第二讲 矿产资源开发与利用
引 言
任何部门对社会的贡献，取决于社会发展对该部门的产品或服务所产生的需求水平和程
度。从这个意义上讲，没有社会的需求，就没有社会的生产，也就谈不上生产的社会贡献。
工业产品生产如此，社会服务发展如此，矿产资源开发也是如此。
迄今为止，人类社会生存与发展的第一需求依然是力争满足人类社会吃、穿、住、行这
类基本物质消费的需求。因此，尽管人类占据的地球已经开始步人信息时代，但其发展对自
然资源环境基础的依存关系并未发生根本性变化。人们常常可以听到这样一种说法：以无生
命的数码及字符所组成的信息将随着现代科学技术的快速发展而主宰人类未来的生活和命
运。然而，人们却忘记了这样一个同样重要的事实，即信息及其技术从制造、传播到使用均
是由人来完成的。而维持人类今日的生活，一年消耗掉的能源矿产以上百亿吨计，其他矿产
和生物资源则以上十亿吨计。这里有一个很有说服力的例子。在 20 世纪 90 年代初就曾有人
预言，在计算机日趋普及的信息世界中，大规模的纸张消费将很快成为历史，人们将来对纸
张的认识也许只能从计算机屏幕和博物馆中得到。然而，在这一预言发出 10 年之后，人们
却惊讶地发现，全球纸张的消费水平不仅没有下降，反而以每年近 1％的速度在增长。现实
又一次与预言家们开了一个不大不小的玩笑。
就人类居住的地球而言，其物质世界是由大气、岩石和水三大基本要素组成的。这就是
人们常说的地球三大圈(大气圈、岩石圈和水圈)。土地是三大基本要素的再造物，它是大气
圈和水圈在地球内外力影响下长期共同作用于地表岩石圈的结果，它包括山川、沙漠、平原、
湿地等形态各异的土地类型。种类繁杂的植物和动物则正是根植于这三大基本物质要素及土
地基础之上的衍生物群体。上述基本要素、要素再造物和衍生物群体，就是我们人类生存
和发展的自然资源和环境基础。
就人类自然资源开发和利用的历史而言，大体经历了四个基本阶段：第一阶段是远古以
采集和狩猎为主的野生动植物资源利用时期；第二阶段是古代以种植业和畜牧业为主的土地
资源开发与利用时期；第三阶段是现代社会以工业化生产为主的矿产资源开发与利用时期；
第四阶段是近 20 多年来刚刚开始的以服务业和旅游业为主的环境资源开发与利用时期。
在这四个基本阶段中，以工业化生产对人类社会进步所产生的影响最为强烈和深远。各
国长期的实践表明，建筑在矿产资源开发基础之上的工业化生产，不仅从根本上改变了社会
经济的增长状态，而且也深刻地改变了社会生产与生活的空间结构发育状态。探讨矿产资源
开发与国家工业化发展，不仅关系到发展中国家的命运与前途，而且也关系到整个人类的命
运和前途。因为大规模的矿产资源开发，不仅为人类彻底摆脱贫困和保持财富稳定增长提供
了无限机遇，同时也对人类生存和持续发展的生态环境基础造成了巨大威胁和严重破坏。
目前，人类文明已经进入了 21 世纪。在新世纪中，人类面临的最大挑战之一就是全球
化发展。在这里，全球化发展所涉及的内容不仅包括了以国家和地区为基本地域单元的社会
财富积累及其再分配状态，而且也包括了整个人类社会与自然界各组成要素间关系的演进与
协调。正是这种全球化发展，构成了未来国家和地区发展的基本坐标：一方面，国家和地区
的需求与发展将决定着全球化进程的基本走向与格局；另一方面，人类长期共同的实践和认
识又将成为所有国家和地区发展所必须遵循的基本准则。换言之，全球化的最终目标是人类
社会现代化的发展，或可称之为全球现代化。但因初始条件、资源环境和人文发展的基础不
尽相同，因而在实现现代化发展的目标时，国家和地区所表现出的基本需求和过程也会有所
不同。用一种形象的话来比喻，全球现代化的发展正像一棵大树，庞大的根系和粗壮的枝干
支撑着如云似盖的树冠。尽管大树上没有相同的树叶和枝条，但是所有树叶和枝条的
基本形态和发育机理却是相同的。
应当指出的是，无论今后人类社会的现代化发展怎样变化，但有一点是人类自身永远无
法改变的，这就是人类社会发展的第一要求——物质消费是永远不会变化的。认识这一点，
对于国家和地区的可持续发展，特别是人口数量庞大、现代化基础发展薄弱的发展中国家而
言，尤为重要。
作为一个发展中国家，如何在全球化发展中加快本国工业化进程，已成为新世纪中国现
代化发展所面临的重大课题之一。中国不仅是世界上最大的发展中国家，而且也是世界上人
地关系矛盾最为紧张的国家之一。从国内人地关系的紧张状态和变化趋势看，21 世纪中国
工业化的一项首要任务就是要千方百计地扩大和改善国家发展的自然资源基础，以减少
生态环境恶化对国家现代化发展所产生的巨大压力。在这方面矿产资源的合理利用和有
效开发显得最为重要。有鉴于此，本书试图从经济全球化发展的角度，来探讨矿产资源
开发与国家工业化发展两者的相互关系和作用，以寻求强化中国工业化发展的矿产资源
基础理论研究与开发利用途径，实现缓解国家人地关系紧张矛盾的这样一个基本任务。
希望本书能够为探索和完成如此艰巨的任务提供一种新的视角和有益的思路，这也是本
书的初衷所在。
第一讲 矿产资源的开发与利用
在地球表层系统中，人类是生物圈中出现较晚的一个物种。与其他物种相比，人类
本身很卑微。矮小的身材和体型，100——200 公斤重的物体就会将其压垮。因此，当人
类最初来到地球上的时候，常常成为其他大型食肉动物的猎物。与此同时，多变的气候、
频发的疾病和来源极其不稳的食物供应，使人类的祖先常常处于饥寒交迫之中。尽管如
此，凭借着强烈的生存欲望和对周围资源与环境的开发与利用，人类最终摆脱了在自然
界中卑微的地位，从而走上了万物之主的圣坛。
迄今为止的考古研究发现告诉我们，在人类从自然界中的“无产者”到“资本家”的长
期进化过程中，土地、水资源、生态环境和矿产资源始终是维系着整个演变过程的四大
基本物质要素，其中又以矿产资源要素的表现最为积极、最为活跃。矿产资源的这种地
位，不仅仅取决于矿物自身的物理特性和空间分布特征，而且更取决于人类生存与发展
的强烈愿望和迫切需求。
与其他生物种群不同，人类既有被动地适应自然环境变化的一方面，又有能动地创
