【课外读物类】跨世纪知识城——谈矿产.pdf

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1、人类发现煤的历史相当长，我国是世界上最早用煤作燃料的国家。远在3 0 0 0 多年前，我们的祖先就已开始采煤，并用这种“黑石”来取暖，烧水煮饭了。在汉唐时代，就已经建立了手工煤炭业，煤在冶铸金属（利用热能）方面得到了广泛的应用。可这时，世界上的大多数国家还不知道煤是什么东西呢！煤在古代除了叫黑石之外，还有其他许多名称。如石涅啦，黑金啦，石墨啦，石炭啦，等等都是。那么，煤又是怎样形成的呢？人类发现和使用煤炭，虽然已有 3 0 0 0多年的历史了，但煤是怎样生成的，却是近几百年来才逐步弄清的。煤是由植物变来的，这已是我们谁也不会怀疑的事实。但煤里面的热能是从哪里来的呢？这就需要从植物说起了。原来，

2、绿色植物中的叶绿素，能够从空气中吸收二氧化碳，同时吸收太阳光；依靠太阳光的能量，把根部送来的水分解，放出氧气，而把氢气同二氧化碳发生一系列的复杂的化学反应，变成为植物生存所必需的物质各种各样的糖类。这个奇妙的过程就是我们通常所说的“光合作用”，正因为有了光合作用，植物才会越长越高。那么，绿油油的树枝、粗大的树干，是怎么变成黑色的像石头一样的煤呢？早在远古时代，地球上还没有人类。气候比现在也要温暖湿润得多，因而地面上到处生长着茂密高大的造煤植物。特别是在海边和内陆湖沼地带，由于这里终年积水，营养丰富，植物尤其茂盛。一开始，这些地方生长着的植物并不高大，但随着植物不断地生长和死亡，这些植物的遗体越

3、堆越多，使得水越来越浅，养料也越来越丰富。最后，这些地方发育了高大茂密的森林。森林一批批生长，又一批批地死亡。经过许多次的不断反复之后，植物遗体在这些地方越堆越多。在细菌的作用下，植物的遗体最终变成一种黑褐色或褐色的淤泥状物质泥炭。由植物遗体变成泥炭，我们把这一变化过程叫“泥炭化阶段”，它是煤即将形成的前奏。如果地球的表面和地壳真是永远不变的话，即使有了很多的植物遗体，煤仍是无法形成的。但我们知道，地球的表面从来没有安静过，常常发生频繁的地壳运动。如果地壳上升了，低洼的地方变成平地甚至高山，由于水分减少，植物将生长得少而慢，一般是无法形成煤的。如果地壳下降了，而且下降得很快的话，特别是当地壳下

4、降的速度超过植物遗体堆积的速度时，植物由于水太深而无法继续生长下去，那么，煤同样也是难以形成的。只有当地壳缓慢地下降时，植物才能不断地生长和死亡，泥炭层也才能不断地形成和加厚。而且有可能形成很厚的煤层。如果这里的地壳反复地上升和下降，则有可能形成许多煤层。在浅海和内陆湖沼，由于地壳下降，泥炭层会被陆地上的河流带来的泥沙掩埋，而且随着地壳的不断下降，覆盖在泥炭层上的泥沙会越来越厚，泥炭层会被掩埋得越来越深。这些被掩埋的植物遗体，经过长期的高温高压和细菌的作用，形成了褐煤。由泥炭变成褐煤的作用，我们把它叫做“岩化作用”。褐煤在高温高压下，将继续失去水分和挥发水分，碳会进一步增加，慢慢地变成了烟煤；

5、烟煤进一步变化，最后变成了无烟煤。由褐煤、烟煤到无烟煤的过程，最主要的变化就是煤里面碳的含量在不所以说，只有大量的植物是不够的；适当的、有节奏的地壳运动也是造煤的一个必要前提，二者缺一不可。说到这里，你对为什么把煤叫做“太阳石”这个问题应该弄清楚了吧！在地球形成和演化的整个地质历史上，曾多次出现过有利于成煤的地质条件。例如我国在石炭纪、二叠纪（距今 2.5 3.3亿年）和侏罗纪（距今1.4 1.9 5亿年）等时期，对煤的形成就很有利，我国的煤大都是这些时期形成的。把煤作为燃料烧掉，多少年来我们都认为这是天经地义的事情。近几十年来，随着社会的发展和科技的进步，人们才发现煤浑身都是宝。它不仅是一种

6、重要的能源，而且是一种十分重要的有机化工原料。那么，煤究竟有哪些用处呢？从前面的叙述中我们已经知道，“煤氏三兄弟”中变质程度最深的是无烟煤，它的发热量也最高。烧起来火力很强，烟尘很少，燃烧后灰渣也不多，是一种很好的燃料；烟煤虽说变质程度比无烟煤差，发热量中等，但它却是三兄弟中最有出息的一个，因为它不仅可以用来炼焦冶炼钢铁，而且还可以被气化、液化用于生产和生活的许多方面；褐煤变质程度最差，发热量也最低，但它却是很好的化工原料！那么，把煤作为化工原料又能干什么呢？要想知道这些，我们就首先必须知道煤焦油的来历。我们把煤放到炼焦炉里，隔绝空气，加热到 1 0 0 0 左右时，就可得到焦炭、煤焦油和焦炉

