矿物原料往往是重要的经济基础之一，实际上，每一种文明都必须以矿物原料做保证，并善于发现和开采矿物原料。然而二十世纪在历史上占有特殊的位置，这个世纪是以伟大的社会革命、科学和技术革命以及人类的生活方式易变为标志，在人类的这个历史时期，矿物原料的需求量以十分惊人的速度增长，而且大大地扩大了矿产应用的范围。
科学技术革命的技术阶段
矿物原料的需求速度在科学技术革命的技术阶段有特殊的增长，这个阶段开始于1960年。该阶段的特点是，突出地强化科学知识的物质化过程。它表现为新技术的形成、机器及其在工业中的应用、电子计算机技术的出现及其广泛的应用。
在科学技术革命的技术阶段，矿产开采量的急速增长，特别明显的例子是铜。人类使用铜几乎有上万年的历史（以铜为基础所获得的合金给人类物质文化历史上的漫长时期取名为青铜器时代不是没有原因的）。据统计，人类有史以来从地壳中已开采有2.7亿吨铜。但是，二十世纪前共开采出3500万吨，而在二十世纪铜的年产量从头十年的50万吨增长到后十年的800万吨。其结果是仅从1960年到1985年期间就开采了1.55亿吨，即占人类有史以来铜产量的一半以上。到2000年，预计铜的年产量可达到1000 ~ 1200万吨。由于铜开采量的急剧增长，一切更贫的矿石开始列入开采计划。如果在本世纪初认为开采含铜4多的矿石是合算的话，则目前在露天开采大型铜矿床时就可利用含铜品位约0.5%的矿石。所开发的矿石质量的类似下降是许多金属所特有的趋势。
矿产开采量的增长是非常迅速的，人类在二十世纪才开始利用矿产。所利用的是石油、天然气、铝、铀和许多稀有金属。在这些金属中铝的生产和需求量的增长是非常迅速的。早在1950年世界的铝生产量约100万吨，到1960年铝产量达到400万吨，而到1975年增长到1100万吨，从那时起铝的年产量介于1200-1400万吨之间，可燃性矿产的开采速度是非常惊人的，尤其是石油和天然气更是如此。这在苏联的实例中是非常明显的。如果1945年苏联开采的天然气总共为30亿米\则经过40年天然开采量已为6430亿米3。这首先是由于在秋明地区北部发现了像乌连戈伊和亚姆布尔格那样的巨大含天然气区域，才使天然气产量急剧增加（增长200倍以上）成为可能。天然气实例再好不过地还证实了在科学技术革命的技术阶段矿物原料开采量方面的一种趋势：大型矿床成为其主要生产者，这对于石油和许多金属也是特有的，储量为十亿吨以上的巨型矿床是石油的主要来源，再如，石油储量为110亿吨的沙特阿拉伯的格哈瓦尔油田是世界储油量最大的油田，这种油田在近东地区总共有15个，占世界石油储量一半以上。
矿产需求量的巨大增长，坑道向深部发展的趋势，一切更贫的矿石的开采（使原料开采造成困难并增加了成本），致使各种矿物原料价格急剧上升。在能源危机的1973 ~ 1974年间石油价格上涨了近15倍，而天然气价格上涨了10倍以上。与此同时，金的价格上涨了10倍，锡、钼和铬上涨7倍。而在这些金属中上涨最大的“冠军”是钨，其每吨的价格从1955年的400美元上涨到1980年的20000美元，即50倍，原料价格的上涨就决定了要在经济上合理地利用更贫的矿石，并恢复使用以前废弃的矿床。例如，美国近年来大规模地依靠贫矿石和废弃矿山使金产量成倍增长，1985年已达到75吨。
在矿物原料的经济中还有两种重要的因素在起作用：矿物原料需求量不平衡和矿产分布不均匀。例如，人口只占世界人数5%的美国，按人口计算铝和燃料的需求量超S了占世界人口70%的发展中国家的需求量分别为70倍和60倍。除了需求霣不平衡以外，大型矿床分布的不均匀性也是明显的，有许多国家矿藏非常贫乏，尤其是日本、西德和意大利，例如，日本依靠进口的矿产品有全部的石油、绝大部分煤、90%的铁矿石等。矿产资源分布的不平衡性在很大程度上对世界许多种矿物原料储量的平衡产生影响。
矿物原料的保障程度