造出大量工具以改造自然环境的一方面，而最能展现人类这种主动创造能力的物质来源
就是矿产资源。从这个意义上讲，人类从愚昧走向文明的历史就是一部矿产资源开发
与利用的历史，一部真正的《石头记》。不过这部《石头记》所揭示的不是一个家族和
一个朝代兴旺和衰败的历史，而是整个人类文明进步的历史。
在漫长的历史演进过程中，人类社会大体经历了原始、农业革命和工业革命三个大
的发展时期。在这三个发展时期中，矿产资源的开发与利用都起着决定性作用。根据矿
产资源对人类社会发展不同时期的影响和作用，我们把整个矿产资源的开发与利用过程
划分为石器、金属、合成材料与矿物燃料三大基本时期。
第一节 石器时期
大约在 300 多万年以前，当人类刚刚出现时，使用最原始的方式采集和猎取食物，以维
持自身的生存。经过相当一段时期之后，人类逐步发现利用自然界中的各类物质可以大大拓
展获取食物的能力，并且开始认识到这种物质资源的开发与利用只有通过人类双手和大脑的
再创造才能实现，于是便产生了人类生存所需的工具制造。
在原始的生存环境和有限的视野范围内，最能实现人类这种生存需求的物质资源便是无
处不在的石头。从此，人类开始了漫长的“石器时代”。在人类矿产资源开发与利用的历史中，
石器时代所延续的时间最长，大约占去了人类历史的 99．8％。
一、旧石器时代
旧石器时代是人类社会原始生产技术的萌芽阶段。在依附自然母体的发育过程中，
通过长期的观察和探索，人类开始学会了对石头一类的自然物质进行简单的变形加工，
以制作供基本生存所需的原始工具。人们把燧石一类的石块凿去外部，留下有用的核心
部分，从而制成石斧等工具；把燧石削成薄片，以制成刀、锯、凿等不同工具。这些工
具不仅可以用来作为狩猎的武器，而且可以作为斩草伐木的工具。使用这些原始石器，
人类可以在茂密的树林中开辟出一片有限的空地，对所猎获的动物进行剪毛和剥皮。模
仿自然造物的成功和对火的使用大大地改善了原始人类的生存条件，为采集和渔猎活动
建立了一个相对稳定的据点。事实上，由于人类的诞生之地多在山区，因此，岩石洞穴
往往能成为那时人类最为理想的庇护和居住场所。北京山顶洞人的发现则是这方面最好
的一个例证。
应该说，这一时期人类对“石头”的开发与利用还只是处在一种对自然石料的简单加
工和斫削阶段。但就人类发展而言，石器的出现不仅为人类最低生存需求提供了基本保
障，更为重要的是，它开启了人类进入大规模矿产资源开发与利用的大门。
二、新石器时代
一旦跨入矿产资源开发与利用的大门之后，人类对新工具制造的欲望也就变得愈加
强烈。这种强烈的愿望不仅来自自然界有限的动植物繁殖能力，而且也来自人类数量增
长的压力。人类学和考古学研究发现，非洲加纳森林每平方公里的生物量只有 3．6 公
斤。从理论上讲，这仅能满足一个中非的现代俾格米人所需生物资源量的 50％。根据专
家们的估计，一个中非的现代俾格米人所需的生存空间为 5 平方公里。因此，在原始自
然界中，每平方公里范围内狩猎或食物采集者的人数不可能超过 1 人。即便如此，导致
人类祖先短寿命(古人类的人均寿命一般在 30 岁左右)和婴儿高死亡率的一个最主要原
因还是饥饿，以及由此而引发的营养不良。为了改善生存条件，获取足够的食物，人类
只有继续借助石头的开发与利用。
新石器时代与旧石器时代最大不同在于磨制石器和陶器制品的出现，并最终取代打
制石器而成为人类开拓生存疆域的主导工具和武器。制作技术从凿、砍、切发展到磨、
削、钻等多种技巧，这些技术的发展大大增加了可用石器的数量和种类，石头利用广度
的增大导致了人类获取食物、衣物和改善栖居条件能力的加强。从生食到熟食到食物储
备，从动植物皮的简单肢体包裹到经过初步缝制的衣物穿戴，从天然岩石洞穴和大树枝
干到营造简易居所，一切最初的原始生存方式都在逐步消失之中。
随着生存方式的改进和生活经验的积累，人类发明了种植和养殖技术，在尼罗河流
域、两河流域、恒河流域等地区开始形成了农业人口的定居区。人类此时已从游移不定
的采集渔猎转变到相对稳定的动物养殖和植物种植。农业种植、畜牧饲养、陶器制作和
动植物纤维纺织等不断出现，社会生产从原始的单一形态逐渐多样化，家庭工艺、手工
业逐渐兴起，使人类社会生产出现分工，生产组织形式逐渐分化。换言之，这时人类发
展已从依赖天然赏赐食物阶段过渡到自我生产阶段。在这一崭新的阶段中，尽管石头的
天然属性并未有任何改变，但石器制作技术的不断革新却使人类的社会生产发生了根本
性变革。由此农业和畜牧业成为新石器时代的基本标志，这就是人类历史的第一次产业
革命——农业革命
第二节 金属时期
根据史前考古学的发现，大约在 1 万年前(公元前 8000 年)人类就开始学会了使用金
属矿物。实际上，当时人类的祖先并不知晓金属矿物为何物，因此也就更不了解金属矿
物与非金属矿物(即通常的石头)两者间的内在差异。在他们看来，金属矿物和非金属矿
物都属一类，即石头。所不同的是，自然界中的“石头”有硬有软，稍软的“石头(自然存
在的金属矿物)”可以不通过砍、砸、削、磨和烧制等传统技术，而是通过加温和锤击等
技术打造成形。于是，一种新的石器加工技术——锻造——便由此诞生了，并且引导人
类社会进入了一个更为广阔的“石头”世界——金属时期。
一、铜器时代
铜是人类最早认识和使用的金属之一，是人类社会进入金属时期的标志。但是根据
对历史遗存物的考证，人类在认识铜类金属以前就已经开始使用自然存在的金。自然金
块生性柔韧，可以较轻易地锤击成不同形状。自然铜块虽不如金块引人注目，但也能锤
打成片，且其坚硬度足以制造成工具、器皿和饰品等。
人类在学会锻造加工金和铜这样的金属后不久，继而又发明了冶铜技术。天然铜和
早期冶炼的铜没有掺人其他金属，称为红铜。后来在铜中加入适量的锡，以降低熔点和
改善硬度，即为锡青铜，通称为青铜。此外，还有含一定比例锌的紫铜，含一定比例镍
的自铜。
大约在公元前 8000 年左右，美索不达米亚开始出现了天然铜饰物。有人认为最早的冶
铜技术是公元前 4000 年前后在土耳其和伊朗境内出现的。中国商代中期铜器在铸造技术上