7、气这些产品。1 吨优质炼焦煤，经焦化，可得到 7 0 0 8 0 0 k g焦炭，3 0 4 0 k g 的煤焦油和 1 0 0多 k g的焦炉气。其中，焦炭是冶金工业的“粮食”，而且还可以用来生产煤气、电极、合成氨、电石等。电石除用于照明、切割和焊接金属外，还是生产塑料、合成纤维、合成橡胶等重要化工产品的原料。至于焦炉气么，首先它是很好的气体燃料，使用煤气这在许多城市里已是很普遍的了。其次它也是重要的化工原料。说来说去，最有用处的还是要数煤焦油了。它的用途真是丰富多彩，极为广泛。说来话长，1 0 0多年前，由于人们对它知之甚少，当时是把它当做废物倒掉的。光阴似箭，日月如梭，到了 1 9 世纪

8、中叶，随着化学工业的发展，人们才发现煤焦油原来成分极为复杂，多达 5 0 0 种以上。用它可以制造出千百种用途各异、色彩缤纷的化工产品。于是，煤焦油一下子成了有机化学工业珍贵的“原料仓库”。比如染料、香料、合成橡胶、塑料、合成纤维、农药、化肥、炸药、洗涤剂、除草剂、溶剂、沥青、油漆、糖精、卫生球等等。制造这些产品的原料都可以从煤焦油中获得。除煤焦油、煤气、焦炭外，就是一向被我们看作是废物的许多东西，今天也都是“宝贝”了。如燃烧煤过程中产生的硫氧化物，现在用它可以生产出优质硫酸；煤灰和煤渣，现在可以用来制造水泥等建筑材料。在煤灰里甚至还可以提取出大量的被誉为“电子工具的粮食”的半导体材料锗和镓。

9、噢！从煤里竟能得到这么多宝贵的东西，怪不得它被人们称誉为“万能的原料，黑色的金子”呢！可以说，从 1 8 世纪末到 2 0 世纪初的 1 0 0 年时间里，以煤为主要能源的世界，发生了科学技术、经济和社会的巨变，今天这个高度现代化的世界经济，就是在以煤为主要能源的基础上建立起来的。新中国成立 4 0年来，我国的煤炭工业发展十分迅速。1 9 9 0年我国原煤产量达 1 0.8 亿吨，比 1 9 4 9 年增长了 3 2 倍，是世界上产煤最多的国家。我国的煤炭资源分布十分广泛而又不均匀。主要分布在山西、内蒙古、南、黑龙江等省、区也不少，其中，尤以山西、内蒙古、新疆、陕西最为集中，北方仅山西、内蒙古

10、两省区的煤炭储量就占全国煤炭总储量的 6 0 以上。由于我国的煤炭资源主要分布在北方，因而我国的煤炭基地也主要在北方。全国年产量超过 1 0 0 0 万吨的 1 2 个大煤矿，有 1 0 个在北方。目前，我国最大的煤矿是山西的大同，年产量达 3 5 0 0 万吨以上，被誉为“煤都”。在大同的西南，有我国也是世界最大的露天煤矿山西平朔的安太堡露天煤矿，年产量达 1 5 3 3 万吨。它是我国现代化水平最高的煤矿，从剥离到采煤，从运输到选煤，全部是现代化设备。在这里，你可以看到世界上最大的斗容 2 5 m3的特大电铲，不停地把土和岩石剥掉，把煤挖出来。然后，通过我国第一条现代化铁路大秦铁路线，将煤

11、运到我国最大的煤炭转运港秦皇岛港。由此再转运到我国的东北、华东和华南等地区，支持着那里的社会主义建设。总之，我国不仅煤炭资源极为丰富，而且质地优良，品种齐全。通过广大煤矿工人的辛勤劳动，为我国的经济发展提供了充足的“粮食”。然而，随着工业的发展，煤炭的消耗越来越大。因烧煤产生的大量烟灰、飘尘和有害气体，污染了环境，人们逐渐转向比它更优越的新能源：石油。由于石油具有燃烧值高、灰分少、便于运输和使用的特点，1 9 世纪中叶，石油资源的发现开创了能源利用的新时代。尤其是 2 0 世纪 5 0 年代初，西方国家，首先是工业发达国家，加快了由煤炭向石油、天然气的转变速度，开始动摇煤炭在能源消费构成中的主

12、宰地位。5 0 年代中期，世界石油和天然气的消费量超过了煤炭，成为世界能源供应的主力，使人类利用能源的历史进入第三阶段石油能源时期。目前，大多数科学工作者都认为，石油是地质历史时期的低等生物大量沉积在浅海和湖泊中，在缺氧条件下变成有机质，再经过复杂的地质作用，汇集起来成为石油和天然气。那时，在一些深浅比较适当，水流较平静的浅海、河口和湖泊中，生长着大量的低等生物。这些生物死亡后，遗体堆积在较平静的水底上，和泥沙一起沉积到水下淤泥中，并不断地被新的泥沙掩埋。在这种隔绝了空气，缺氧的环境里，经过一些特殊的细菌作用，如在厌氧细菌的分解作用下，破坏了生物遗体中的碳水化合物的含蛋白质的化合物，在分解过程

