① 矿物学发展简史及其现状
我国春秋战国时代创作的《山海经》,是世界上最早对矿物原料作系统描述的著作,迄今该学科已经历了近2500年的发展。根据研究技术方法的不同,可将矿物学发展史划分为19世纪中叶前的肉眼描述阶段,19世纪中叶后的偏、反光显微镜研究阶段,20世纪初开始的X射线结构分析和矿物成因研究阶段,20世纪30年代兴起的高温高压实验研究阶段,60年代形成的矿物物理学综合研究阶段五个阶段。根据研究的深度和广度,可将矿物学的发展史划分为20世纪前的描述矿物学阶段和20世纪以来深入矿物本质和矿物成因的研究阶段。
矿物学发展到今天,已成为现今岩石学、矿床学、地球化学、地球物理学、矿物材料学、环境地质学最重要的基础学科,甚至也是地层学、构造地质学及采矿、选矿、冶金学和其他有关学科的基础。
1.现代化分析测试技术与多学科新理论已被引入矿物学研究
从2500年前到20世纪初,矿物学研究一直限于简易鉴定、普通光学显微镜下的描述和湿法普通化学分析,只涉及矿物外部形态、宏观物性、主要化学组成、产状、产地、用途和定性分类等基本方面,在整个国际矿物学界,也还处于描述矿物学阶段,或处于19世纪中叶前的肉眼描述阶段和19世纪中叶至20世纪初期的偏、反光显微镜研究阶段。20世纪初,发达国家已开始将X射线分析手段引入矿物研究,进入了矿物X射线结构分析和矿物成因研究的崭新阶段。20世纪30年代,国际矿物学界引进高温高压实验技术和热力学理论,开始了矿物学的高温高压实验研究阶段。此后,在较短时期内又陆续引入了气液包裹体实验技术和温压地球化学理论、微束探测技术(电子探针、离子探针、激光探针、扫描电镜、透射电镜、同步辐射X荧光等)和晶体化学理论、其他高新技术(激光光谱、拉曼光谱、红外光谱、质谱、穆斯堡尔谱、顺磁共振谱、核磁共振谱等)和谱学理论,以及同位素研究方法和同位素地球化学理论,形成矿物学与多学科交叉融合的综合研究阶段。通过多学科交叉,加以电子计算机技术的配合,矿物学研究已实现了从微粒到微区,从宏观到微观,从现象到本质,从静态到动态,从部分到整体,从零星分散孤立到全面系统互相联系的飞跃。现今对矿物的认识,不仅限于宏观形态性质等外部特征,而且扩展到矿物内部主元素原子或离子的排列,杂质元素的赋存状态,元素不同价态和键性,元素同位素及其比值,矿物色心,矿物中电荷密度的分布,矿物表面性质,矿物的流体包裹体中游离的H和O,矿物的晶格缺陷,矿物的流变特性,矿物对声、光、电、磁、热的相互转换以及矿物与元素之间在吸附、催化、扩散之间的相互作用。此外,矿物形成演化的内外条件的实验、模拟、计算、分析及有关成果在地质理论探讨、矿产资源寻找、宝玉石加工、矿物材料研制、环境监控等多方面的应用研究也逐步得到加强。应当承认,在20世纪早期,半封建半殖民地的社会政治形态严重妨碍了我国矿物学的发展,新中国的诞生和生产力的大发展才使得我国矿物学有可能引入现代化的分析测试技术并与多学科新理论相融合,从而使我国矿物学在20世纪末期进入与国际矿物学基本同步发展的阶段。
2.多学科融合与人类生产生活实践推动矿物学分支学科蓬勃发展
唯物主义最核心的观点是存在决定意识。任何科学门类的发生发展都是与人类社会的生产生活相适应的。20世纪中叶以前,国际社会所面临的一个重要问题是矿产资源匮乏,因此为找矿服务就成为矿物学研究的首要任务。20世纪后半叶,矿物分析测试技术日渐多样化和现代化,矿物学包容了大量其他学科的新思想和新理论,人们对自身生活质量和生活环境的关注日益加强,矿物学的资源属性发生了明显的分化,最引人注目的是派生了或突出了矿物的环境属性和美学属性。在与多学科融合及人类生产生活实践的推动下,矿物学发展到今天,已形成众多学科分支,其中有些分支是20世纪的产物,如成因矿物学、矿物晶体化学、矿物物理学、包裹体矿物学和实验矿物学,而有些则是19世纪的继续与发展;有些已形成系统的、理论和研究技术方法比较完备的学科体系,如矿物形态学、系统矿物学、矿物晶体化学、成因矿物学、矿物物理学、矿床矿物学、包裹体矿物学、找矿矿物学和宝玉石矿物学,而有些则尚无系统的、完备的理论和研究技术方法,但在未来社会发展中将起重大作用,因而具有强劲的生命力,如环境矿物学、表面矿物学、纳米矿物学、矿物材料学、实验矿物学等。因此,当代中国的矿物学是包容众多分支的学科大系,各分支可分属矿物史学、描述矿物学、理论矿物学和应用矿物学四大板块,其中矿物晶体化学、矿物物理学和成因矿物学是现代矿物学的主要理论支柱。
1998年,陈光远先生将俄罗斯学者对矿物与生命起源关系的研究称为生命矿物学。笔者建议将生命物质(包括微生物、宏观动植物、人体)与矿物质相互作用统一纳入生命矿物学的范畴加以研究,因此生命矿物学部分地包括医药矿物学、生物矿物学、农(林)业矿物学和环境矿物学的内容,是国内外很有发展前景的学科。
② 矿产资源网的发展历程
2007年5月18日 “山西矿产资源网”正式运行!