有较大发展，周朝、春秋战国时期铜器器种更为丰富，制作工艺更为精湛。秦汉铜器不仅品
种多样，而且制作已经转入规格化。
冶炼技术的发展推动了金属工具的制造。比石器更为方便的金属工具，特别是犁和双轮
车的使用，把农业生产推向广阔平原，从而大大改变了旧有文明的界限和疆域。农业革命时
期的人类祖先大都定居在大江大河流域，或是与之相联系的三角洲及湖泊附近，因此从一开
始水运就在早期农业生产中承担起了运输的主要角色。借助自然原动力：风、船和帆的结合
不断增大着人类航行的空间；而轮子和兽力的结合同样为最初的实物交换和运输提供了方便。
人类以车轮的转动速度替代步行速度，从原始森林走向了更为广阔的平原和沼泽地带。显然，
如果没有金属工具的出现，人毅想通过船和轮子进行生存空间的扩展是根本无法实现的。
二、铁器时代
铁器在人类社会生产中的使用虽然较铜器和青铜器晚，但它质地更为坚硬，而且矿
藏分布较铜普遍，价格低廉。因此，铁器出现后即得到普及。
铁器的出现使人类历史产生了划时代的进步。它使广阔森林地区的开垦和更大面积
农田的耕作成为可能。铁器给劳动者提供了一种廉价且易得的工具，而其坚固和锐利的程
度却远非石头和铜器所能比。
在世界上，最早进行人工炼铁的是居住在小亚细亚的赫梯人，时间大约是在公元前 1400
年左右。公元前 1300 至前 1100 年，冶铁技术传入两河流域和古埃及，欧洲的部分地区于公
元前 1000 年左右也进入铁器时代。当时冶炼的都是天然铁块，一直到中世纪末(1400 年左
右)欧洲发明水力鼓风炉以后，才出现冶炼生铁。
尽管中国何时开始冶铁和使用铁器目前尚无准确定论，但专家们的意见是，中国出现生
铁的时间要比外国早 1800 多年。
铁器的出现和发展加大了包括水利、交通和城市等在内的主要社会基础设施的建设，并
由此刺激了农业和矿业(主要为采石及有色金属采掘业)生产的发展。例如，亚洲地区出现了
精耕细作的桑田鱼塘农业和长距离的运河工程，而欧洲昔日的原始森林则已经变成了大片麦
田(“金色的西方”)。更不用说此时东西方都在进行的大型庙宇、宫殿、道路及文化与军事防
卫设施的建设，如罗马帝国的竞技场及中国北方战国时期及秦王朝的长城。
在掌握和运用了铜、青铜、金和铁等之后，人类希望得到更多种类的金属，以丰富自身
发展的工具库。远东和欧洲等地区在锡、银等金属矿产开采方面都已达到相当规模。金属工
具、器皿和饰品的大量涌现不仅极大地丰富了人类的财富，而且也极大地激发了人类获取更
多金属矿产和农副产品的愿望。为此，人类又开始了新一轮的探险活动，以使自己迈出已有
文明的疆界。
“新大陆”的发现使人类走向了更大范围的开发，而新的金属矿物产地的发现又使人类的
索取行为由平原转向更为广阔的自然空间。
到了 18 世纪末，几乎整个人类都已经摆脱了石器时代，用铁质工具和武器装备起来的
农民正在入侵原始狩猎者的最后一批据点。
第三节 合成材料与矿物燃料时期
人类是有“欲望的动物”，这种欲望被称之为“需求”。饮食是人类最基本的生理需求，穿
衣、居住和取暖也是人类的基本生理需求。在这些基本需求之外，人类还有其他许多“高级”
需求，诸如学习、阅读、旅行、娱乐、交流等等。人类的需求没有上限，但有下限：即维持
生命所必须的最低限度的食物、水和居住空间。当基本生理需求得到大体满足之后，人类便
开始着手建立以满足高一层次需求为目的的社会生产体系，这就是在农业革命发生 1 万年之
后，以寻求资本增殖和财富积累为目的的第二次社会产业变革——工业革命。尽管诱发和哺
育工业革命的是建立在农业生产基础之上的农副产品加工(纺织和食品)，然而，支撑并推动
工业革命发展的却是矿产资源开发和利用部门。
如果说铜器和铁器使人类社会发展迈进了农业社会并推动其走向成熟的话，那么在多金
属、有机及无机矿物基础上发展起来的合成材料与矿物燃料的大规模开发和使用，则将人类
社会带人了一个新的天地——工业化时代。
一、合成材料
1．金属合成材料
众所周知，工业革命最初的资本和技术积累来源于农业社会。作为维系农业社会发
展的各种矿物金属自然就成为孕育和支撑工业革命的最基本物质材料来源，其中尤以铁
的作用最为重要。不过，这一次它却是以一种全新的面貌出现在工业化的社会生产之中，
这就是钢。
铁是坚硬的金属，但质地相对较脆，且可塑性差，因而无法制造更为复杂的机械或
工具为人类所用。为此，人类一直在探寻克服铁的弱点的途径和方法。由于偶然的机会
使人们发现，如果在熔炼铁的时候不断吹人大量空气可以降低铁中的含碳量，如此便可
以得到一种质地更为坚硬、有韧性和易于成形的新产品：碳素钢。这种新产品实际上是
一种含碳量在 2％以下，并含有某些其他元素的铁碳合金。世界上第一个现代钢厂建于
1740 年，自此，人类开始进入了以钢为代表的“钢铁时代”。直到今日，这种碳素钢依然
是人类社会生产中使用量最大和使用范围最为广泛的金属合成材料。
应当指出的是，铁碳合金(钢)是自人类掌握金属利用以来第一次有效控制金属基本
元素构成的尝试。从此以后，以能够控制基本元素构成的合金技术便成为人类金属材料
开发的最重要领域和方向。于是，一个新的金属合成材料的时代便应运而生了。
金属合成材料的成功极大地刺激了人类对金属矿物的认识范围和领域。由于科学、
勘探及冶炼技术的发展，越来越多的新金属被发现和使用。金属矿物的开发为构建人类社
会的工业化大厦提供了源源不断的新材料。若按矿种计算，工业革命以来 200 多年所发现的
金属数量超出了旧金属时期的 5 倍(图 1—1)。
图 1—1 不同历史时期人类社会使用的金属
应当说，任何一种新的金属并不是在发现之初就得到应用。例如，镍的发现是在 1751
年[由瑞典矿物学家克朗斯塔特(A．F．Cromtedt)分离出金属镍]，由于技术和资金等原因，
对镍金属的开发在 1804 年被迫终止。直到 1889 年镍合金出现之前，镍金属的存在还只能用
来满足人们的科学好奇心。同样地，人类最初发现铝土矿是在 1827 年，但由于铝金属的冶
炼极其困难，因此，铝金属被划为当时最贵重的金属行列。据记载，拿破仑三世有几副铝合