13、中，一些气体和能溶于水的产物散失掉了，剩下的生物遗体部分，主要是一些碳氢化合物，便形成了有机淤泥。这些有机淤泥，在高温、高压和放射性元素、细菌的进一步作用下，逐渐转化成为分散的液态的石油和气态的天然气。刚刚形成的石油，它们都是一些很小的分散的油滴。通常这些小油滴是随着水的流动而到处流动的，它们从这个岩层“旅行”到另一个岩层，运动过程中，由于受重力作用和地壳运动产生的挤压力的作用，这些小油滴就被驱赶到上下都是较严密的岩层中，中间是多孔的砂岩或者中间多裂缝的岩石，前面又是严密而不易渗漏的页岩或泥灰岩的贮藏地。在多孔的砂岩或者有裂缝的岩石中，小油滴越聚越多，油田就逐渐形成了。石油和天然气的成分很相似

14、，它们通常都住在一起，所以凡是有石油的地方，一般都有天然气。由此可见，石油和天然气是古代生物遗体由于地壳运动被埋在地下，经过长期高压和细菌的作用而逐渐形成的。但近年来，有些科学家提出，石油和天然气是来自地球深处的原始甲烷。他们认为，地球形成之初，有大量的甲烷，这些原始甲烷气体从地球深处渗透到地球表层，这就是天然气；还有大量的甲烷在巨大的压力下转化为石油。科学家们称前者为“生物论”，后者为“甲烷论”，目前，大多数科学家倾向于“生物论”。埋藏在地下的石油，通过用钻机打井便可以开采出来。从地下开采出来的石油，叫原油。原油一般不能直接使用。人们认识石油和掌握石油的加工方法曾经历了很长的时间。我国是世界

15、上最早发现和使用天然气的国家。早在公元前 2 0 0 年，我国四川临邛县（今邛崃县）的劳动人民就已利用天然气来煮盐了。古代把天然气叫“火气”，把天然气井叫“火井”。我国是世界上最早发现和使用石油的国家之一。1 8 0 0 多年前，我国汉朝历史学家班固，在他写的汉书地理志中便说：“高奴有洧（W i）水肥可燃。”这段记载是说：高奴（现在的延安一带）有一条叫洧水的河，河水上有像油一样的东西可以燃烧。后来，关于石油的记载越来越多，名称也不尽相同，像石漆、石脂水、石脑油、火油、猛火油等等都是当时对石油的称呼。第一次明确提到“石油”这个词，是北宋的沈括。总之，我国是世界上发现和利用石油、天然气最早的国家。

16、不过，由于当时生产力水平的限制，对石油和天然气的使用是很有限的，通常只用它们来点灯、制烛、润滑、补在 2 0 0 多年前，人们开始用蒸馏的方法来提炼石油。如果我们来到炼油厂，看到的设备主要有两部分，一个是加热炉，一个是精馏塔。石油被不断地送到加热炉中加热，从加热炉中出来的石油蒸汽，又不断地被送入精馏塔的底部。精馏塔有几十米高，里面有一层一层的塔盘。石油蒸汽从塔底上升到塔顶，必须经过一层一层的塔盘，塔底温度高，塔顶温度低。石油蒸汽经过这一层一层的塔盘时，各种化合物就按沸点的高低，分别在不同的塔盘里凝结成液体。于是，石油家族的各个成员就被一一分开了。石油在炼油厂经过分馏之后，我们便得到了一系列的石

17、油产品：汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青我们知道，汽油是汽车、飞机的燃料，有的也用来擦洗机器和零件，或者作为油漆、皮革、橡胶等工业的溶剂；煤油是喷气式飞机的燃料，在没电的地方人们还用这来点灯照明；柴油和汽油、煤油一样，也是非常重要的燃料，像在铁路上风驰电掣般奔忙的内燃机车，在辽阔的海洋上乘风破浪的轮船，在田野里耕作和收获的拖拉机和收割机，以及驰骋疆场、所向无敌、被人们誉为“铁马”的坦克等，它们使用的燃料都是柴油；说到润滑油，那更是飞机、汽车、轮船、机器等离不开的东西；石蜡则成为制造蜡烛、蜡笔、蜡纸、洗衣粉、鞋油、凡士林等的原料；至于黑乎乎的沥青么，这恐怕是大家很熟悉的东西了，因为柏油马路就

18、是用沥青作为主要材料铺成的。此外，把沥青涂在铁路的枕木和电线杆上可以防腐，用沥青做的油毡可以防水等。这样，随着生产的发展，石油的需要量大量增加。同时，在美国、在中东北非等地区相继发现了巨大的油田和气田，国际石油公司随即投入了大量资金，急剧地扩大了石油的采掘业和炼制业，逐步形成了世界性的石油销售系统，大量石油涌入国际市场，进入生产和生活的各个领域。5 0 年代中期，西方世界石油和天然气的消费量超过煤炭；6 0 年代石油就占据了世界能源消费的首位；1 9 7 3 年达到 5 3。这是继柴草和煤炭转变后，能源结构演变的又一个重要的里程碑，是一场具有时代意义的能源革命，对促进世界经济的繁荣和发展起了非

19、常重要的作用。听到这里，你一定会惊奇地说：啊，石油原来有这么多的用途啊！其实，我们上面介绍的只是石油用途的一部分。也就是说石油、天然气目前是世界上主要的能源，约占世界能源消费总量的 7 0。但是，你可知道，石油和煤一样，把它作为燃料烧掉，实在是太可惜了，因为石油也是宝贵的化工原料。石油化学工业是现代化学工业的骄子，而石油化学工业的基本原料就是石油和天然气。经过长期研究我们已经知道，组成石油和天然气的主要化学元素是碳和氢。其中，碳占 8 4 8 7，氢占 1 2 1 4，其他元素约占 1。碳和氢互相结合在一起，由于碳原子和氢原子的多少不同，可以组成许许多多形状性质各不相同的碳氢化合物。我们通过对

