个铬矿资源基地。

有色金属资源基础:根据我国对铜、镍、铅锌等有色金属矿山的迫切需求，近50年来不断加强地质工作，发现了许多矿床，包括我国著名的大型矿床，如阿尔泰山阿舍勒铜矿、可可塔勒铅锌矿、东天山土屋铜矿、黄山铜镍矿、西天山彩霞山铅锌矿、昆仑山黄羊岭锑汞矿、白干湖锡钨矿等。同时，自1986以来，国家以有色金属矿、金矿为重点，开展了“加快新疆矿产资源地质、地球物理、地球化学综合研究”(简称国家“305”项目)，取得了丰硕成果，为我国有色金属资源基地建设提供了资源。

黄金基地:新疆自古以金矿闻名。在过去的50年里，对金矿进行了普查，发现了许多矿藏。已探明的资源储量迅速增加，使新疆成为中国重要的黄金产区。

2.金属矿物的五大特征

新疆的金属矿产有什么秘密和特点？主要有以下五个方面:

一是矿产种类多，配套资源好。在新疆发现的138种矿物中，有43种是金属矿物，占全国54种金属矿物的82%。金属矿产中，黑色金属矿产5种，有色金属13种，贵金属7种，稀有金属、稀土金属、稀有元素18种。这些矿产具有高度的匹配性，为钢铁工业、有色金属工业和黄金工业的建设奠定了坚实的基础。同时，根据成矿地质条件，未来金属矿产种类可能增加，有望在全国找到绝大多数金属矿产。

二是矿产资源丰富。截至2007年底，已探明矿产资源储量的有30种，其中黑色金属5种，有色金属11种，贵金属4种，稀有金属12种。新疆金属矿产资源储量在全国占有重要地位。铍矿排名第一，镍矿和铯矿排名第二，铂矿和钯矿排名第三，铬矿和锂矿排名第四，钛矿排名第七，铜矿、钴矿和铋矿排名第八，锰矿和钽矿排名第九，铌矿排名第十。新疆优势矿种28种，其中金属矿种9种，包括黑色金属矿种的铁矿、铬矿，有色金属矿种的铜矿、镍矿、铅锌矿，贵金属矿种的金矿，稀有金属矿种的铍矿、锂矿。特别是近年来，发现和评价了一些大型金属矿床，资源储量大幅度增加。

第三，资源潜力大。新疆地处欧亚大陆腹地，地层发育，构造岩浆活动频繁，地质演化历史复杂，成矿地质条件良好，矿产资源潜力巨大。世界三大巨型成矿域中有两个横穿新疆，周边国家32个重要成矿带以16延伸至新疆。中亚成矿域是超大型金属矿床的集中区，其中有58处世界著名的超大型金属矿床。通过对比研究，新疆可以与周边国家的地质成矿条件进行对比，有寻找大型到超大型矿床的成矿条件。

第四，矿石质量好，伴生和* * *多。新疆有中国急需的丰富矿产，如丰富的铁矿石、丰富的铜矿和丰富的镍矿。同时还有优质耐火铬铁矿。金属矿物很多，稀有金属矿物有铍、锂、铌、钽、铯，有色金属矿物有铜、铅、锌、铂、金、银，黑色金属矿物有铁、钒、钛。

第五，分布广泛，有一定的特点。新疆金属矿床众多，覆盖三山两盆，近2000处，已开发利用的矿床和矿点1000多处。新疆金属矿产的地理分布独特而集中。例如，铁矿主要集中在阿尔泰山东部的麻子盆地、天山东部的觉罗塔格南区以及中天山和西昆仑山的山西段。这种区域分布特征明显受其地质历史发展、地质背景及成矿条件的独特性和个性制约。锰矿床集中分布在天山西部与甘新交界的红柳河至肇东一带，不仅受生成时代的限制，还受古盆地沉积位置的影响。铬矿、铜镍矿和钒钛矿受区域性深大断裂控制，赋存于基性-超基性岩带中。斑岩铜矿、铜钼矿床与酸性岩浆岩(花岗岩类)的成因密切相关。稀有稀土金属矿产的成矿空间与古老的变质岩带和年轻的酸性花岗岩密不可分。具有一定规模的铅锌矿床大多与古盆地中的火山岩和碳酸盐岩有关。这些表明，在变化多端的金属矿物世界里，每一种元素都有它自己的条件，它自己的习惯、爱好和与之相结合的元素群体；同时也要找到自己最好的生活环境。地质矿产工作者的使命就是不断总结、研究、推断、预测这些现象，最终达到发现矿产的目的。

3.建设中国金属矿产资源基地。

占国土面积六分之一的新疆是中国的资源型省份、多民族边疆地区、中国重要的能源资源战略基地、西部地区经济增长的重要支点、对外开放的重要门户和西北边疆的战略屏障。新疆是中国西部大开发的重点，在中国发展稳定大局中具有特别重要的战略地位。党中央、国务院高度重视和关心新疆，为新疆的稳定和发展作出了重大战略决策和部署，明确指出新疆要加快实施优势资源转化市场化战略，着力培育和发展特色产业，重点建设石油天然气开采加工供应基地、煤炭开发储备基地和煤层气开发利用基地等国家急需的矿产资源开采加工基地。

根据新疆的资源特点，金属矿产在建设国家急需的矿产资源开采加工基地中发挥着重要作用。今后将进一步加大铜、镍、铅、锌等有色金属，铍、锂等稀有金属，铁等黑色金属和金银等贵金属的勘查力度，实现找矿重大突破。发现和评价了一批在全国有影响的大型、超大型矿床，探明了大量资源储量，为全国铁矿资源基地、有色金属资源基地(含稀有金属)、黄金资源基地建设做出了贡献。