金刀叉，只是在宴请少数贵客且需金器餐具的配合之下才肯拿出一用。此后，电解技术的发
展使每公斤金属铝的价格从 130 英镑下降到 0．5 英镑，这样才使铝金属的使用范围得到迅
速扩大。
随着人类对金属矿产整体认识的不断提高，在此阶段上新金属广泛的使用使各种生产工
具的发明和制造成为了可能。与此同时，不断加快的工具发明和各类生产机器的普及又
极大地刺激了新的合成材料的开发和使用。
钢的使用极大地推动了合金冶炼技术的发展，众多金属的发现又为合金技术的发展
提供了源源不断的新元素和新原料来源。众所周知，工业化社会的一个基本特征就是大
机器化生产，但是，如果没有各类金属合金的开发和利用，这种大机器化的生产是无
法实现的。例如，各类轻金属如铝和钛合金的发明极大地刺激了飞机制造业的发展。同
样地，没有铬、钛和钒等耐高温合金的生产，喷气发动机则无法取代涡轮发动机。实际
上，正是 20 世纪诸如镍、铬、钛、钴、钨及钼等各类合金的出现，才使大批采掘、制
造、交通运输等机械产品与武器的生产成为可能。
2．非金属合成材料 ．
非金属合成材料是由无机和有机两大非金属矿物所组成。这也是合成材料中最具风
采和最富发明的一类。
(1)无机合成材料。水泥不仅是无机合成材料，而且也是包括金属和非金属在内整个
合成材料中的最大产品。作为一种水硬性胶凝材料，水泥是一种钙、铝和硅的无机合成
材料。与金属合成材料一样，人工水泥也是通过高温烧结而成的。1824 年第一座人
工水泥厂在英国建成。由于水泥能够广泛地应用于建筑、水利、道路、工业和军事设施
工程，因此水泥生产迅速得到普及。目前世界水泥产量为 15 亿吨(1996 年)，超出黑色
和有色金属产量的总和。
在无机合成材料及产品中，化肥的产量仅次于水泥。由于人类生存始终保持着对培
植植物(小麦、玉米、稻谷、大豆、各类蔬菜及水果等)和驯化动物(猪、牛、羊、家禽和各
类水产等)等基本农业产品的依赖，因此，在耕地面积有限的情况下，化肥生产和使用便成
为农业发展的一个有力的保障条件。
同样地，现代科学技术如航天、激光、能源、计算机、电子通讯等的发展，都急切寻求
具有特殊性能的合成材料，如具有耐高温、耐老化、耐腐蚀、高强度和高导性(光、声、电、
磁、热及力)的功能材料，于是，超导材料、光导材料、新型陶瓷材料和各类敏感元件材料
便应运而生了。
(2)有机合成材料。有机合成材料是建立在碳及其衍生物基础上的聚合物类矿产品，其
基本原料主要来自于煤炭、石油和天然气。
有机合成材料的制造最早始于 19 世纪 70 年代。主要是通过碳化钙(电石)和水的反应来
合成乙烷和乙烯等基础合成材料。进入 20 世纪后，随着廉价石油的发现，煤炭原料的主导
地位迅速丧失。此后，有机合成材料的发展很快从低碳分子进入到高碳分子的生产(裂解)和
聚合阶段。到了 60 年代，世界有机合成材料的 80％。90％是在以石油和天然气为原料的基
础上生产的。
如果说无机合成材料是以重量彰著的话，那么，有机合成材料则是以品种多样化而占据
合成材料之首。迄今为止，人类社会所生产出的各类有机合成材料已经超过 500 万种，其中
以塑料、橡胶和化纤三大高分子合成材料最为重要。由于有机合成材料具有多种优良性能，
诸如比重小、强度高、耐腐蚀、绝缘性能好等，因而常常成为金属合成材料的替代物。目前，
有机合成材料已成为现代社会生产和生活中消费需求最大的合成材料。
二、矿物燃料
尽管人类学会制造工具已经有很长的历史，并且在大约 5000 年前就学会通过自然能(如
风能和水能)来获取所需的能量。但是，使用各类工具进行社会生产的能量主体依然来自植
物、动物和人类自身。科学研究表明，在农业社会里，人类所获得的总能量的 85％以上是
来自于植物、动物和人，其他则来自于自然能。有鉴于此，农业革命便成为了一个人类逐渐
控制和提高生物能量转换器(植物、动物和人)的供给过程。从这一观点出发，工业革命与农
业革命的一个显著区别就在于，高效而无生命的物质能量转换器取代了低效而传统的生物能
量转换器，从而使人类社会跨入到了现代能源消费和供给体系时代。而这种无生命物质就是
现在人们通常所说的矿物燃料。
矿物燃料是指自然界中存在于地下的以液态、气态和固态化合物为主的可燃性矿物。根
据矿物的元素成分及成因，又可分为化石燃料矿物和放射性燃料矿物(或核能燃料矿物)。其
中，化石燃料是指埋藏地层中不同地质年代的动植物遗骸，在温度、压力和微生物的长期作
用下形成的一种矿物燃料。这种矿物燃料包括煤炭、石油、天然气、油页岩及油砂等。放射
性燃料矿物则是指自然界中含有天然放射性元素的矿物，如铀。
工业革命是从蒸汽机的使用开始的。18 世纪下半叶，詹姆士·瓦特完善了以前的发明，
制造了人类第一台蒸汽机。1785 年以后，蒸汽机开始用于工业。1820 年蒸汽机使用的领域
已经扩展到了冶金、纺织、轻工食品和采掘业。从此，蒸汽机成了工业革命的有力象征，而
驱动蒸汽机运转并使这个象征发出耀眼光芒的就是煤炭。19 世纪末，在迈克尔·法拉第、爱
迪生等人的发明基础上，诞生了世界电力工业。此后随着输变电技术的成熟，电力工业
的发展更加刺激了矿物燃料开采业的发展。
作为人类大规模使用的第一种矿物燃料，煤炭所提供的能量可以广泛用于加热、照明、
海陆运输以及各工业部门。煤炭成为完全居于所有商品之上的物质产品。它是国家和地区发
展的基本能源，是人类社会获得不断成功的万能助手。有了煤炭，几乎任何成功都是有可能
的或易如反掌的；没有它，人类就要被抛回到从前的贫穷困顿之中。
煤炭是促使工业革命诞生和传播的极其关键的矿物燃料。煤炭意味着人类社会的能量供
给开始从生命物质进入无生命物质的矿物燃料时代，并最终使人类走上了一条开发新能源的
道路。
与煤炭相同，人类对石油和天然气这两类矿物燃料的认识和利用可以追溯到距今 3000
年前。据记载，中国是最早进行石油和天然气开采与利用的国家之一。其中周朝时期(公元
前 11 世纪。前 771 年)的《周易》一书就有“泽中有火”的描述，西汉(公元前 206 一前 25 年)
时期中国已经有了天然气井，而石油一词则始见于北宋时期(960—1127 年)沈括所著的《梦