20、石油和天然气进行加工，得到的主要是诸如“四烷”、“三烯”和“一炔”这些基本化工原料。“四烷”，就是甲烷、乙烷、丙烷和丁烷；“三烯”，就是乙烯、丙烯和丁烯；“一炔”，就是乙炔。有了“四烷”、“三烯”、“一炔”这些基本化工原料，我们对它们再进行加工，就可以制造出我们需要的成千上万种有机化工产品。下面我就简单说一说它们的一些主要用途：首先是大家非常熟悉的塑料。在我们的周围，用塑料做的东西真是到处可见，像凉鞋、茶杯、水壶、铅笔、雨衣、自来水笔、窗纱、桌布、电缆包皮、塑料薄膜、有机玻璃、救生圈、“万能胶”你一口气可以说出几十种甚至几百种。即合成纤维。你常见到的“尼纶”“绦纶”“腈纶”“维纶”“丙纶”，便

21、都是合成纤维。合成纤维除了可以做衣料外，还可以编织渔网，做缆绳、化肥袋子、传送带等。石油、天然气还是制造合成橡胶的原料。你一定在电视中看到过这样的情景：橡胶园的工人在橡胶树上割出一个口子，树上就会流出牛奶似的汁液来。橡胶在几十年以前就是用这种汁液做成的。但这样生产橡胶不仅费时费力，而且要占很多土地，产量也很有限。一般来说，种两三千棵橡胶树，一年才能产一吨橡胶。随着生产的发展，天然橡胶根本满足不了需要，由于合成橡胶的出现，才解决了我们的一个难题。合成橡胶无论从耐腐蚀，还是从适应温度变化来看，都比天然橡胶要优良得多。石油、天然气不仅能够制造塑料、合成纤维、橡胶，还能生产化肥、农药呢！此外，像合成洗

22、涤剂等，也来自于石油、天然气。人们还用石油和天然气，制造出不怕虫蛀水浸的纸张、结实耐用的“合成木材”、推动火箭前进的高能燃料、作物催熟剂随着科学技术的发展，石油的应用将会日益广泛和深入，也就是说，石油不仅是重要的能源，还是非常宝贵的化工原料。因而，被人们誉为“工业的血液”。解放前，外国的地质学家们都认为“中国陆地没有贮藏有工业价值的石油的可能性”，也就是说，中国是一个贫油国。这是因为当时世界上发现的大部分油田，都是在海边或海底，这便使海相生油的理论有了重要的依据。而我国大部分是陆相沉积，所以他们片面地认为“中国贫油”。实际上，有没有石油，主要决定于地质历史时期有没有大量的有机物沉积和使这些有机

23、物变成石油的环境。只要具备了这样的条件，都可能有石油。我国著名地质学家李四光正是在这一思想指导下，提出了独特的石油生成理论。我国广大科技人员和石油工人在这一理论指导下，破除迷信，解放思想，在我国辽阔的土地上，找到了丰富的石油。先后开发和建成了著名的大庆、辽河、华北、胜利、中原等大油田。特别是大庆油田的开发与建设，不仅宣告了“中国贫油”历史的结束，而且使我国从 1 9 6 3 年起，实现了石油自给。经过多年的开发与建设，我国的石油产量目前已达 1.3 亿吨以上，成为世界上主要的产油国之一。而旧中国，从 1 9 0 4 年1 9 4 9 年的 4 5 年间，总共才生产了 2 9 5 万吨原油，大约

24、只相当于我国目前 8 天的产量。现在，我国生产的石油及其产品，不仅能满足自己的需要，而且还出口呢！近年，在广大地质勘探工作者的艰苦努力下，我国又在西部的塔里木、准噶尔、吐鲁番哈密、柴达木等内陆大盆地发现了储量丰富的大油田，在陕甘宁盆地发现了世界级的特大天然气田。经勘探还证明，我国不仅陆地上石油、天然气很丰富，在我国沿海大陆架上也有丰富的石油天然气，我国除了在渤海已建成我国目前最大的海上油田外，在黄海南部、东海以及南海的珠江口、北部湾、莺歌海等海域也发现了丰富的石油。也就是说，无论从目前还是长远来看，都证明我国是一个石油资源相当丰富的国家，这便为我国基本上依靠自己的能源实现现代化，加速发展我国的

25、石油化学工业打下了坚实的基础，增强了我们独立自主、自力更生实现社会主义现代化的信心和力量。我们未来是辉煌的！由于石油储量有限，据估计，目前地球上可开采的石油储量，包括海底石油在内，约 3 0 0 0 亿吨左右。1 9 8 4 年世界石油开采量为 2 7 亿吨，而且以后每年石油消费以 8 以上速度增长，可以想见，不要多久，石油就会枯竭。1 9 7 3 年第四次中东战争后，石油输出国组织把石油标价在一年内提高了 3 倍界；1 9 7 9 年伊朗政局变动，使伊朗原油大幅度减产，世界石油市场又一次呈现混乱，各进口国纷纷抢购，石油再次涨价约 1 倍，沉重地打击了各工业国家的经济。石油虽好，但我们必须面对

