從某種意義上說,一部人類文明史,實際上也是一部礦物資源的開發史。事實上,人類的物質需求很大程度上是一種能量需求。不同時代對能源資源的需求會隨著人類利用技術水平的提高而改變。
追溯一下人類發展的歷程,我們不難發現,礦物資源的開發、利用在促進人類文明發展過程所起的重要作用。從某種意義上說,一部人類文明史,實際上也是一部礦物資源的開發史。
(一)從人類制作生產工具的礦物材料的進步來劃分,從古至今,人類文明經歷了幾個時期
(1)石器時代
在原始社會,人類認識自然、利用自然的能力是十分有限的。為了生存,人類開始使用粗陋的石器防御和捕獵野獸。從世界各地的考古發現來看,人類最初制造與利用的石料,均屬于非金屬礦產這一大類,如燧石、石灰巖、石英巖、砂巖、花崗巖等,因此,使用這種石器的時代叫做石器時代,包括舊石器時代和新石器時代。
(2)陶器時代
石器時代之后,人類社會進入陶器時代。1836年,丹麥考古學家C. J. 湯姆森提出三時代系統(Three-age System),就是把“史前史”分為三個時代,從而奠定了現代考古學的基礎。
近年來,我國學者陳明遠等認為:在石器時代和青銅器時代之間,存在一個以陶器工藝和農耕畜牧業為代表的歷史發展階段,這是人類從野蠻走向文明的過渡階段,即“陶器時代”(Pottery Age)。中華文明早在距今大約7000年前就已出現了原始陶器,這是我國早期礦業文明中的一個令人驕傲的發現。

(3)青銅器時代
世界各地進入青銅器時代有早有晚 。距今大約6000年前,西亞居民掌握了煉銅技術,人類進了青銅器時代。
中國是世界上鐵器和青銅器發明最早的地區之一。中國青銅器時代和早期鐵器時代的青銅藝術品,顯示了綿延1500多年的中國青銅器的萌生、發展和變化的歷史。
(4)鐵器時代
鐵器時代(The Iron Age)是指人們已經能運用很復雜的金屬加工來生產鐵器,開始使用鐵來制造工具和武器的時代。
我國在商代中期已經開始用鐵,但鐵礦來源于隕石。西周晚期,我國已有人工冶煉的鐵器,進入鐵銅石并用的時代。秦漢時期完全進入鐵器時代。中國冶鐵業出現的時間雖晚于西亞和歐洲等地,但發展迅速,在相當長的一段時間內,一直處于世界冶金技術的前列。
(5)石油時代
人類使用原油已有幾千年的歷史,但人們普遍認為“石油時代”始于19世紀初,即發明了先進的鉆井技術、使用內燃機和汽油發動機之后。“石油時代”分兩個時期:石油時代早期和石油時代后期。
在石油時代早期,煤炭被廣泛使用并繼續保持著人類主要能源的地位。20世紀,煤油和深水油井鉆井技術的發明徹底改變了石油的命運,石油需求增加,石油開采業蓬勃發展。
在石油時代后期,石油成為世界主要能源,石油開采技術高速發展。自20世紀70年代以來,隨著許多工業化國家的石油產量達到頂峰,不少學者認為全球產量將會達到頂峰。加之后來核能的出現,許多學者認為核子時代將取代石油時代。但實際上,石油的需求仍在增長,核能仍很難取代石油的地位。
(6)硅時代
如果以工業革命來劃分,前兩次是煤炭與石油的應用,第三次人類社會的變革引領便是計算機,相對應的便是“硅時代”。
當今世界正處在由工業革命時代走向信息時代的階段。在信息時代,領頭的是半導體材料——硅。
可作半導體材料的品種為數很多,不過工業生產的品種并不多,主要是硅、鍺、砷化鎵和磷化鎵等,而其中硅占整個半導體材料產量的90%左右。這就是人們把現時代稱為硅時代(信息時代)的原因。
(7)碳時代
石墨烯是目前已知最薄的一種材料,單層的石墨烯只有一個碳原子的厚度,屬于納米材料的一種,具有獨特超強的性能。為此,許多專家將其稱之為“改變21世紀的材料”,并預測“21世紀將是碳(C)的世紀”。
石墨烯在觸摸屏、電子器件、儲能電池、顯示器、傳感器、半導體、航天、軍工、復合材料、生物醫藥等領域擁有廣闊的應用前景,一旦量產將成為下一個萬億級的新興產業。
(二)從人類使用能源的類別來看,人類文明可分為薪柴時代、礦物能源時代(煤炭、石油、電力等)與新能源時代
(1)薪柴時代
事實上,人類的物質需求很大程度上是一種能量需求。不同時代對能源資源的需求會隨著人類利用技術水平的提高而改變。18世紀之前的文明是木材和木炭的文明。
薪柴是人類第一代主體能源。人類發展史上的一大飛躍,是對火的利用。利用可燃物燃燒釋放出的化學能,人類加快了進化步伐。掌握取火的方法,使得人類的活動范圍進一步擴大。同時,人類還依靠人力、畜力以及來自太陽、風和水的動力從事生產活動。當然,這一階段利用能源資源的形式也是低級的。
(2)礦物能源時代
工業革命時期是對礦產、能源依賴最強的發展階段。在這個階段,礦產資源的人均消費量是一個國家發達程度的標志之一。
礦物能源的大規模利用,有三個重要事件:一是蒸氣機的發明與使用,大量使用煤炭,促進了第一次工業革命的興起,為人類跨入工業社會做出了重要貢獻;二是石油的發現和內燃機的發明與使用,使工業生產規模極大地擴大;三是電力的出現,使得大量以煤炭和石油為燃料的電廠向各個生活和生產領域提供電能,極大地提高了人類的生活和工業生產水平,也促進了科技進步。

從18、19世紀木材作為的能源來源到煤炭和石油的廣泛利用,再到20世紀后期核電的崛起,以及21世紀初可再生能源的廣泛利用,能源消費量在國家歷史進程中經歷了許多變化,并將呈現出逐步降低的趨勢。
(3)新能源時代
20世紀,隨著礦物能源使用的負面影響越來越大,人們更加重視通過不同途徑尋求能源。首先是各國紛紛加大水利發電的開發力度,其次是核能的利用。
這一時期人類開發利用的新能源還有太陽能、風力發電、地熱能、海洋能、生物質能、氫能等。其中,人類對風能、水能、生物質能的利用已經大大超越了古代時期效率低下的利用形式。第三次科技革命以來,尤其是信息技術的發展,極大地提高了能源利用和管理的效率,促進了人類文明的繁榮與發展。□