2008年1月 与众多机构联合发表新闻,展会等!
2009年5月 公司入住太原王府大厦,与山西煤炭贸易公司联手,打造山西矿产交易中心!
③ 矿产形成需要多少年
成矿条件及过程矿产资源是地壳在其长期形成、发展与演变过程中的产物,是自然界矿物质在一定的地质条件下,经一定地质作用而聚集形成的。不同的地质作用可以形成不同类型的矿产。依据形成矿产资源的地质作用和能量、物质来源的不同,一般将形成矿产资源的地质作用,即成矿作用分为内生成矿作用、外生成矿作用、变质成矿作用与叠生成矿作用。内生成矿作用是指由地球内部热能的影响导致矿床形成的各种地质作用。外生成矿作用是指在太阳能的直接作用下,在地球外应力导致的岩石圈上部、水圈、生物圈和气圈的相互作用过程中,在地壳表层形成矿床的各种地质作用。变质成矿作用是指由于地质环境的改变,特别是经过深埋或其他热动力事件,使已由内生成矿作用和外生成矿作用形成的矿床或含矿岩石的矿物组合、化学成分、物理性质以及结构构造发生改变而形成另一类性质不同、质量不同矿床的地质作用。叠生成矿作用是一种复合成矿作用,是指因多种成矿作用复合叠加而形成矿床的一种地质作用。这四种不同的成矿作用形成四类不同的矿床,即内生矿床、外生矿床和叠生矿床。一个地区范围内矿产能否形成、形成多少与优劣均与该地区的成矿地质条件的好坏直接相关。【天然气、石油、煤矿、铁矿等矿产资源都是不可再生资源,它们用一些就少一些,不可能再重新产生。以铁矿为例,铁元素聚集成具有工业利用价值的矿床是一个漫长的地质历史过程,它们多形成于距今26~30亿年的太古时代。远古时代时期,成矿期均以亿年计算。与此相反,人类开采、消耗矿物却十分快速,一个矿区开采期仅为百年、数十年,以至几年,因此,从人类历史的角度看,矿产资源是不可再生的。】
④ 采矿的简史
原始人类已能采集石料,打磨成生产工具,采集陶土供制陶,就是最早采矿的萌芽。中国古代的采矿历史悠久,从湖北大冶铜绿山古铜矿遗址出土有用于采掘、装载、提升、排水、照明等的铜、铁、木、竹、石制的多种生产工具及陶器、铜锭、铜兵器等物,证实春秋时期已经使用了立井、斜井、平巷联合开拓,初步形成了地下开采系统。至西汉时期,开采系统已相当完善。此时在河北、山东、湖北等地的铁、铜、煤、砂金等矿都已开始开采。战国末期秦国蜀太守李冰在今四川省双流县境内开凿盐井,汲卤煮盐。明代以前主要有铁、铜、锡、铅、银、金、汞、锌的生产。17世纪初,欧洲人将中国传入的黑火药用于采矿,用凿岩爆破落矿代替人工挖掘,这是采矿技术发展的一个里程碑。19世纪末20世纪初,相继发明了矿用炸药、雷管、导爆索和凿岩设备,形成了近代爆破技术;电动机械铲、电机车和电力提升、通讯、排水等设备的使用,形成了近代装运技术。20世纪上半叶开始,采矿技术迅速发展,出现了硝酸铵炸药,使用了地下深孔爆破技术,各种矿山设备不断完善和大型化,逐步形成了适用于不同矿床条件的机械化采矿工艺。提出了矿山设计、矿床评价和矿山计划管理的科学方法,使采矿从技艺向工程科学发展。20世纪50年代后,由于使用了潜孔钻机、牙轮钻机、自行凿岩台车等新型设备,采掘设备实现大型化、运输提升设备自动化,出现了无人驾驶机车。电子计算机技术用于矿山生产管理、规划设计和科学计算,开始用系统科学研究采矿问题,诞生了系统采矿工程学。矿山生产开始建立自动控制系统,利用现代试验设备、测试技术和电子计算机,预测和解算某些实际问题。因此采矿工程学科被正式提出并得到了公认。
⑤ 我国矿产资源的开发历史
我国对矿产资源的开发利用具有悠久的历史。远在旧石器时期,中华民族的祖先就开始利用燧石、玉髓、石英、玉石等矿物和一些坚硬的石块。稍晚,还利用粘土矿来烧制陶器,进入新石器时代之后,不仅有一般的陶器,还烧制彩陶,利用玉石制作玉器,之后,开始由石器时代向铜器时代过渡。
公元前21世纪,即我国历史上第一个朝代—夏朝时期,铜器已开始使用。