26、“石油后时期”。为此，许多国家开始寻找新能源，能源开发的脚步开始踏入过渡时期。这个能源过渡期的主要特点是：由以石油、天然气为中心的能源结构，逐步向以煤炭、核能、太阳能等多能源方向转变。古代的埃及人把铁叫做“天石”。这是因为在那时，铁和黄金一样难以找到，埃及人所用的铁，有一部分就是从天上掉下来的陨铁里提炼出来的。我国劳动人民远在 3 0 0 0 多年前，也已开始使用铁了，但当时也是从陨铁里提炼的。由于天上掉下来的陨铁，实在是太少了。因而在古代，人们发现并使用铁以后的相当长一段时间里，铁并没有得到普遍的应用。人们学会从铁矿石里炼出铁来，只是 2 0 0 0 多年前的事。我国是世界上发明铁冶炼最早的

27、国家。远在春秋中期，就建造了和现代高炉相似的炼铁炉，比欧洲人要早 1 9 0 0 年。但那时的产量毕竟还是有限的。又过了好多年，直到 1 9 世纪以后，也就是 1 8 5 6 年，世界上出现了第一批贝氏转炉，开始用焦炭炼钢，铁才从小规模的炼铁炉中走到现在规模的高炉中，于是我们才有了现代化的钢铁工业。铁是地球上应用最广，也是最重要的金属。铁和铁制品在我们的生活中用途极为广泛，从小螺丝钉到大型机器，从日常用的刀剪到枪炮坦克，从拖拉机、汽车到几十万吨的巨型船舶，无一不是用钢铁制造的。此外，从动植物到人，离开铁也是无法生存下去的。现在，人们可以毫不夸张地讲，没有钢铁，当今社会的科学和技术的进步是不可能

28、的。整个世界的生产力进步也是不可能的。那条条河上架起的铁桥，连接城市与城市，国家与国家的数千公里的铁路、输油、输气管道，用于支撑厂房、体育馆、高大建筑物和几百米高的电视发射塔的钢架，那些以钢铁为主要材料制造的轮船、汽车、火车和各种机床、工具等。总之，那些数不清的与人类生活、生产休戚相关的钢铁制品，对于其原料、材料的数量、品种和质量提出的要求将是何等的多又何等的高啊！铁这种金属，不同于任何一种其他的金属，它在形成合金以后，经过一定技术处理就非常容易改变自己的性能。这就使得人们采用不同的合金元素及用不同的配比，创造出数以万计的具有不同特性的合金。迄今为止，各国科学家和工程师已经研制出 1 万多个铁

29、合金的品种。换句话说，目前具有各种各样特性的钢种超过了 1 万个。人们习惯将铁及其合金以及铬、锰等通称为黑色金属。可想而知，这个黑色金属是多么庞大的家族。从 1 9 世纪中叶开始到现在的一个半世纪里，这个骄傲的黑色家族几乎可以说托起了一个新的世界。铁是地球上应用最广，也是最重要的金属。铁在国民经济中的作用，是无法估量的。铁在现代工业建设中占全部原材料的 7 0，因而，人们常把一个国家铁工业的年产量作为该国工业发展水平的主要标志。并形象地把铁矿石比作钢铁工业的“粮食”。铁是从铁矿石里提炼出来的，这是大多数人都知道的常识。但铁矿石是怎样形成的？铁矿石中的铁又是从哪里来的？恐怕就不是人人都知道的了。

30、科学研究告诉我们，在地壳中铁的含量约 4.2，是地壳中含量仅次于铝、居第二位的金属元素。而铁在整个地球的含量则比这还要大得多，约占地球质量的 3 5 左右，也就是说，在地球的内部，铁是很多的。但是，由于受开采技术的限制，目前我们还只能开采地壳表层的铁矿。此外，一方面受目前冶炼水平的限制，铁矿中铁的含量至少要在 2 0 3 0 以上，我们才能利用。另一方面，地壳中铁的平均含量又不高，这就使得铁必须在某些特定的地方集中起来，才能形成供我们利用的铁矿。那么，分散的铁元素又是怎样集中起来形成铁矿的呢？时期形成的。如距今 2 5 4 5 亿年前的太古代、6 2 5 亿年前的元古代和 3.3 4.0亿年前

31、的古生代泥盆纪等，都是铁矿形成的重要时期。这不仅是因为形成铁矿需要很长的时间，还因为那时地球上是一片深浅多变的海洋，没有宽广的陆地，地壳又比较薄，有许多断裂很深的裂缝。因而岩浆活动剧烈，火山喷发频繁，经常出现烟雾满天的景象。在火山喷发中，地球深处的含铁量很高的岩浆从地壳裂缝中大量喷发出来，岩浆在上升过程中，随着温度逐渐降低，压力逐渐减少，岩浆中的铁元素便逐渐结晶并在一定的地方集中起来，从而形成具有开采价值的铁矿床。这样形成的铁矿床叫岩浆型铁矿床，也叫原生铁矿。世界上绝大部分的铁矿均与此有关。像我国四川的攀枝花铁矿和内蒙古白云鄂博的铁矿就是这样形成的。岩浆活动过程中，岩浆与周围的岩石接触时，在条

32、件较合适的时候，特别是岩浆与石灰岩、白云岩这些碳酸钙类岩石接触时，常常相互作用，发生化学反应，也常常形成铁矿。这样的铁矿叫接触交代铁矿。如我国湖北的大冶铁矿就属于这个类型。岩浆型铁矿形成后，如果山露在地表的话，在风吹、雨打、日晒以及生物的作用下，含铁的岩石会破碎成砾石、砂子和泥土，其中较轻的岩石碎屑和易溶于水的元素随水流失，较重的难溶于水的铁矿沉积下来形成铁矿床，这样形成的铁矿叫风化壳型铁矿。风化壳型铁矿多为大型的富铁矿，这类铁矿在我国比较少。分散在各处含铁的岩石，经过长期的日晒雨淋，风化崩解，里面的铁同时也被氧化，这些氧化铁溶解或悬浮在水中，随着水的流动，被带到较平静的水中沉淀聚集在水下，成

