Tài nguyên khoáng sản là thành phần tạo thành các khoáng vật trong lớp vỏ Trái Đất, với thành phần hóa học và các đặc tính vật lý cho phép chúng được sử dụng một cách hiệu quả và mang lại lợi ích trong lĩnh vực sản xuất và kinh tế.
Nguyên lý
Tài nguyên khoáng sản là thuật ngữ Hán-Việt (chữ Hán giản thể: 矿产, chữ Hán phồn thể: 礦產, 礦産, 鑛產 hay 鑛産, bính âm: kuàng chǎn), được định nghĩa trong Hán-Việt theo Thiều Chữu là: 礦 (quặng/khoáng) có nghĩa là quặng mỏ và bất cứ vật liệu nào lấy từ mỏ được gọi là quặng, người Việt thường gọi là khoáng, cũng như 鑛 (khoáng, nghĩa là mỏ, các loại kim loại chưa được xác định được gọi là khoáng) còn 產/産 có nghĩa là nơi sinh ra.
Các dạng tài nguyên khoáng sản
Mục đích và ứng dụng của khoáng sản được phân loại thành các loại sau:
- Khoáng sản năng lượng như dầu mỏ, khí tự nhiên, than đá, đá phiến dầu, than bùn v.v.
- Khoáng sản phi kim: Bao gồm các vật liệu xây dựng như đá vôi, cát, đất sét v.v.; đá xây dựng như đá hoa cương v.v và các khoáng sản phi kim khác.
- Khoáng sản kim loại: Bao gồm các loại quặng kim loại đen, màu và quý.
- Đá màu quý như ngọc thạch anh, rhodolit, đá mã não, onyx, canxedon, charoit, nefrit v.v. và các loại đá quý như kim cương, ngọc lục bảo, hồng ngọc, xa-phia, tourmaline, peridot.
- Nước khoáng và nước ngầm.
- Nguyên liệu hóa học như apatit và các muối như phosphat, barit, borat v.v.
Phân loại dựa trên trạng thái vật lý:
- Khoáng sản rắn như quặng kim loại v.v.
- Khoáng sản lỏng như dầu mỏ, nước khoáng v.v.
- Khoáng sản khí như khí đốt, khí trơ.
Sự tích tụ của khoáng sản tạo thành các mỏ (hay còn gọi là khoáng sàng), và khi chiếm diện tích lớn được gọi là vùng mỏ, bồn hoặc bể. Người ta cũng phân biệt các loại khoáng sản rắn, lỏng và khí.
Khoáng sản nằm trong lớp vỏ Trái Đất tích tụ với các đặc điểm như gân, mạch, cán, bướu, nham cán, vỉa, ổ, sa khoáng v.v.
Hoạt động khai thác khoáng sản được gọi là khai khoáng.
Các dấu hiệu biểu hiện của sự tích tụ khoáng sản
- Các khoáng vật cộng sinh với quặng (ví dụ như thạch anh với vàng, quặng sắt có crôm với platin v.v.).
- Các mảnh vụn, đá cuội v.v. thường xuất hiện ở các khe suối sông.
- Các vỉa mỏ hiện rõ.
- Các nguồn khoáng vật khác nhau.
- Thảm thực vật phát triển.
Trong quá trình khai thác khoáng sản, người ta thường áp dụng các phương pháp như đào giếng, mương, hào, rãnh, đào đường hay khoan lỗ để khai thác quặng.
Diện tích phổ biến
Theo diện tích phổ biến của khoáng sản, chúng ta phân chia như sau:
- Tỉnh khoáng sản chiếm một phần lớn vỏ Trái Đất, liên quan đến địa chất, các đới nếp đồng, đáy đại dương, với các mỏ khoáng sản phân bố trong vùng và đặc điểm của nó. Ví dụ, các tỉnh Kavkaz, tỉnh Ural (Nga) v.v. Đôi khi, người ta cũng phân loại theo tỉnh kim loại, tỉnh than, tỉnh dầu khí v.v.