到了商朝,不仅制陶业、玉雕业有了相当的发展,而且出现了青铜器制造业,并利用青铜制造工具和武器。人类进入了青铜器时代。
春秋时期,我们的祖先又学会了开采和冶炼铁矿的技术,铁器在农业、手工业和战争中获得较为广泛的应用。
到了战国时期,铁制品使用更为广泛,社会开始向铁器时代迈进。
从西汉时期开始,铁器已普遍使用于生产,并开始利用煤作燃料,钢铁质量达到很高的水平。隋唐时代,我国矿业开发进入了繁荣时期,在全国许多地区采矿业都获得发展。在此之后,直至1949年前的1000年间,矿业活动虽在继续,但发展非常缓慢。1949年,全国年产煤3 243万吨,石油12万吨,钢铁15.8万吨,有色金属1.3万吨,水泥产量仅66万吨,硫酸产量4万吨,硫铁矿2万吨,磷矿石1951年产2万吨,其他非金属矿产量也很有限。
1949年以来,矿产资源勘查开发业获得全面、高速发展,有力地促进了能源、原材料工业的发展,使我国进入了矿业大国和能源、原材料生产大国的行列。
⑥ 古代矿业史
我国地质事业创始人之一章鸿钊先生说过:“自有天地以来即有矿,亦自有生民以来即用矿。”长江流域是中国远古人类的起源地之一,而江苏又是我国经济发展较早地区。1992年在南京东郊汤山地区石灰岩溶洞中发现了距今数十万年前的猿人头盖骨,说明几十万年前,江苏就已有人类生活。在泗洪县下草湾、丹徒县白龙岗山莲花洞、溧水县回峰山神仙洞等地,发现有距今四五万年前至一万年前的新人骨化石。这些猿人、新人,都曾知道开采天然石头,制作各种器具。从已挖掘出的文物来看,江苏矿产开发利用历史悠久,可追溯到数万年前的旧石器时代晚期。从那时开始,江苏古代矿业经历了由单矿种变多矿种,由地表开采到地下开采,由简单加工到各种冶炼技术应用的发展过程。
古代矿业多是见矿开矿,就矿找矿,找矿开矿合二为一,且往往是多用多采,不用弃之。除锻制兵器和制币用的铁、铜矿产外,其他矿产的产地很少有记录可查,故江苏春秋之前的矿业情况,多以考古资料和史书中的追记材料为依据。自汉代以后,对于矿业的记载,逐渐见于各类史书中。到清朝后期,一些主要矿产开采地都已有记录可查。但资料均很简单,一般只有矿种和矿产地的记录。据统计,明清以前,江苏境内已开采的矿种有铁、铜、白石脂(高岭土)、五色土(杂色粘土)、陶土、禹馀粮(粉末状褐铁矿)、茅山石、太湖石、玛瑙石、花石、砚石、石炭(煤)、各种石料等。特别是铁、铜矿的开采更为普遍,凡地表有露头的铁矿和铜矿,大部分都有古代开采记录或古采矿遗迹。
旧石器时代,人们主要是用打制的方法把天然石块、石片加工成各种简单工具。东海县山左口大贤庄旧石器时代文化遗址中出土的各类石器有200多件,在东海县马陵山瓜墩、苏州市太湖中的三山岛及连云港市近郊均发现了旧石器时代晚期的石器遗址。另外,在溧水县神仙洞、句容县庙家山有相当于旧石器时代的石器出土。说明古时江苏的先民就利用岩石做生产工具和武器。
新石器时代,北自淮河流域,南至太湖地区,都分布着不少民族部落,他们已开始用磨制的方法制造石器。在赣榆、东海、灌云、邳州、淮安、高邮、海安、常州、金坛、常熟、张家港、句容等县(市)境内,先后发掘出数十处新石器时代文化遗址,其出土石器表明,此时期人们在采集、利用、加工石器方面,大有进步。在淮安市宋集乡出土的“青莲岗文化”遗址(年代约为公元前5400—前4400年),代表着长江下游新石器时代中期文化,出土的石器不仅加工精细,而且能根据岩石的性质,做出不同用途的工具。如砍劈用的石斧,多用闪长岩、花岗岩、片麻岩等磨制而成,一般工具则利用页岩、砂岩、云母片岩等加工后使用。同时出土的还有少量用玉石、玛瑙制作的装饰品。数千年前生活在太湖地区的人类,已学会了用手工的方法制作和烧制各种陶器,宜兴和张渚一带就有原始的制陶业,据《宜兴县志》记载,宜兴归径乡南唐村发现5000多年前生产夹砂红陶和泥质红陶遗址,证明当时人们已知开采利用陶土和砂岩制作日用陶器。