在研究科学技术革命的技术阶段中矿物原料对人类的保障程度问题的同时，应当注意的是，这个阶段的特点是矿产普查、勘探和开发新技术的产生及矿物原料综合加工新工艺的建立。在动力、机器制造和国民经济其它部门，中以新的结构材料为基础制定的新工艺，导致以前无实用价值的矿产以另一种形式的需求量大幅度增长。与此同时，在分析矿物原料问题时必须考虑到大规模需要传统品种矿产的储存问题，自然所产生的另一个问题是，人类在任何情况下都要保留一些矿产，以使人们不受矿产用尽的威胁。
石油很可能是近百年要用尽的唯一能源矿产。而对另一些矿产来说答案是很乐观的。
В. И. 维尔纳德所基还指出，在地球上主要是分散形态的物质。可以切实估价物质集中和分散形态的暂时的比例关系。在进行这种评价时，所采用的原始资料是：元素在大陆壳岩石中的品位、元素在大陆壳第一公里内岩石中的数量、勘探储量和已采储量的总数量。表中列有这三种金属的计算含量。
富集状态中的铁仅占1/20000，而这种状态中的铌仅占1/100万。但是应当指出，目前地质学家寻找铌矿床不十分活跃。可以认为，近十年来铌的已勘明储量是有计划地增长，另一方面，地质勘探工作者认为，在大陆壳第一公里范围内应当含有比已发现的要大7 ~ 8倍的矿产。如果现在铜的已勘明储量估算为5亿吨，则铜的预测储量为35 ~ 40 亿吨。当铜的年产量为1000万吨的情况下，这些储量至少可开采400年。但是，富集状态的铜仅占万分之一。
对地球上矿产勘探水平分析，有理由认为，任何一种矿物原料的缺乏都不能给人类带来危机。在矿物原料需求量全面增长的情况下，我们必须学会更有效地寻找矿物原料，并对其更加合理地开采和加工。
铝——二十世纪的金属
近十年来，我们应当特别注意到在科学技术革命的技术阶段需要大规模增长的那些矿产，首先所指的是铝和一些稀有金属。
铝在国民经济中得到全面广泛的应用，假如不是生产铝的动力、生态、运输和经济方面发生一些问题，铝的作用还会急剧增长。目前铝的价格比铅贵2.5倍（铝每吨为1140美元，铅每吨为430美元），接近铜的价格。在后十年内世界铝的年产量介于1200万吨之间。美国是世界耗铝量最大的国家，按人口计算，每年人均耗铝20公斤。毫无疑问，发达国家（日本、西德）和拥有铝原料主要储量的国家（澳大利亚，几内亚等）将是二十世纪铝生产和消费水平最高的国家。遏制铝工业发展的主要因素将是能源问题，因而矿石（铝土矿）今后的运输价格将会大幅度增长。但是，最值得注意的事实是，铝土矿各生产国都在拟定扩大生产铝的什划。同时发现在那些能源缺乏和需要进口铝土矿的发达国家（日本）中铝的生产量却在下降。
苏联为了保证铝产量的增长，看来应当采取两种相互补充的措施，在现行企业，除对其进行改造外，还应当规定对锂要进行广泛利用，即可降低电能耗量4 ~ 7%，增加电流量10%，减少氟的抑出量20 ~ 50%，国外，锂在铝工业中得到充分利用，其加工工艺亦是众所周知的，同时提出最有希望实现制定铝生产的新工艺，即减少能耗和不要求铝土矿作为原生原料。我们已经有利用霞石正长岩生产氧化铝的多年经验。同时在一些国家（日本和美国）已建立起铝生产的新工艺（火法冶金和湿法冶金），这些方法大幅度降低能耗并能利用铝金属的其它来源。尤其是在美国建立了从煤炭焚化的灰分中提取铝的湿法冶金工艺，苏联有两个褐煤灰含氧化铝30 ~ 35%的煤田：哈萨克斯坦的艾基巴斯图兹煤田和东西伯利亚的阿泽斯基煤田，在用这种煤工作的热电站的基础上，提出建立铝厂是完全可行的。
最后，制取氧化铝和钾的复合原料的碱性铝硅酸盐岩石是铝的最有远景的来源。目前在西伯利亚和巴马地带发现两个这种岩石的大岩体：森内尔斯基岩体和萨昆斯基岩体。最重要的是，后者位于查尔斯基矿区的铁路干线附近，对其进行开发不需要太多的经费。
二十一世纪技术和经济中的稀有金属
科学技术革命的技术阶段的最大问题是人类广泛利用稀有金属的可能性，这个问题的解决只有在二十一世纪技术和经济中进行技术革新才能实现，近20年主要进行的许多研究和工艺加工均证明了几乎在国民经济的所有部门中应用稀有元素的特殊效益，现在，稀有元素对于黑色和有色冶金及新的合成材料的工业生产（首先是陶瓷材料）的头等重大意义是非常明显的。稀有金属可以制造出高强度的合金和合金钢，它们具有很好的防锈性能，可在低温和超高温下有效地工作，并能在生产机器时大大降低金属消耗，自然，随着稀有元素的应用而得到的各种合金和合成材料，急剧扩大制造新一代机器的可能性。其特点是在减少重量和增强稳定性情况下提高了机器的坚固性并能在极限条件下正常运转。