溪笔谈》。尽管如此，对石油和天然气的大规模开发和利用还是在工业革命开始以后。
19 世纪 50 年代，苏格兰人詹姆斯·扬建立了炼油基本理论。1859 年美国人爱得温·德雷
克的石油钻井成功。紧随其后的就是天然气。从此，石油和天然气成为了矿物燃料家族的新
成员。在汽车工业、化学工业和城市化发展的作用下，石油和天然气在矿物燃料中的地位有
了迅速提高。到了 20 世纪中期，由于人类掌握了通过核裂变和核聚变获得能量的方法，矿
物燃料家族的成员规模再一次得到扩张。
矿物燃料家族的成长说明了人类支配自然能源过程的加快。这种加快不仅反映在矿物燃
料消费总量的增长方面，而且也反映在人均消费占有程度上。19 世纪中期，世界一次能源
消费总量(包括水电和核电)只有 1．3 亿吨(标准煤炭当量，下同)；刚进入 20 世纪时，一次
能源消费总量也不足 8 亿吨；到了 1995 年，全世界一次能源消费总量便超过了 120 亿吨(图
1—2)。受此影响，世界人均一次能源消费水平则有了较快增长。与 1860 年时相比，世界人
均一次能源消费水平增长了近 19 倍(图 1—3)。
图 1—2 世界一次能源消费总量与人口增长变化(1860～1995 年)
图 1—3 世界人均一次能源消费水平变化(1860～1995 年)
人类在进入 20 世纪 50 年代后，世界各国相继面临着人口、资源和环境问题。人口激增、
资源枯竭和环境恶化已经成为威胁人类生存和发展的重大问题。人类的生存和发展受到环境
因素的影响和制约。如果人口增长过快，人口数量超过了自然资源和生存空间的容纳能力，
人口必然会遭到强制性和灾难性的数量减少。尽管人类有着与动物具有本质区别而高度发达
的大脑和聪明的智慧，但人的能力毕竟是有限的或者是特定的时间内是有限的。
从目前全球人口态势看，人口数量正加速增长，特别是自第二次世界大战结束以来，世
界人口增长迅猛。从人类产生到公元 1800 年前后，人类经过了大约 300 万年漫长的发展，
人口数量才首次突破 10 亿大关；到 1930 年时，经过了近 130 年的时间，人口数量就超过
了 20 亿；到 1960 年，经过了短短的 30 年时间，地球上的人口数量就增加到了 30 亿；随后，
人口增长速度进一步加快，到 1975 年，只用了 15 年时间，人口数量就增加到了 40 亿；在
12 年后的 1987 年，世界人口正式步人 50 亿。目前，2010 年世界人口已经超过 68 亿。
人口的增长，特别是发展中国家的人口迅速增长已经给许多国家的经济和社会的发展带
来沉重的包袱。人口的过快增长意味着人类对资源的需求不断增加和对资源的消耗日益加大。
对于可再生资源，如果人类的利用超过了资源的再生能力，资源的再生能力就会退化和消失，
从而导致资源的消失。对于不可再生资源，其总量在地球上的贮量是一定的。如果人类对不
可再生资源的消耗过大，不仅会影响到本代人的生存，而且会使后代人失去生存的条件和发
展的基础。
自工业革命以后，特别是自本世纪以来，随着科学技术的迅猛发展，人类对资源开发的
强度和利用程度达到了空前规模，世界上许多资源因此而面临着退化和枯竭的危险.土地是
地球上最重要的自然资源。根据联合国估计，世界上每年有 600 万 hm2 土地退化为沙漠化地
区，每年 2100 万 hm2 的农田由于沙漠化而变得完全无用或近于无用的状态。土地资源，特
别是耕地面积的减少直接影响到世界粮食的安全。
第四节 收获与代价
地球所在的太阳系有九大行星。每个行星在围绕太阳做自转运动时都形成了黑白两
个半球。对人类生存的地球而言，这种白天和黑夜的划分决定了包括人类在内的所有生
物的运动方式和生存法则。换句话说，黑白相伴是一切事物发展的必然法则和规律。从
这一观点出发，在人类最初开始进行矿产资源的开发与利用时，收获和付出就是同时存
在的。遗憾的是，尽管人类在进行矿产资源开发与利用经历了很长的过程，但是在取得
对“收获和付出同在”这一法则的共识方面却是 20 世纪 70 年代以后的事。
一、收获
应当说，在矿产资源开发与利用所产生的收获和付出两个方面，人类对前者的认识
要远比后者的多。通常，人类开发与利用矿产资源的收获主要表现在人口规模和 GDP
增长以及城市化发展三个方面。
(1)人口规模增长。
全球人口变化趋势
0
10
20
30
40
50
60
70
80
18
00
19
00
19
30
19
60
19
75
19
87
19
99
20
10
20
12
人口
由于历史资料的获取在目前依然是一件十分困难的事，因此，通常的做法是对不同生存
环境条件下人口数量增长规模的变化进行推断，并加以逐一验证。
图 1—4 表明，按照基本满足以狩猎、捕鱼和采集野果为生的人类需要的生存空间计算，
农业革命以前地球上人口总数的最大量不会超过 2 000 万人。多数人口专家认为，当时世界
人口总量大体在 200—1 000 万人之间更为实际。 ·
图 1—4 世界人口长期增长变化过程
对新石器的掌握在很大程度上改善了人类的生存环境。农业革命的最终结果使人口规模
突破了旧石器时代的极限。到工业革命前的 1750 年，全球人口可能达到了 6．5～8．5 亿人。
而此时世界人口的 80％集中在亚欧大陆。从某种程度上讲，8．5 亿人是农业革命阶段世界
人口历史的最大值。
工业革命标志着世界人口增长进人了一个崭新阶段。建立在大规模矿产资源开发之上的
快速社会财富积累，为以后出现的人口爆炸奠定了可靠的物质基础。从规模增长看，在工业
革命发生后不到 100 年(1850 年)间，世界人口便达到了 11 亿人，1900 年又增长到了 16 亿
人左右，1950 年上升至 25 亿人，1995 年则翻倍到 57 亿人。从增长速度看，1750—1850 年
间世界人口的年均增长速度不到 0．3％，1850～1900 年间为 0．7％，1900—1950 年间则达
到了 1％，1950～1995 年间则进一步上升到 1．7％。显然，没有大规模“石头”开发与利用