夏商时期,古人已从石器时代向铜器时代过渡,并开始出现冶炼技术。《尚书·禹贡》“徐州厥贡惟土五色”,“扬州厥贡惟金三品”,即金、银、铜三种金属。商代,江苏的铜冶业已较发达,南京市区北阴阳营商代遗址中,出土有铜矿石、小件铜器、铜渣以及冶铜工具。
西周时期,青铜业已相当发达,《诗·鲁颂》有“憬彼淮夷,大赂南金(即铜)”的诗句,淮夷在今江苏北部。此时的陶瓷业也很普遍,主要生产人们日常使用的器皿。宜兴制陶业有大发展,除陶器外,还能生产一些原始青瓷器。
春秋时期,已由铜器向铁器过渡。当时的吴国,经济发达,铸铜、冶铁业水平较高,吴、越的青铜器冶炼、锻造业已相当闻名。“欧冶子、干将凿茨山洩其溪,取铁英作为三收。”这是我国开采铁矿最早文字记载,近年六合县程桥春秋墓中出土了带有“攻吾父”句吴字样的青铜编钟,还有用白口生铁铸成的铁丸、由块炼铁(熟铁)锻成的铁条。后者是国内发现的最早人工冶炼的生铁实物,反映吴越的冶铸匠人已发明了冶炼生铁和炼钢的技术。春秋晚期,宜兴丁蜀一带陶土得到大力开发和利用。传说范蠡最早发现了丁蜀镇附近陶土资源丰富,从而建窑烧陶。宜兴的窑户们曾奉他为制陶业的祖师,至今仍保留有以其名字命名的河流、村庄等。另外,此时盐城一带的煮盐业也有所发展。
秦汉以来,江苏矿业逐浙发达,特别是铁、铜两矿的采冶业尤甚。东汉时期长江下游江南地区铁、铜开采颇盛。据《汉书·地理志》记载,汉武帝时,江苏境内设有用来管理开采和冶铸的铁官七处,计有东海郡下邳(现邳州市东)、朐(现海州南),临淮郡盐渎(现盐城)、堂邑(现六合县北),沛郡沛(现沛县东),楚国彭城(现铜山县)和广陵(现扬州)。根据古采冶遗迹看这些地方的铁矿早已被开采。其中铜山县利国地区硐山发现有东汉时期的矿井和露天矿坑遗迹各一处,说明利国铁矿在汉代已被发现,并开采利用。盐城北门汉代遗址中出土有炼铁渣、红烧土及各种铁制具和大量汉代半两钱。洪泽县峰山镇石桥亦发现有汉代冶铁遗迹。铜矿石在当时主要用来铸钱和制青铜镜。西汉有“吴(吴王刘濞)邓(大夫邓通)钱,布天下”之说。传说,吴王刘濞曾在六合县冶山招集游民采矿冶铜铸钱。六合县李岗楠木塘有汉初铸钱遗址,其中有铜块和铸废的铁芯和铸钱工具等。徐州北硐山、云龙山也曾发现西汉时期的“半两”和“五铢”的铜质钱范。东汉晚期,徐州已成为著名的铜矿产地。用徐州北硐山所采铜矿石冶炼后制成的铜镜,质地非常好,故有“铜出徐州,师出洛阳”的美誉。直至魏晋时,徐州铜矿仍负盛名。《古鉴铭》:“汉有善铜出丹阳”之词。据考,汉丹阳县即现江宁县小丹阳镇(位于当涂东北),似可认为小丹阳之东、横溪以南的横山等地铜矿床在汉代即已被开采利用。三国时,吴统一长江以南后,利用丹阳所产铁、铜,自铸兵甲,并在南京筑有冶城,专司冶炼。东汉晚期,江浙一带陶瓷业有进一步发展,出现了正式瓷器。宜兴的制陶业也有了发展,均山已能生产釉陶及青瓷器,南山窑群在三国两晋时,已成为青瓷的主要产区之一。此外,江苏盐业也很盛行,沿海一带分布有广阔的盐场。
南朝的冶铁业以南京为中心,丹阳郡永世县(现溧阳市)西南的铁岘山是当时的主要铁矿石产地,也是冶制兵器和农具的主要场所。梁朝大同二年(公元536年)在溧水县东南芦塘山、东破山、西南铜山等地均曾开采过铜铁矿,并在当地冶炼,旧炉冶址至今犹存。南朝时,南京附近的石灰岩被开采用来刻制各种石兽、石柱、石碑,南京六朝石刻颇闻名,在中国当时的雕刻艺术方面具有一定的代表性。
隋唐时代,江苏矿业仍以开采铜、铁为主,次为陶土、高岭土等。据《新唐书·地理志》记载,唐代有铁矿产地四处,分别为彭城(现铜山县)、六合、溧阳、上元(现南京);铜矿产地七处,即江都、六合、上元、句容、溧水、溧阳、吴县。铜山县利国铁矿在此期间获进一步开采,成为当时“地产坚金”的要地。句容县北铜冶山(羊山)产铜、铅,为古采区,历代采铸,古代采迹遍布,唐代采铸亦兴盛,有些山头都已挖平。据《太平寰宇记》所载,吴县西十里的铜山为古代采矿铸钱处,此书成书时(北宋太平兴国年间)此处尚见有铜。1958年,在丹徒县南西巢凤山北坡王家庄曾挖出一块石碑,其上铭刻着该地自隋唐至宋代矿冶史实,说明巢凤山一带铁矿,自隋唐即已开采利用。南京附近江宁县境内的伏牛山、铜井、谷里、九华山等已知铜矿区,均发现有古采坑遗迹,但具体开采年代不详。此外,苏州西部高岭土矿在唐代亦已开采,用做化妆品,称为白石脂,并成为贡品。1975年在扬州唐城遗址的炉堂内发现有煤渣,说明远在唐朝,这里已使用煤做燃料,但其矿石来源无考。