今后在动力工业特别是热核动力工业中利用稀有金属具有重大意义。专家们认为，在热核动力工业时期锂和铌的需求量至少要十倍地增长，并大幅度提高铍、锆、钒、稀土和其它元素的利用率。显然，在这些条件下国家的动力工业实力不仅取决于物理学家和动力工程师的创造性潜力，而且也取决于稀有金属的生产水平。
假若可以提出十个工业部门，在这里稀有元素的应用目前已预示出巨大的经济效果。从这个观点出发，对稀有元素需要的保证应视为科学技术进步的重要因素之一，尤其是机器制造、仪器制造和冶金更是如此。至于提到科学技术革命的技术阶段的原料问题，例举出两个利用稀有元素的最有说服力的实例。这里所指的是锂和铌。
上面已经指出了在铝工业中利用锂的合理性。在这里有效性是由电解槽的含锂电解液具有熔解温度更低和导电率更高所决定的。因此，强化了电解作用，提高了电解槽的生产率，降低了电耗，并大幅度减少氟的析出（后者对于改善电解车间的工作条件和保护环境防止抛氟的有害影响有重大意义）。生产轻型和超轻型合金的效益看来也不小。锂在这些合金中是主要合金组分。使用锂可以生产出一种比铝轻两倍的结构材料，同时它的强度和可塑性都优于铝金属。这里没有必要指出这种锂 - 铝合金在飞机制造和宇航技术中的重要性。
许多年来，锂润滑剂在各种不同工业部门中得到广泛利用。其特点是高粘度、耐久性、不溶于水、在很大的温度范围内的稳定性把它同其它润滑剂区别开来，不久的将来，锂在化学电源，尤其是在锂蓄电池组，将获得广泛应用，能够成为不同动力用途的最有效的电源，将来在向热核能转换时锂的需求量将成倍增长，因为锂是获得氚的主要“原料”——热核燃料的主要组分之一，以及核反应堆中的液态载热体，可以进一步指出锂的应用部门和利用范围，但是上述情况决定了大量增加锂产量的必需性。
目前，世界每年生产7000吨锂，其中美国消耗5500吨。根据专家们估算，到2000年世界锂的消耗量将增加到8万吨，即比现在增加10倍以上，而到2020年可达到12 ~ 14万吨。现在世界锂储量估计为250万吨；其中智利阿塔卡马沙漠盐湖卤水占一半以上（130万吨），而1/5集中在美国。对此应补充说明，美国垄断组织控制着智利目前锂厂的股份55%，锂在美国是重要战略金属之一。
铌是另一种重要的稀有金属，它将在国民经济各部门中得到广泛应用，目前90%的铌用于黑色冶金工业，而其中有60%用于生产敷设在气候恶劣地区中的大口径石油和天然气管道。铌应用的这种特殊性是由于铌合金钢的特点是坚固性很强和冷脆性小所决定的，这就可以减少管子的重量，近年来，日本是铌合金钢管子的最大生产国。低合金高强度的铌合金钢最适于生产童型结构材料、建筑物和桥梁构件、运输和矿山设备，这就可以降低其重量，并延长使用期。美国耗费33%的铌用于制造金属结构材料和用32%的铌生产运输工具不是偶然的。今天，终于将铌和钨、钼、钽一起列入稀有金属的四元素之列，这些金属中可制造出航天技术所需要的坚固合金。
不久的将来，铌在这种重要领域中的应用，像生产超导材料一样，其增长速度是不可估量的。目前，在超导电缆里传递电能在技术上已成为现实。沿着由Nb3Sn制造的超导电缆可传递比沿着现代传递线大10 ~ 100倍的电流，而且电能损失仅达0.5%，而通常电缆的电能损失为3 ~ 10%。
不久的将来，铌及其化合物和合金的独特的超导性能，在磁流体动力学发生器和热核动力学中也有很大的用途。毫不奇怪，铌的这些性质使铌成为重要的战略性材料。铊在国际市场上的售价是2.7万美元/吨，而世界铌产量每年为2.5万吨。按实际估算，到2000年铌需求量将达到10 ~ 15万吨；而到2020年由热核动力工业的发展铌的需求量可增长到60 ~ 80万吨/年。