所提供的巨大动力，世界人口无法完成这种增长的加速运动。
(2)人均 GDP 增长。
在人口总量增长确定之后，决定人均 GDP 增长及变化的关键便取决于对 GDP 总量的把
握方面。目前，通常的做法有两种：一种方法是直接判定方式，即按每人的基本食物和其他
生存物质获取情况计算；另一种方法是根据国家和地区基本物质产出能力和环境变化条件来
计算。上述两种方法可以相互补充和相互验证。
图 1—5 中表明，按 1990 年美元(盖一凯美元，下同)计算的话，估计农业革命以前人均
GDP 不足 100 美元，完全用于维持人类生存的最基本食物保障之用。
进入农业社会后，人均食物供应和居住条件有了一定程度的改善，人均 GDP 大体在
300—400 美元。最大可能为 350 美元。尽管如此，人类社会生产还只能维持极为一般的生
活水准，因此还谈不上什么财富积累。
图 1—5 世界人均 GDP 增长过程(1500～1995 年
按 1990 年盖一凯美元计算)
进人工业化社会后，人类社会财富的积累速度则出现了大大加快的趋势。1850 年，世
界人均 GDP 较工业革命前增长了 1 倍以上，达到了 650 美元，1900 年便突破了 1 000 美元
大关，1995 年更攀升到 6 483 美元的高峰。与人口总量增长相同，人均 GDP 的增长也呈现
明显的加速上升轨迹。1750。1850 年间，世界人均 GDP 的年均增长只有 0．7％。1850。1900
年间便上升到了 0．9％，1901—1950 年间为 1．0％，1950—1995 年间为 2．1％。
(3)城市化发展。
人文景观是一种自然景观的再造和延伸。作为人文景观的一个最重要的集合体，城市的
产生、发展和演进则完全取决于人类利用和开发自然资源及环境的程度。
在新石器时代，农业革命不仅改变了人类的生产方式，而且也改变了人类的生活方式。
人类开始从不断的迁移生活方式转变为定居的生活方式。大约在公元前 5000 年左右，随着
手工业和商业的发展，一部分原始居民点逐渐扩大成为所在地区社会活动的中心，于是便形
成了早期的城市。
在有限矿产资源的开发和利用时期(石器时期和金属时期)，以土地资源为本的农业社会
产出能力只能维持低水平的城市发展。在这种低发展水平时期，城市的数量少、规模小。例
如，13 世纪欧洲的城市居民很少有超过 5 万人的。此外，城市的空间分布大都集中在农业
发达地区。当然，在农业发达、交通方便的地区也曾建立起大的城市。如公元前 1～2 世纪
的罗马城有 100 万以上人口；中国西晋时的洛阳城，隋唐时期的长安城，南宋时的临安(今
杭州)城，均有数十万至上百万人口。尽管如此，工业革命以前，城市对孕育自己的母体——
农业社会生产——始终保持着一种依附的关系。
进人工业革命以后，城市发展开始进入了一个新阶段。
城市化是一个农村人口转变为城市人口的过程。实质上，当人类社会生产的自然要素投
入主体从土地资源转变为矿产资源时，城市化的发展便成为一种必然。体现这种必然的便是
城市数量的迅速增长和城市规模的急剧扩张。
以北美洲为例，1790 年城市数量有 12 座(>5 000 人)，城市人口为 390 万人，城市化率
仅为 4．0％。到 1970 年城市数量上升到了 4 461 座，城市人口为 2．25 亿人，城市化率高
达 69．2％。同样地，1800 年世界城市人口只有 2 930 万人，仅占世界总人口的 3％左右。
至 1996 年，世界城市人口便达到了 26．8 亿人，城市居民占总人口的比重(城市化率)也上
升到 46％。
从社会生产的角度看，城市是第二产业和第三产业的空间集聚场所，因此，城市化
的发展状态便代表着整个社会生产结构的演进程度。从矿产资源开发与利用的角度看，
城市化的发展意味着人类从生物资源消费为主转入到矿产资源消费为主的阶段。城市化
水平的高低则直接决定着社会矿产资源的占有程度。由于历史资料的不完整性，目前尚
无法进行大时间尺度的(即古代农业社会与现代工业社会的)全球城市化发展与矿产资源
占有程度的对比。但是，若考虑到世界现代城市化发展和矿产品消费方面所存在的巨大
地区差距，依然可以从不同类型国家的对比研究中得到相应的印证。为此，这里选择了
石油、煤炭、铁矿和铝土矿等四大关键矿种为代表进行有关城市化发展水平的对比(表 l
一 1)。
表 1—1 世界不同类型国家城市化发展与矿产品消费水平对比(1997 年)
＼＼ 项目
＼ 总人口
城市化率 人均消费水平(公斤，人)
地区＼
＼
(万人) (％) 石油 煤炭 铁矿石 铝土
矿
低收入国家 323 358 69 48
中等收入国
家
2
574
568 162 146
高收入国家 5
670
1
2J70
45l
860
t!t~- 680 548 150 194
资料来源：uN，EnergySmt／a／es Yearbook，1997；Wor／d 胁剐 Stat／a／cs Yearbook，
1997．
分析的结果表明，随着社会城市化水平的加快，各类矿产品的人均消费水平也出现急剧上
升的局面。结论是显而易见的。城市化水平越高，社会的矿产资源占有度也就越高。
与地球上其他多数物种一样，人类长期保持着“日出而作，日落而息”的生活习惯。然而，
随着工业化的快速发展和对矿产资源、特别是能源矿产利用和开发能力的不断提高，这一原
始生活习性也迅速被“日出而作，日落也作”的现代生活习性所替代。而不断营造着这种现代
生活习性环境的就是城市化发展。
2000 年，美国国家宇航局拍摄了一幅名为《夜色下的地球》的精美遥感图片(图 1—6)。
图片清晰地显示，在漆黑的夜晚，地球陆地表层的众多部分却是白光点点，大有“疑是银河
落九天”的感觉。在地球表层的点点繁星之中，以城市化发展程度最高的北美和欧洲大陆最
为耀眼。试想，若没有庞大的现代能源资源开发、生产与供应系统，人们如何来发展和丰富
自己的夜生活。实际上，正是这种生活习性的改变使人类彻底摆脱了原始动物种群的行列，
成为地球上一个最具有自主性的特殊物种。
图 1—6 夜色下的地球(2000 年遥感成像图)