33、为铁较集中的矿层；在沉淀聚集过程中，许多生物，特别是铁菌的活动起了很大的作用。这样形成的铁矿叫沉积铁矿。世界上大多数的大铁矿都经过这样的聚集过程。如河北的宣龙式铁矿就是这样形成的。沉积型铁矿床形成后，往往还会受到地壳运动和岩浆活动的影响，发生多次变化。比如地壳中的高温高压作用，有时还会将含矿物质多的热液参加进来，使这些沉积铁矿变质，形成规模很大的铁矿。这样形成的铁矿属于沉积变质铁矿。举世闻名的鞍山大铁矿，就是这样形成的。因而这类铁矿在我国便称做“鞍山式铁矿”。实际上由于大部分铁矿形成的年代久远，这期间影响的因素极为复杂，因而很少有受单一因素影响形成的铁矿床，它们大都是经历了复杂的地质作用的产物

34、。据估计，全世界具有开采价值的铁矿只有 1 0 0 0 余个，其中储藏量 5 亿吨以上只有 1 0 0 多个。全世界铁矿石储量超过 1 0 0 亿吨的国家只有 7 个，我国就是其中之一。我国的铁矿储量相当可观，总储量达 4 4 0 亿吨，比英、美两国的总和还要多，仅次于原苏联和巴西，居世界第三位。不过，我国铁矿储量虽然可观，但由于多为含铁率在 3 0 左右的贫矿，这给我国铁矿的利用带来诸多不便。我国储量可观的铁矿资源，在地区分布上具有分布广泛的特点。全国近2/3 的省区，都拥有大型铁矿床。但在普遍分布之中，又有相对集中的特点，有 5 2.4 的铁矿储量集中于辽宁、河北和四川三省。辽宁的鞍山、本

35、溪、辽阳一带，是我国铁矿储量最为集中的地方，探明储量在 1 0 0 多亿吨。该地最厚矿层达 3 0 0 米以上，是世界性大矿。其中，辽阳的弓长岭铁矿，又是我国为数不多的著名富集矿。矿石品位达 6 0 以上。由于这一地区的铁矿分布集中又接近地表，易于开采，因而成为我国最大钢铁基地鞍山、本溪钢铁基地的铁矿石供应地。宣化、赤城、龙关一带，它主要是首都钢铁公司和唐山钢铁公司的铁矿基地。内蒙古的白云鄂博铁矿是一个由铁和稀土等多种元素组成的综合矿床，具有可能综合利用的元素多达 2 0 余种，综合利用前景引人瞩目。它的铁矿主要供包钢使用。西南地区铁矿储量以四川最为丰富。主要有攀枝花、西昌、宜宾和綦江等铁矿区

36、，它们是攀枝花钢铁公司和重庆钢铁公司的铁矿基地。其中，攀枝花是大型钒钛磁铁矿。据勘测，攀枝花西昌一带蕴藏着全国 2 0 的铁、8 7 的钒和 9 3 的钛。目前，攀枝花钢铁公司，已成为我国十大钢铁基地之一，也是世界最大的钒、钛加工基地之一。其他，像安徽的马鞍山铁矿、湖北的大冶铁矿、江苏的梅山铁矿、甘肃的镜铁山铁矿和山西的岚县、五台山铁矿等，也是全国著名的铁矿产区。另外，在海南岛西部的昌江和崖县地区著名的石碌铁矿，是我国最大的富铁矿。铁矿是钢铁工业的“粮食”。因而，我国钢铁工业的分布与我国铁矿的分布密切相关，大型的钢铁基地一般都分布在大的铁矿区附近。新中国成立 4 0 多年来，我国的钢铁工业得到

37、了飞速的发展。目前，我国的年钢产量已突破 8 0 0 0 万吨大关，居世界第四位，是 1 9 4 9 年的 5 0 0 余倍，也就是说，我国现在一天的钢产量比 1 9 4 9 年一年的都多。在人类的生活中，是须臾也离不开盐的。人的血清中含盐 0.9，所以浓度为 0.9 的食盐溶液就叫做生理盐水。人必须每天吃盐，以维持体液的这一盐浓度，这样才能正常地进行新陈代谢。成年人每天需要 1 0 1 2克食盐，正在成长发育的儿童需用量更多。盐在人体内的新陈代谢中起着重要的作用，胃液中的盐酸就是盐产生的，盐酸不仅有消化作用，而且有杀菌作用，它能杀死随食物进入胃里的细菌。所以食盐不仅是重要的调味品，也是人体正

38、常生理活动所必不可少的物质。现在人们往往把食盐当作价钱便宜的极平常的物质，殊不知在人类历史上，很多地方曾经把盐当作非常珍贵的财产，有的用盐作重要的奖品，有的用盐来支付工资，在古代阿比西尼亚还曾以盐砖当作通用货币，用 3 5 块盐砖买回一个奴隶。虽然自然界里有的是各种各样的盐类，但是，却没有一种能够在食物营养上代替食盐。正是由于这一点，有人说，盐业是地球上“永恒”的行业。食盐不仅是人类不可替代的食用品，而且在化学工业生产上还有着极为广泛的用途，被人们称为“化学工业之母”。食盐在化学工业上之所以如此重要，这是因为我们常见的 5 种基本化工原料硫酸、硝酸、盐酸和烧碱、纯碱中，有 3 种是用食盐生产出

