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1、专题一矿产资源开发与利用引言第一讲 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

2、，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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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。 第一章 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

8、，人类本身很卑微。矮小的身材和体型，100200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

9、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

10、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

11、，大约占去了人类历史的998。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

12、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36公斤。从

13、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

14、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

15、。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

16、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

17、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

18、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

19、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

20、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

21、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

22、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

23、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

24、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11)。 图11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

25、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(AFCromtedt)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05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

26、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

27、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。

28、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

29、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

30、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

31、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、油砂以及天然气水合物可燃冰等。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

32、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