宋代,江苏探矿冶炼业发达,徐州已发展成全国四大铁矿石产地之一。太平兴国四年(979年)置利国监元丰年间,徐州铁产量占全国三分之一,利国已成为全国第三大铁矿场。利国地区的铜矿亦得开采,设有宝丰监,专铸铜钱。当时,除徐州利国铁铜矿业兴盛外,六合、仪征、句容等境内铁、铜矿仍继续开采。据《太平寰宇纪》等史书记载,徐州的五色土、苏州的白石脂、金坛茅山的禹馀粮、苏州的花石、太湖的太湖石、茅山的茅山石等,在宋代均曾开采。宜兴的陶土得进一步利用,紫砂陶和均陶产品问世,日常陶器亦得到发展。宋元丰元年(1078年),苏轼在徐州任太守时,派人在萧县(1955年划归安徽省)白土寨找到石炭(煤),用于取暖和冶炼业。“冶铁作兵(器),犀利胜常”。使徐州铁冶业进入新阶段。
明代,江苏矿业渐趋衰退。明初,徐州铁矿仍在开采,但随着铁矿业中心南移,盛极一时的利国铁矿逐渐衰落。明代宜兴陶瓷业较盛,中期集中于丁山、蜀山一带,生产的陶器不仅内销,还外销东南亚等地。明清时期,宜兴曾取得“陶都”的称誉。无锡自明代起,就出现了制砖、制陶等手工业。据《明史·地理志》记载,溧阳东南有铁山、铜山,西南有铁冶山;仪征西北有大小铜山;徐州东北有盘马山,产铁,又有铜矿。《大明·一统志》关于江苏矿产有如下记载:应天府(南京)南聚宝山(雨花台侧)多细玛瑙石,东南70里有铜山,昔人采铜于此;苏州洞庭山出太湖石,阳山产白墡(高岭土),土人当白石脂用。明代的石刻业也很兴盛,南京东郊的阳山是当时开采石料的场所,遗存的“阳山碑材”现已成为供人们参观的古迹。明清之交,是江苏古代发现和使用煤炭的一个重要时期。《古今图书集成·职方典·卷667》中就提到嘉靖末,江宁府五石、马鞍山等地“凿井出煤,取之不竭”。《天工开物》一书中也指出煤产地不仅有“燕、齐、秦、晋”,还有“吴、越”。《读史方舆纪要》中有关江苏矿产,尚有“江宁县紫金山产紫金”;“溧阳县东南产铁”;“溧阳(县)东南8里铜官山,昔产铜”;“溧水(县)西南45里,有铜山,昔尝铸冶于此”;“苏州府长洲县(现吴县)光福山西南55里,有铜坑山,晋宋间凿坑,取沙土煎之皆成铜”;“徐州西20里有赭土山(楚王山或同孝山)”等记载。
清代,江苏矿业较发达,矿产地的记载也较以前详细,一些新的矿产被开发利用。宜兴的陶土矿大量开采,成为全国日用陶器重要产区之一。宁镇地区的煤矿也普遍得到开发利用。乾隆五至七年(1740—1742)间,政府提倡办煤矿,故当时仅“江宁府的上元县就有煤井数十处”。但在乾隆十年,因“防匪患”,又禁开矿。以后是时开时禁。《大清·一统志》和《江南通志》中对江苏矿产地均有记载,除与历代重复者外,尚有“六合灵岩山产玛瑙,称灵岩石(雨花石)”;“苏州城西南鼋头山产青石,有天然玲珑者,称花石,宋徽宗采贡,故有花石纲之说。又一种色白而湿润,号为玉石,又胎斑者光泽可爱,可充砚石”;“镇江府丹徒县圌山在县东北六十里,出火石”;“漂阳县南六十里,结都山产石煤”;“常熟县西五十里苑山,产石坚硬,可为砚”;“宜兴县西南荆南山昔产铜,有司采之,故曰铜官(棺)”;“仪征县西南神山产细石,五色皆具”;“通州泰兴县出硝”;“徐州府东山出花石,五色,文成竹木如绘;石岩(徐州府)郡邑(领铜山、萧、沛、丰、砀山、宿迁、睢宁七县及邳州)遍产”;“句容县茅山出石墨”;“金坛县茅山出茅山石,如玉石钟乳”;“溧水县琛山在县东15里昔尝出玉”;“吴县穹窿山在县西南六十里产自然铜”等。
除上述各矿业外,古代人们开采天然石料,用做修筑房舍、墓穴等建筑材料,利用黄土制作砖瓦等一些与人们生活息息相关的非金属矿用品,也有悠久历史。但其起源年代,已无从考查。