39、来的，这就是盐酸、烧碱和纯碱。盐酸、烧碱和纯碱的用途是十分广泛的。像冶金工业、造纸工业、纺织工业、玻璃陶瓷工业、制药工业都是它们的用武之地。此外，生产合成洗涤剂、塑料、肥皂、染料、橡胶、尼龙、味精、酱油也都离不开它们。通常情况下，我们只要把食盐电解，就可得到烧碱、氯气和氢气等物质。氯是浅黄绿色的有毒气体，有一股强烈的刺鼻的气味，是生产漂白粉和有机农药必需的原料之一。生产聚氯乙烯、多晶硅等也离不开氯气。在生产中，通常是把氯气在氢气中燃烧，就得到氯比氢，然后再把氯化氢溶于水就是盐酸。盐酸的用处很多，像合成橡胶的生产，染料、皮革、药品、化肥等的制造和生产，都需要它。通常每生产 1 吨尼龙 6 6 就

40、需要半吨多盐酸。如果我们把氨气和二氧化碳放在一起，食盐还可生产出纯碱，如果再与合成氨厂携手合作，还可以生产出氯化铵等。氯化铵不仅是肥料，而且还可以做药物、干电池等。纯碱的用途很大，像生产 1 吨钢，一般就需要 1 0 1 5 k g 纯碱；如果生产1吨铝，则需要半吨左右的纯碱。此外，化肥、造纸、纺织等工业部门同样也需要大量的纯碱。说到烧碱，它与我们的关系也是很密切的。把烧碱加入到动植物油中，再在锅里煮一下，就可制造出肥皂和甘油。如果把植物纤维溶于烧碱后便可生产出人造丝。此外，像颜料的生产啦，玻璃的生产啦，都离不开烧碱，甚至精炼石油时，也需要烧碱。由此可见，食盐是化学工业的基本原料。它在化学工业

41、的发展上真是太重要了！电解食盐除了可以得到氯气、氢气、烧碱外，还可以得到金属钠。金属钠是一种银白色的金属，它非常软，我们用普通的小刀，就能把它切成薄片。它“生性”极为活泼，很容易与其他物质化合在一起。所以在自然界中，你很难找到金属钠。如果把金属钠扔入水中，它就会浮在水面上飞速旋转，剧烈地放出气泡，并发出强烈的爆鸣声。原来，钠与水作用可以生成烧碱和氢气，同时产生大量的热，致使氢气燃烧而发出爆鸣声。所以，如果把大量的钠放入水中，我想你一定会想到，那将发生强烈的爆炸。因而我们在储存金属钠时，只好把它浸在煤油里，不让它与水接触。常请它来帮忙。原来，许多稀有金属都与氧结合在一起形成氧化物，在提炼过程中，

42、如果加入金属钠，钠便可以把这些氧化物中的氧原子“夺”过来，使那些稀有金属“解放”出来。用钠我们还可制造出钠光灯。由于钠光灯发出的黄光射程远，发光效率高，因而铁路上用的信号灯，许多就是使用钠光灯。大量的金属钠还被用于合成橡胶的生产和飞机、舰艇的制造。此外，金属钠的过氧化物对解决高山和水下缺氧，有其独特的作用，它能把人们呼出的二氧化碳吸收，同时又能放出人们所需要的氧气。这便使得潜水员在水下作业时，就不必带有“长气管的面具”，大大延长了潜水员在水下工作的时间，提高了工作效率。可见，盐，这个极为普通的矿物，用途可真不小啊！我国的盐资源极为丰富，品种齐全，分布广泛。无论是海盐，还是井盐、岩盐和湖盐，在我

43、国都有着丰富的蕴藏。海盐业是世界上最主要的制盐业，其产量占世界盐总产量的 6 0 以上。我国是世界上海盐生产最发达的国家，产量目前居世界首位。我国海盐生产已有几千年的历史了。在我国漫长的海岸线上，北起辽东半岛，南到海南岛，许多地方都适合于建滩晒盐，尤其是北方盐区的渤海、黄海沿岸，产盐最多，其中长芦盐场是我国最大的盐场。我国南方盐区最大的盐场是海南省的莺歌海盐场。1 9 6 2 年，郭沫若曾写下这样的诗句对莺歌海进行了描绘：“盐田万顷莺歌海，四季长青极乐园，驱遣阳光充炭火，烧干海水变银山。”这真是一幅海盐生产绚丽多彩的画卷。你不难想象出，在那平展展的海滩上，有一排排像稻畦般的池子，这就是蒸发池。

44、趁涨潮的时候，让海水流进蒸发池中，经过风吹日晒，水分不断蒸发，盐的浓度逐渐升高。接着把这些浓海水用水泵抽进结晶池中，经继续蒸发后，池底就结晶出一层白花花的盐。然后便可以把它们运往祖国各地。我国除了有规模很大的海盐生产外，井盐和岩盐也很丰富，已探明储量达 5 0 0 多亿吨，远景储量可达万亿吨之巨。我国的井盐和岩盐主要分布在四川、云南、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、河南、山东、广东等 1 0 个省。其中四川省是我国井盐、岩盐储量最多、产量最大的重要基地。自贡市素有“盐都”之称。近年来，在我国找到储量达千亿吨之巨的大盐矿的报道层出不穷。据报道，1 9 8 7 年在江苏淮阴发现储量 4 0 0 0