二、代价
与收获相同，人类利用和开发矿产资源所付出的代价也有一个逐渐增大和积累的过程。
譬如，从石器时代到金属时代，经历了数千年的农业革命，欧洲广袤的原始森林变成了大片
的麦田，绿色的西方变成了金色的西方。同样地，在大体经历了相同长的历史时期后，中国
长江中下游地区也从无垠的沼泽地带变成了桑塘鱼米的富饶之乡。这种土地覆被和利用的变
化不仅从根本上改变了这些地区的自然景观，而且也从根本上改变了原有自然能量交换的形
式。
如果说，因为缺乏可信的基础数据，对农业社会矿产资源开发与利用所付出的代价尚无
法作出明确判断的话，那么，当人类进人工业化社会后，大规模的矿产资源开发和利用所付
出的代价则成为有目共睹的事实。这种代价就是整个人类生存环境的恶化，其主要代表便是
温室效应、水环境恶化和固体废弃物污染。
(1)温室效应。
温室效应不仅是大气污染的一个最突出的代表，而且是生态环境代价中最具全球化威胁
的一个问题。气候观测显示，在过去的一个世纪里，地球气温上升了 O．3~C～0．6~C(图
1—7)。导致气温上升的主要是二氧化碳、甲烷、一氧化氮、氧化亚氮、氯氟烃等温室气体，
其中二氧化碳和甲烷两类气体的比重占到了 83％，它们主要来自矿物燃料为主的能源消耗
排放。同样地，根据美国环境保护局的报告，大规模的矿产资源开发和利用以来，主要温室
气体分别增长了 1—400 多倍，其中以碳氢矿物为主的能源利用贡献度为 49％，工业制造业
为 24％，森林砍伐为 14％，农业种植业为 13%。
工业革命以来，全球能源的利用规模随着经济扩张和人口增长而迅速上升。预计这一上升
趋势在 2l 世纪初的数十年间将继续下去。根据模型计算，2010 年的世界能源消费规模较目
前可能增长 20％一 25％。受此影响，届时二氧化碳的排放水平将比工业革命前翻一番，地
球表面平均温度也将上升 l℃～3．5'：12。这比过去 1 万年中发生的变化还要迅速得多。
(2)水环境恶化。
同大气的温室效应一样，水环境的恶化也是 21 世纪全球人类生存所面临的重大挑战之
一。这一挑战主要来自淡水资源的短缺和水生生态环境的破坏两个方面。
总体而言，淡水资源的短缺是由先天发育和后天发展两个条件的合成结果而造成的。从
世界范围看，淡水资源的供应是充分的。但是，由于淡水资源的时空分布极不均衡，特别是
与人口的分布状态极不吻合，因此，淡水资源的不足就成为大多数地区和国家发展的制约因
素。
很明显，淡水资源的短缺是资源供给能力和需求之间失衡的必然结果。根据联合国淡水
资源短缺的评价标准计算，世界上有 1／3 以上的人口面临中等至严重缺水。据估计，到 2025
年时，中等和严重缺水的人口将增加到世界人口的 2／3，严重的问题还不止于此。
水污染使许多可利用的水资源被破坏，极大地加剧了水资源短缺地区问题的严重性。目
前，许多发展中国家正面临着各种水污染问题，如富营养化、重金属、酸性、难降解有机污
染物(POP3)等，更不用说未经处理的大部分生活污水。这种情况在快速城市化发展地区显得
尤为突出。更加糟糕的是，作为城市用水主要来源之一的地下水，同样没有逃脱被污染的厄
运。遗憾的是，建立在矿产资源开发和利用基础之上的矿业开发、矿产品加工和制造业生产
恰恰是地下水的最大污染源。
从全球范围看，淡水系统(河流、湖泊和湿地及生长于此的多样化生态群落)是相当有限
的。这些系统的面积只占地球表层总面积的 l％。尽管如此，淡水系统又是地球上各类系统
中最具生命活力、动植物种群最为繁茂、物种数量最多的一种。淡水系统除了拥有丰富的生
物资源外，对人类的发展同样是至关重要的。实际上，无论是在农耕时代。还是在工业生产
时代，大多数内陆及沿海城市都是在江河流域或是湖泊区域内发育和成长的。然而，在
进人大规模矿产资源开发和使用时期以来，为了农业灌溉、城市生活、改善航道和能量获得
所进行的各类水工建设，特别是大坝和运河建设，使淡水系统蒙受巨大的损失。
据世界银行统计，1950 年世界上有 5 270 座大坝，到 1980 年便上升到了近 36 500 座。
与此同时，因航运而改造的河流数目也从 1900 年的不足 9 000 条增加到近 50 万条。这些水
利工程设施建设的影响不仅彻底改变了淡水系统的动力循环方式，而且直接破坏了水生系统
多样化物种及人类自身的生存环境(图 l 一 8)。
图 1—8 因开发航道而改造的天然河道长度(1680～1980 年)
资料来源：J．B．Abramovitz．1996．Imp~ed Water，Impoverished Future：
k Decline 0fFreshwater Ecosyst℃．Worldwatch Paper N0．128,Worldwatch
nstitute，wasllin 鲫，D．c．)
(3)固体废弃物。
与其他自然资源要素相同，矿产资源的开发和利用涉及到了人类社会生产与生活的整个
过程。因此，固体废弃物的排放也就贯穿于矿产资源开发和利用的整个过程。 从资源开发
的角度看，目前全世界每人每年直接消耗的矿产资源数量在 2。16 吨。如果考虑到由于资源
开发和基础设施建设所造成基础开发与水土流失的隐性消费物在内的话，那么人均每年的矿
产资源总消耗数量将达到 4—42 吨以上。例如，在德国，为每一个公民生产一年消费所需的
能源，要搬走和回填 29 吨以上的岩石及表土，这当然不包括燃料本身的搬运及其造成的污
染。由于矿产资源开发过程中(如采掘、表土移动、流失等)所产生的这种隐性消费物不作为
可供购买的商品进入经济过程，因此也就不能进人国民经济核算体系中来，所以，这种隐性
消费往往会被忽略。然而，实际上这些隐性消费物的数量却通常能占到矿产资源总消
耗量的 75％以上。就矿产资源开发对环境的影响而言，如此庞大数量的隐性消费物对环境
的影响是极其重要的，因为这种隐性消费物实实在在地存在着，其对环境变化所产生的影响
远远超出人们的预料(表 1—2)。
从资源开发和利用的角度看，生产与生活垃圾对人类生存环境的影响似乎更为直接和明