⑦ 矿物学的发展史
矿物学的发展跨越了几个世纪。作为一门科学,它的发展历史相对来说并不算长,但在应用方面却与人类文明历史一样悠久。例如,在石器时代,人们就认识到当某些矿物被制成工具或武器时,能为人类提供食物和保护。早期被人类用于洞穴绘画的天然颜料,即由赤铁矿(红色)和磁铁矿(黑色)组成。在青铜时代,人类已开始找寻能够提取金属的矿物,并熔炼矿石制作用具。
矿物学作为独立的研究领域的出现是以德国物理学家阿格里柯拉(Georgius Africolar)于1556年著写的De Re Metallica(中文译为《矿冶全书》或《论金属》)一书作为标志。该书堪称欧洲采矿冶金技术的经典。因此,在欧洲各国有很大的影响。这本书共分12卷,全面总结了欧洲至16时期的找矿、采矿、选矿及矿石熔炼操作等技术经验;详细论述了从矿石中冶炼金属,分离和鉴别各种金属的方法;并首次提出了“矿物”这一名词。在此之前,人类也有一些关于矿物的记载,如我国的《山海经》(公元前约475年)是世界上最早记述矿物原料的书籍。之后,我国的《本草纲目》(1596年)一书详细考证了药用矿物,包括矿物的特征、鉴别方法、产地、产状及医药效用。
随着社会生产力的不断发展,矿物学也在不断地发展着。许多科学家为矿物学的发展做出了伟大的贡献(表1-1)。1857年,偏光显微镜问世,并成功应用于矿物的鉴定和研究。1895年伦琴(Rontgen)发现X射线,1912年劳埃(Max Von Laue)对X射线晶体衍射实验的成功,使得测定矿物晶体内部结构成为现实,从而获得矿物的化学成分与晶体结构之间的统一关系。20世纪30年代以来,矿物学研究引入了相平衡理论和物理化学理论,用于探讨矿物在不同地质条件下的稳定性,以及矿物之间的共生关系和分布规律等。20世纪60年代以来,一系列现代测试技术和手段,包括电子光学和激光测试技术、各种波谱学手段、高温和超高压实验核技术、电子计算机技术等等,以及物理、化学方面的现代理论被用于矿物学研究,使矿物学的研究进入了一个以微区、高分辨、精细结构为特征,宏观与微观相结合的新阶段。而以往较侧重的描述矿物学,现已被研究矿物的形成和变化的过程所替代。有关矿物成因、矿物结构的缺陷和不均匀性,以及生物对矿物的影响是现代矿物学研究的侧重点。
现代的矿物学已发展成为与行星科学、生物学、材料及环境科学等许多学科高度交叉渗透的综合性的矿物科学。矿物学的主要方向以及一些跨学科的方向不断得到发展和完善。其研究内容广泛,并且高深。例如,①模拟地幔和地核的物质组成,在高温高压下进行人造新矿物,如后钙钛矿;②凭借应用极高的压力或电子束辐射矿物探查从结晶质到非晶质态的转变,目的是为了寻找适合于存储核废物能力的矿物;③研究微生物造成的矿物沉淀或溶解,并控制元素在地表及地表以下的不同环境中的分布;④矿物表面所涉及的动力化学反应的研究;等等。以上的研究有利于了解地球和其他行星所具有的复杂、异样的组成,并可获取矿物在地质演化过程中的信息。
表1-1 部分著名科学家对矿物学科的伟大贡献
从事固体物质的研究及其应用,需要矿物学者的专业理论知识和专业技能。因此,有志者需奠定扎实的矿物学基础,方能胜任。
⑧ 新中国小矿发展历史回顾
新中国成立后,特别是改革开放近30年以来,矿产资源勘查和开发得到了巨大的发展,为国民经济建设打下了坚实的基础。我国小矿的发展历程与国家经济体制改革息息相关,和矿业体制改革同步。研究小矿的历史背景、成长过程对今后小矿的健康发展有着现实的意义,归纳起来可分为以下5个发展阶段:
1.2.1 第一阶段——初步发展阶段(1949~1978年)
