中文名:漫談礦產資源

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資料識別:
系統編碼:0b00000181f4c785
資料類型:
紀錄類別:地質學習資源
著作者:
作者:何恭算
主題與關鍵字:
主題:地質
描述:
簡介:漫談礦產資源      自史前人類使用金屬開始,便是文明的開端,從銅器時代、鐵器時代,以至今日的高科技時代,絕大多數製造器具與機器的金屬原料,都是從礦物中冶煉而來。由於近十餘年來工業高度發展,能源需求驟增,如何將礦產資源善加利用,並積極開發新的替代能源,實為現今人類必須面對的重要課題。      礦產資源的特性與分類礦產資源是指儲藏在地球內有經濟開採價值或潛在價值的自然資源。其中大部分是無生命,也是無法更新的資源,雖部分係來自有機生物,但以無機結晶物質為主。根據礦產資源的特性,可區分為三大類型:     (1)燃料資源——包括煤、石油、天然氣、鈾礦。     (2)金屬礦產——包括金、鉑、銀、鋁、銅、鉛、錫、鋅、鐵、鉻、鈷、錳、鎳、鉬、鎢、釩等,這些金屬都是由礦物中冶煉而來。例如:鐵主要來自赤鐵礦、針鐵礦(圖1)、磁鐵礦、菱鐵礦;而銅係從斑銅礦、輝銅礦、黃銅礦、自然銅、硫砷銅礦、孔雀石等含銅礦物中提煉出來。     (3)非金屬礦產——包括大理岩、石灰岩、蛇紋石、石膏、石棉、黏土、長石、石英、鋁土礦、白雲石、螢石(圖2)、硫磺、重晶石、石墨、雲母、滑石、硝石、磷灰石及各類寶石等。這些非金屬礦產可用在建築及石材材料、陶瓷器原料、冶金化工及耐火材料、工業及製造用材料、肥料原料、寶石配飾等方面,應用相當廣泛。     礦產資源的成因:以煤和油氣為例      礦產資源乃是經過岩漿活動、變質過程、風化侵蝕、沈積搬運或熱液流動等地質作用,使一些元素或物質匯聚,若富集到一定程度而有開採價值時,便形成礦床。以煤礦和油氣為例,煤是一種成層且可燃燒的有機物質,它的形成是植物被泥沙快速淹沒,經長時間壓埋,並發生氧化及細菌或微生物為主的分解作用,使腐爛的植物轉變為褐黃或褐黑色的泥煤;若溫壓增高,水分及氧、氫、氮等揮發成分逐漸被排除,則相繼轉為褐黑色的褐煤、黑色的煙煤和光亮無煙的無煙煤。煤級愈高,所含的揮發成分愈低,含碳成分增加,熱能則相對提高。      石油與天然氣的形成,首先是大量浮游生物及海藻等有機物被埋藏後,形成油母質(沈積物中有機殘留物)。經上覆物質不斷壓埋,在缺氧環境下經細菌作用將碳水化合物中的氧逐漸消耗掉,隨著地溫和壓力升高,經過數百萬年後,脂肪、碳水化合物等有機物逐漸裂解成油氣。若形成液態碳氫化合物,是為原油;若溫度增高,則形成以甲烷為主的天然氣。      油氣通常是在含有豐富有機物的黑色頁岩層中生成,是為生油層;因生油層無太多的孔隙可儲存油氣,所以必須移棲至砂岩或石灰岩等高孔隙率的儲油層中。而在儲油層上方,必須具備緻密的封閉層,方能把原油或天然氣留住、儲存,一般常見的儲油氣封閉構造包括背斜或斷層的構造封閉、地層封閉等。這些良好的地質封閉構造將大量油氣聚集,而形成具有經濟價值的油氣田。     尋找新礦源      過去重要的礦產資源多數是在陸地上開採使用,面對日以遽增的需求,世界各國除持續在陸地探勘外,也將觸角延伸到寬闊的海洋,以加速對內太空之礦產資源的開發。海洋中的礦產資源包括海水中的金屬與非金屬礦產;海灘的砂鐵、砂金和寶石礦等重礦物;大陸棚的石油、天然氣、磷灰石、海綠石、重晶石、碳酸鈣等,以及深海海床所蘊藏的錳核。 錳核是一種富含錳、鐵、鈷、鎳、銅、鉛、鉬、釩、鈦等元素的團塊,其中含錳量平均可高達18%,由於這些金屬元素在工業上是相當重要的原料或合金材料,所以在金屬需求量大增的現今科技時代,錳核已倍受矚目,被視為一項具有經濟潛能的礦產資源。錳核是由英國研究船挑戰者號於1879年進行環球探測時首先發現,我國第一艘從事海洋探勘的研究船九連號,也曾在台灣東部之菲律賓海水深達2,900及5,700公尺兩個測站採得大小約10~20公分的錳核標本(圖3)。錳核雖然在中洋脊、火山脊或大陸斜坡也有出現,但主要還是分布在4,000公尺以上的海底盆地,在太平洋、大西洋及印度洋大約就有一千五百萬平方公里的海底被覆蓋。它通常以球形居多,直徑大約2~5公分,呈棕色或黑色,質地易碎,具洋蔥狀結構為其特徵,而其生長速率極為緩慢,估計在一百萬年的時間,才僅僅增厚1~40公釐。      關於錳核之物質來源有幾個可能路徑,包括從海水沈澱而來、深海火山作用所產生之熱水溶液中沈澱、深海火成岩及碎屑風化而來,或沈積物中錳的再游離而沈積於水和沈積物界面上。由於錳核位處深海海床,打撈不易,且冶煉仍存在問題,所以至今尚未進行大規模開採。     開發新能源      近來石油價格飆漲,各國除了在節約能源上擬訂對策,並研發新產品外,同時也積極地投入替代能源的開發。尤其是許多工業先進國家,絕大多數的石化能源都仰賴進口,對替代能源的開發更為積極。新能源包括風力發電、太陽能發電、潮汐發電、海洋溫差發電,甚至是利用大豆提煉供引擎使用的生物柴油,或是用城市和工業廢棄物或動物糞便等生物能源,林林總總,五花八門,其目的無非是開發更多的能源替代品。雖然目前新能源的利用占能源供給的比率仍非常的低,但是為了擺脫傳統能源的束縛,替代能源仍受到國際的重視,並鎖定作為開發的目標。      礦產資源乃是不可再生的資源,終有其枯竭的一天,面對這些問題,人類需要有高度智慧來解決。在開發新能源的同時,我們更應珍惜與善用礦產資源,讓這些有限的人類共同資產能維持得更長久些。 出處:國立自然科學博物館館訊,2006年,第222期,第6頁。
出版者:
數位化執行單位:國立自然科學博物館(http://www.nmns.edu.tw/)
來源:
數位化單位:國立自然科學博物館地質學組礦物
管理權:
典藏單位:國立自然科學博物館

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數位典藏相關業務聯絡人:謝玉鈴小姐
04-23226940*786
ling@nmns.edu.tw

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