了，因为这类固体废弃物主要来自于高密度人口集聚的城市地区。由于工业化和城市化进程
的空间差异，目前发展中国家和发达国家的城市人均固体废弃物(垃圾)每年的产生量为
0．2。1．5 吨。随着合成材料使用量的增长，城市废弃物的有毒物质成分出现明显上升趋
势。因此，对这些固体废弃物进行无害处理的成本也随之上涨，每吨大约需要 2 万美元左右。
如果采取简易的堆存和填埋方式，则会置城市于垃圾的包围之中，这恰恰是发展中国家城市
地区的一种常见情景。
表 1—2 主要矿业生产部门的基本环境影响
部门 大气 水 土壤，土地
化学制品
(无机和
有机化合
物，不包
括石油产
品)
颗粒物、S02、
NOx、CO、CFC,、
VOC。和其他有机
化学品气味的排放
1．生产用水和冷
却水 使用
2．有机化学品、
重金 属、悬浮
性固体物、 有
机物质及 PcB8
的排放
1．化学生产废料
处理
2．空气和水污染
处理产生的污泥
处理问题
水泥、玻
璃、陶瓷
1．水泥：粉尘、NOx、
C02、 铬、铅、CO
2．玻璃：铅、砷、
S02、钒等
3．陶瓷：二氧化硅、
S02、 NOx、氟化
物
油和重金属污染
的生产用水排放
1．原材料的提取
2．金属和废物造
成土壤污染的处
理问题
金属和
矿物开采
1．生产及运输中的
粉尘排放
2．净矿砂干燥时产
生的金属排放
1．高酸性废矿水
对地
表及地下水的
污染
2．金属采掘中所
用的化学品污染
1．大规模的地表
破坏和侵蚀
2．熔炼废渣造成
的土地退化
钢铁 1．S02、C02、硫化
氢、P 砒、铅、砷、
镉、铬、铜、汞、
镍、硒、锌、有
机化合物、
PCDDdPC—
nil、PCB,、粉尘、
颗粒 物质、碳氢
化合物、酸雾的排
放
2．接触紫外线和红
外线 辐射、电离
辐射
1．生产用水的使
用
2．有机物质、焦
油和油、悬浮性
固体物、金属、
苯、酚、酸、硫
化物、硫酸盐、
氨、
氢化物、硫氰
酸盐、 氟化物、
铅、锌的排 放
炉渣、污泥、油
脂残
渣、碳氢化合物、
盐、硫化物、重
金属、土壤
污染和固体废弃
物处理问题
有色金属
冶炼
颗粒物、S02、Nq、
CO、硫
化氢、氟化氢、铝、
硒、
镉、铬、铜、锌、
汞、镍、
铅、镁、PAHs、氟
1．含有色金属的
洗涤
溶剂用水
2．含有固体、氟、
碳氢
化合物的气体
洗涤
1．排放出的各类
精选
的尾矿处理
2．污泥、电解电
池涂
料所产生的土
壤污
化物、二
氧化硅、锰、炭黑、
碳氢
化合物、气溶胶的
排放
剂废水排放 染和废物处理
问题
部门 大气 水 土壤，土地
煤炭开采
与初加工
1．采掘、储运产生
的粉
尘排放
2．堆场煤炭和矿渣
白燃
所产生的 c0 和
S02
的排放
3．地下岩层产生的
CI-h
的排放
4．爆炸及水灾危害
高盐分或酸性
矿水造
成的地表水和
地下水
污染
1．大规模的地表破
坏
和侵蚀
2．采掘区的地面下
沉
3．大型矸石和各类
废
弃物堆放所造成
的
土壤退化
石油加工 1．s02、N 哦、硫化
氢、
nc．、苯、cO、
C02、颗
粒物、PAH、硫
醇、毒
性有机化合物及
气体
的排放
2．爆炸和火灾威胁
1．冷却水的使
用
2．HCB、硫醇、
苛性碱、
油、酚、铬、
气体洗
涤剂的废水排
放
各类固体危险废弃
物、催化剂和焦油
的
排放及处理
注：此表根据(WH083)《可持续发展中的健康与环境：地球首脑会议后的五年》
(WHO，日内瓦，1997 年)表 3 一 lO 修改而成。
第五节 结 论
作为地球表层生物圈中最具活力的物种，人类在其诞生后不久就开始了一场至今仍
在继续的矿产资源利用与开发革命。
尽管最初降生到地球上的人类十分弱小，但他却依赖着自身的智力与天然石头的长
期结合，最终登上了地球万物之主的地位。实际上，人类社会的发展正是一部记载矿产
资源利用和开发历史的《石头记》。而组成《石头记》这部人类社会发展巨著的最基本
章节便是石器、金属和合成材料三大时代。
石器时代是人类矿产资源利用和开发历史中最为漫长的阶段。在这个阶段中，人类
最初认识并学会利用周围的石料进行简易工具的模仿打制。石器的发明和使用使人类坚
定了这样一个基本信念：即在整个自然界中，矿产资源是人类生存与发展最为可靠和最
为得力的朋友。当新石器时期把人类从旧石器时期的愚昧解放出来后，农业革命的成功
和生存环境的改善使人类更加坚定了对矿产资源利用和开发的信念。
金属时代意味着人类与矿产资源的关系从利用进入到开发的新历程。冶炼技术的发
展和成熟为人类智慧的发挥提供了更为广阔的活动舞台。铁器取代铜器极大地增强了人
类开拓生存空间的能力和欲望。在新一轮的探险过程中，人类迈出了旧有文明的疆域，
新大陆的不断发现最终使人类社会的主体从原始森林地带定居到广阔的平原地区。农业
社会最终走向了成熟。
人类社会进入到工业革命时代意味着大规模矿产资源开发阶段的到来。合成材料和
矿物燃料成为这一阶段的最集中代表。它们成为人类社会现代文明发展的最重要的物质
基础。在现代文明中，社会所生产出的每一件产品(即使是非矿物产品)都成为人类智能
的载体。而不断涌现的各种合成材料和占据主导地位的矿物燃料，只是意味着人类智能
与矿产资源最终融为了一体。
大规模矿产资源开发对人类社会的影响是以往任何时代所不能比拟的。一方面，明
显加快的人口数量增长和急剧上升的财富积累成为了社会经济发展的集中体现。另一方
面，城市化的扩张完全取代了以土地开拓为主的空间组织形式。决定国家和地区的发展
差异已经不再是耕地的富饶程度和产出多少，而是取决于对矿产资源的开发和利用程度，
以及城市化发展水平的高低。同样重要的是，由于人类大规模的矿产资源开发和利用仍
然处于初级阶段矿物未尽其用所产生的负面效应现象普遍存在。在当今世界上大气质量
的恶化、水环境污染的加剧和固体废弃物的困扰，已经对人类现代文明的发展提出了越
来越严重的挑战。显然，矿产资源的合理开发和使用将成为未来人类社会持续发展所要
解决的最紧迫和最为关键的问题。
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