1950年,政务院颁布了《中华人民共和国矿山暂行条例》,从条例的颁布到1952年已收到巨大成效,全国近10个有影响的煤、铁矿山及其联合企业迅速恢复了生产。大部分中、小型的民(私)营矿山也步入了正常生产轨道。国内矿业的生产水平达到或超过了新中国成立前的最高水平,如粗钢和生铁的产量达135万吨和193万吨,煤炭产量为6353万吨。但是,民(私)营矿山企业发展到1956年,经过社会主义工商业的改造后,我国非国营经济成分的民(私)营矿山企业就此消失。1966~1978年,矿业总体上是在计划经济体制下运作,无论矿山数量和产品品种均由国有矿业所控制甚至垄断。这个阶段,小型矿山只是凤毛麟角,而且是以社队企业或五小工业的面貌出现的。这个时期是小矿发展的初级阶段。
1.2.2 第二阶段——有水快流阶段(1979~1985年)
改革开放以来,给小矿带来了发展的春天。20世纪80年代初,国家经济建设对矿产品需求迅速增长,能源和重要原材料的供需矛盾尖锐,而我国当时农村大量文化素质不高的富余劳动力又急需就业。在国有矿山难以满足国家经济建设发展的大背景下,小矿(当时称乡镇企业)依靠农村原始积累,以土法上马和粗放经营为特点而迅速崛起。它的发展,大大缓解了国民经济快速发展对能源和矿物原料的需求,同时解决了上千万个农村富余劳动力离土不离乡的就业问题。小矿产量在全国总产量中所占比例,由1978年的不足2.0%提高到1985年的大于30.0%。打破了国营矿山企业一统天下的局面,呈现出三分天下有其一的态势。这个时期充分体现了政策放开后,农村急欲脱贫致富、大搞群众办矿的特点。但是伴随着乡镇、个体矿迅猛膨胀的同时,也暴露出发展的盲目、无序、分散、粗放等先天不足和政府管理滞后产生的各种弊端。
1.2.3 第三阶段——依法办矿阶段(1986~1995年)
随着《矿产资源法》和国务院3个暂行管理办法以及各省(区、市)乡镇矿业管理办法(条例)等法律法规的颁布实施,对乡镇矿山企业明确规定了“积极扶持、合理规划、正确引导、加强管理”的方针,从而使小矿山企业从无序发展状态逐步纳入法制轨道。此阶段,小型矿山企业因受市场需求的拉动,基本上与国有矿山企业并驾齐驱。据原地矿部矿管局统计,1986年全国小矿已达12.00万个,生产矿石5.50亿吨(砖瓦粘土矿石除外),占全国矿石产量的32.0%。以后的10年由于政府宏观调控不力,片面强调放开、搞活,忽视管好,致使小矿出现了过度发展、恶性膨胀,到1995年年底,全国小矿(含个体采矿)总数已达27.43万个,开发矿种154个,年产矿石量37.72亿吨,矿业现价产值750.49亿元,从业人员863.25万人。矿石产量已占全国矿石总产量51.20亿吨的73.7%(其中包括砖瓦粘土9.17亿吨,建筑用砂5.73亿吨),如果不包括砂石、砖瓦粘土等产量,也占到43.9%。增产最快的除非金属建材矿产外,就是小煤矿,从“六五”到“八五”期间(即1980~1996年),17年来全国煤炭增产7.50亿吨,其中小煤矿就增产了5.00亿吨。特别指出的是1993年小煤矿产量为4.89亿吨,第一次超过国有重点煤矿产量,而且以后这个势头继续挺坚。
1.2.4 第四阶段——整顿治理阶段(1996~2004年)
这个阶段针对小矿发展过多、过滥、无序、分散、粗放的局面,通过集中整顿已逐步好转。此阶段初期,小矿已经成为我国矿业和农村经济的主要组成部分。据统计,1996年,全国30个省(区、市)(不含上海市)小矿在该省(区、市)矿山数量的比重均超过95.0%,不同矿种产量的比重约为30.0%~80.0%。然而在小矿蓬勃发展过程中各种负面影响和缺陷也凸现出来,诸如:经济增长方式落后,资源消耗过快,后劲不足,采选技术落后,资源回收利用水平过低,伤亡事故频繁,破坏生态环境等。因此,随着1995年《国务院关于整顿矿业秩序维护国家对矿产资源所有权的通知》(国发[1995]33号)的发布,1996年修改后的《矿产资源法》颁布实施,围绕小矿开展了新中国成立以来规模最大、覆盖面最广、持续时间最长的治理整顿。通过几年努力,国家总体矿业结构进一步得到了优化,各地依据规划、产业政策和企业准入条件,严格限制规模小、资源利用率低、不具备起码安全生产条件以及严重破坏环境的小矿发展。从1996~2004年包括对小煤矿的关井压产整顿工作,使小矿总数由1996年的21.42万个减至2004年的11.62万个。