前面已经指出，世界铌储量大约90%集中在巴西，主要是在阿腊沙和塔里拉碳酸岩矿床。在这些独特的评价为700万吨的矿床中，五氧化二铌的含量介于3.5 ~ 4.5%，而且烧绿石是主要金属矿物，认为是制取铁铌合金的最好原料。（为了对比起见：在加拿大最富的含铌碳酸岩矿石中五氧化二铌的含量为0.5%，而在尼日利亚花岗岩中其含量不超过0.25%）但是，与理论和事实相反，巴西全国开采的铌矿产在很大程度上都掌握美国垄断资本家手中。
人们对稀有金属的需求量，远不限于锂和铌。将来，稀土元素、铍、钽、钒、镉等将补充到稀有元素之列。考虑到稀有金属对21世纪工业的意义，提出必须加强对稀有元素矿床的普查和评价工作，扩大从各种矿物原料类型中回收稀有金属的工艺加工技术。
自然，人们强调稀有金属增长的意义，并不排除强化普查和开采其它种类的矿物原料。今天已有许多矿产对21世纪作出保证。然而，其中一些矿产的探明储量，按现有的开采水平，不够长期使用。最令人担心的是钨和锡的情况，而对锌、铅、铜、镍和钼也不同程度地有些担心。同时，应当注意的不仅是探明储量的数量，而且还要注意预测资源，而它们一般要大好几倍。最终，评价原料保有度的一定条件是由需求水平不断变化所决定的，在21世纪矿物原料需求量将继续增长，主要是由于发展中国家矿物原料需求量必然增加的结果所致。
矿物原料普查和开发战略
在普查和勘探矿产时应实现战略变化。由于位于经济开发区地球表面的所谓易开发的矿床接近耗尽，因而开采固体矿产就产生一定困难。诚然，那些矿床在尹发程度不高的地区还可以找到，但在这种地区开发矿体的准备工作就需要巨额投资。在发展中国家开发那些未开发过的矿床需要更大的资金。然而，开发那些位于地下深处很难开发的矿体需要资金更多。根据那些矿体在矿山空间分布的位置不同，可将其划分出几种主要类型；露头矿、隐伏矿、盲矿、封闭矿、封闭的盲矿和层状矿体。
露头矿体是容易发现的，因为它是在进行地表调查时圈定的。为了普查其它一些类型的矿体，必须论证在预定深度应当发现矿体的勘探坑道分布的位置，由于在地表或在地下深处发现一些间接标志，这就可以得出证明矿体存在的结论。这些找矿标志可采用地质、地球化学和地球物理方法发现。因此，建立普查 - 勘探工作的新技术应当成为不久的将来普查战略的原则性新观点，这种新技术不仅包括研究区构成的地质资料，也包括地球化学和地球物理资料。
目前已很明显，在许多情况下个别矿床应该看作为整个含矿体系的组成部分，有时含矿规模是很大的。所谓成矿岩浆体系是特别重要的，在这种成矿岩浆体系中矿产是交代作用和热液作用的产物，它们是在地壳中4 ~ 5公里深处结晶的岩浆熔融体源去气和冷却时生成的。由于岩浆熔融体的地球化学类型将可改变它们的潜在含矿性和与岩浆熔融体有成因联系所形成全套矿产。在许多情况下那种成矿岩浆体系呈环状火山深成构造出现，在其分布范围内计有几十个矿床和矿点。目前已经查明，这种构造在内陆活动带发育非常广泛，并且是由于具有最大的潜在金属含矿性的所谓二长安山岩岩浆侵入体所形成。例如，在东外贝加尔旨前途种构造有20多处。当然，在进行普查工作时必须考虑到矿床的组合分布，并应对其进行综合开发。
综合开发也应该推广到各种成因类型的含矿体系和不同规模的各种成分矿床已查明的那些地区。这主要是指新开发的含矿区，不仅需要建设矿产开采和初加工企业，而且也需要建立保证人们正常的社会生活条件的全部基础设施和运输联系以及必需的能源等。
所有这些就决定必须改变矿床的开发战略。如果以前允许各主管部门开采非可燃矿产，那么现在在必须采用综合方法时矿产开发应该是以行政、财政和经济方面统一的组织力量来实现的。可以提出，在这些条件下研究涉及非可燃矿产普查、勘探和开采整个工作联合在统一的地质和采矿工业部的问题是最合理的。
为了保证本国所必需的矿物原料，应特别注意地质勘探和采矿工业物质基础的技术水平。这里所指的即是矿山设备，也是分析矿物原料成分的仪器。
要加速科学技术革命的技术阶段的科学 - 技术进步，不解决保证社会需要的矿物原料的复杂问题是不行的。矿物原料在苏联经济发展中的意义如此之大，以至于提出在不久的将来建立起类似于苏联能源和粮食计划那样的矿物原料基地发展的综合计划是非常及时的。
[《Природа》1987年第2期]