45、亿吨的大盐矿；1 9 8 8 年在河南平顶山市发现储量 2 0 0 0 亿吨的大盐矿，在四川省万县、渠县发现储量 1 5 0 0 亿吨和1 0 0 0亿吨的大盐矿这些报道有力地证明了我国盐矿资源是十分丰富的。我国的湖盐和海盐、井盐、岩盐一样，也是很丰富的。目前探明储量已达 5 0 0 多亿吨，其中西北地区占 9 0 以上，青海省最多。而青海省又以柴达木盆地最为丰富。柴达木盆地被称为“盐的世界”。这里仅察尔汗一个盐湖的盐，就够全世界的人食用千年以上。据估计，察尔汗盐湖蕴藏了 1 1 万亿元的财富。在这里，你可以见到盐场工人用盐块盖成的一排排银白色的盐屋，这些房子内外皆白，冰清玉润，闪闪发光。屋子

46、里在电灯的照耀下，四壁像水晶般眩目，各种器物都闪烁着淡蓝色光芒，人的脸好似蒙了面纱，朦朦胧胧，若幻若梦，这些只有神话传说中才能见到的景象，却实实在在地存在于柴达木。这种盐屋不仅经久耐用，而且冬暖夏凉，被这里的人称为“水晶宫”；在这里，你还可以见到用盐修建的飞机场和修建在察尔汗盐湖的青藏铁路以及用盐修的篮球场等。总之，从我国东海之滨，到西部高原盆地；从中州大地，到南国海疆，粮”，为我国化学工业的腾飞插上了有力的翅膀。稀土金属在科技迅速发展的今天，已悄悄地进入生产和生活的各个领域，并以其神奇的魅力受到人们的宠爱。如果有人问你稀土是什么？你要是望文生义地回答：稀土就是稀少的土呗！那你可就大错特错了。

47、其实，稀土并不是什么稀少的土，它和金、银、铜、铁一样，也是金属，只不过它不是一种金属元素，而是镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪和钆共 1 7 种元素的统称。“稀土”这个名字是因 2 0 0 年前的一个误会叫出来的。1 7 8 9 年，一个名叫卡尔阿连纽斯的军官，在斯德哥尔摩附近于特比镇发现了一块乌黑发亮的矿石，他不知道是什么矿石，便命名它为于特比矿。5年后（1 7 9 4年），一位 3 4岁的芬兰化学家加多林对这块矿石作了分析了鉴定，他发现这块矿石中有 2/5 元素叫不出名字。他还发现这些固体氧化物均不溶于水，又有金属光泽。而人们常常习惯把这些不溶于水的固体氧化物

48、统统叫做“土”，再加上当时看来这些元素又极为稀少，所以把它们都叫做“稀土”。从此稀土金属的名字一直沿用到今天。现已查明，稀土金属在地壳中的含量并不算太少，平均为万分之一点五，比锌、镍、铜、锡、铅等许多金属元素的含量都多。含有稀土金属的矿物种类很多，目前已知有 2 5 0 多种，主要有氟碳铈镧矿、独居石和鄂博矿等。也就是说，稀土并不稀少！稀土金属从外表上看，也没有什么特别之处，它们大都有副朴素的银灰色外表，具有金属光泽，硬度都比较低；它们不仅外表长得相象，而且化学性质也都比较活泼，性格十分近似，1 7 姊妹常常共生在一起，要想把它们一一分开，分离出纯的单一稀土的化合物一般是很困难的。因而工业上往

49、往直接利用混合稀土金属。稀土由于提炼比较困难，应用一般较晚。从发现到应用经历了一个很长的时期。钇、铈、镧等少数几种稀土金属到 2 0 世纪 5 0 年代，其余多数稀土金属到 2 0 世纪 6 0 年代，才开始工业性生产。也就是说，稀土从被人类发现到应用的经历，真有点“玉在璞中人不识，剖出方知世上珍”的味道。稀土一旦被人们认识以后，便立即以其神奇的妙用，赢得人们深深的喜爱。由于稀土金属化学性质活泼，能与不少元素发生作用，形成理想的合成材料，所以在铸铁、炼钢和有色金属冶炼中，只要加入万分之几或千分之几的稀土，就既可清除金属中的有害杂质，又能使金属的内部结构更加致密，从而大大改善金属材料的性能，使它

50、们耐腐蚀，耐氧化，耐高温，经久耐用。因而被称作冶金工业的“维生素”。稀土金属被应用到石油工业部门里，它又成了一种“神通广大”的催化剂。它用于石油的催化裂化，可以使汽油的产量、质量双倍提高。作为催化剂，它可以加速化学反应过程，使石油的处理能力提高 3 0。当玻璃和陶瓷中加入了稀土金属之后，便以其特有的魅力，绝妙的性能征服了人们。例如当它作为脱色剂给玻璃脱色后，能叫玻璃变得更加透光明亮、晶莹洁白，而且还可以提高玻璃的强度和耐热性能，使玻璃即使在烈日下长期暴晒，也“面不改色”。它作为着色剂，可以生产出色彩缤纷的彩色玻璃。加入铈的玻璃可以用来防护原子能反应堆发出的放射线，钐、钇的氧化物加到玻璃里，可以