1.2.5 第五阶段——整顿规范阶段(2005年至今)
这个阶段初期,小型矿山企业所占比例已下降,大中型矿山企业所占比例明显上升,矿山开采规模结构逐步趋于合理。随着国民经济持续快速发展,工业化、城镇化对矿产资源需求剧增,刺激了各类投资发展小矿,无证、非法采矿现象反弹,管理部门重出让矿业权轻监管,采矿秩序再次混乱。2005年,国务院发布《国务院关于全面整顿和规范矿产资源开发秩序的通知》(国发[2005]28号),经过整顿和整合,2007年全国矿山企业124930个,其中小型矿山及小矿为115160个,大、中、小矿山企业比例由2005年的2.59∶3.42∶93.99调整到3.21∶4.61∶92.18(表1.4)。
表1.4 1999~2007年全国非油气矿产资源矿山企业数变化情况
续表
煤炭资源开发是这次整顿的重点,通过资源整合、逐步实现资源开发的规模化、集约化。2005年全国煤炭矿山企业总数23570个,其中大型矿山企业314个,中型矿山企业491个,小型和小矿22765个。大、中、小矿山企业所占比例为1.33∶2.08∶96.59。小煤矿与上年相比减少2905个。至2007年底,全国煤炭矿山企业总数23324个,其中大型矿山企业369个,中型矿山企业696个,小型和小矿山企业22259个,大、中、小矿山企业所占比例为1.58∶2.98∶95.44。从产量统计看:2007年全国原煤产量20.43亿吨,大型、中型、小型和小矿的煤矿产量分别为:10.33亿吨、3.32亿吨、6.78亿吨,其矿产量比例为50.54∶16.26∶33.20。与2005年相比,矿山总数压缩而产量相对提高了。从构成上看,大中型煤矿占行业主体地位,小煤矿山数量及产量所占比例均呈下降趋势,产量由约占一半降到占总产量的1/3。
⑨ 中国煤矿开采历史介绍一下我国从什么时候
中国式世界上煤炭资源最丰富的国家之一。据不完全统计,我国煤炭探明总储量在9000亿吨以上,居世界第三;已知含煤面积55万多平方千米,而且煤种齐全。
我国利用煤炭已有几千年的历史,是世界上发现和利用煤炭最早的国家之一。远在公元前500年左右的春秋战国时期,煤已成为一种重要产品,称为石涅或涅石。魏晋时期称煤炭为石墨,唐宋时期为石炭,明朝始称煤炭。公元前一世纪,煤已经用于冶铁和炼铜。17世纪中叶,明末宋应星的《天工开物》一书,系统的记载了我国古代煤炭的开采技术,包括地质、开拓、采煤、支护、通风、提升以及瓦斯排放等技术,说明当时的采煤业已发展到一定的规模了。在相当长的时期内,我国的煤炭开采技术始终停留在手工作业生产的水平上,1949年全国煤炭年产量只有32.40Mt。
建国以来,党和政府十分重视煤炭工业的发展,建设了大批新矿井,原煤产量飞速增长,1996年原煤产量已达13.3亿吨,居世界首位。在原煤产量中,国有重点煤炭和地方煤矿产量分别约占40%和60%。特别是改革开放以来,煤炭工业发展取得了更为显著的效果,采煤、掘进、运输等生产环节的机械化和生产集中化程度迅速提高,平均单产工效增长较快,创造了许多新的记录。
1996年国有重点煤矿有72个综合机械化采煤队年产量超过1.00Mt,工作面平均数目达240.14个,平均年产77.1万t,平均回采工效 26.14t/工,综采比重占47.18%。兖州南屯综采队年产达3.50Mt。达到国际先进水平。全国共329个普采工作面,平均年产24.7万t,其中有40个单体液压支架普采队,年产超过40万t ;普采面平均回采工效7.62t/工,产量比重占23.35%,峰峰(现冀中能源)万年矿普采队创年产80万t的记录。全国煤矿炮采工作面有4个队年产超过35万t,开滦矿区一炮采队曾创年产50万t的高产记录。