- Vùng (đới, bồn/bể) khoáng sản chiếm một phần của tỉnh và được đặc trưng bằng một nhóm mỏ khoáng sản xác định về thành phần và nguồn gốc, được phân vào một và chỉ một nhóm thành phần tạo hình hàng đầu (đá hoa cương, nếp chồng lấp v.v). Đới khoáng sản có thể là thuần nhất hoặc không thuần nhất theo thành phần khoáng sản, kích thước của nó dao động trong phạm vi rộng. Các bồn khoáng sản hình thành các vùng có sự phân bố liên tục hoặc gần như liên tục của các khoáng sản dạng vỉa.
- Khu khoáng sản tạo thành một phần của vùng và thường được đặc trưng bằng sự tập trung địa phương của các mỏ, và liên quan đến điều này, khu khoáng sản không hiếm khi được gọi là mỏ khoáng sản.
- Bãi quặng là một nhóm các mỏ có nguồn gốc đồng nhất và có cấu trúc địa chất thống nhất. Bãi khoáng sản bao gồm các mỏ, trong khi các mỏ bao gồm các thân quặng.
- Thân quặng hoặc vỉa quặng là sự tích tụ địa phương của nguyên liệu khoáng vật tự nhiên, có thành phần cấu trúc-thạch học xác định hoặc tổ hợp các thành phần này.
Vùng, khu, bãi mỏ có thể lộ ra hoàn toàn trên bề mặt đất và được gọi là mỏ lộ thiên; chúng cũng có thể bị phủ một phần bởi các loại đất đá khác nhau, thuộc loại mỏ bán kín hoặc có thể bị vùi lấp hoàn toàn, được phân loại vào loại mỏ kín.
Các nhóm trữ lượng khoáng sản rắn theo giá trị kinh tế-thương mại
Các trữ lượng khoáng sản rắn và hàm lượng của các thành phần hữu ích có trong chúng theo giá trị kinh tế được phân thành 2 nhóm chính, dựa trên các kiểm định và tính toán riêng biệt:
- Cân bằng/kinh tế/thương mại
- Không cân bằng/tiềm năng kinh tế/tiềm năng thương mại.
- Các trữ lượng cân bằng/kinh tế/thương mại. Chúng được chia thành:
- Các trữ lượng mà việc khai thác và thu hồi chúng vào thời điểm đánh giá theo các tính toán kinh tế-kỹ thuật là hiệu quả về mặt kinh tế, trong điều kiện cạnh tranh thị trường về sử dụng các công nghệ và kỹ thuật khai thác và chế biến nguyên liệu, tuân thủ các yêu cầu về sử dụng hợp lý của lòng đất và bảo vệ môi trường trong và sau khi khai thác, chế biến khoáng sản.
- Các trữ lượng mà việc khai thác hoặc thu hồi chúng vào thời điểm đánh giá theo các tính toán kinh tế-kỹ thuật không đảm bảo hiệu quả có thể thực hiện được về mặt kinh tế-thương mại trong việc khai thác-chế biến chúng trong điều kiện cạnh tranh thị trường do các chỉ số kinh tế-kỹ thuật thấp, nhưng việc khai thác nó trở nên có thể về mặt kinh tế-thương mại khi có sự hỗ trợ đặc biệt từ phía nhà nước như ưu đãi thuế, trợ cấp, trợ giá v.v. (trữ lượng kinh tế/thương mại có giới hạn).
- Trữ lượng không cân bằng (tiềm năng kinh tế/phi kinh tế). Chúng được phân thành:
- Các trữ lượng đảm bảo các yêu cầu đặt ra cho các trữ lượng cân bằng, nhưng việc sử dụng chúng vào thời điểm đánh giá không thực hiện được, dựa trên các điều kiện và tình trạng của kỹ thuật khai mỏ, các yêu cầu pháp luật, yêu cầu sinh thái-môi trường và/hoặc các điều kiện khác;
- Các trữ lượng mà việc khai thác hoặc thu hồi chúng vào thời điểm đánh giá là không hợp lý về mặt kinh tế do hàm lượng thành phần khoáng sản thấp, độ dày của thân quặng mỏng hoặc sự phức tạp chuyên môn đặc biệt trong các điều kiện khai thác và/hoặc chế biến, nhưng việc sử dụng chúng trong tương lai gần có thể trở nên hiệu quả về mặt kinh tế-thương mại nhờ vào sự gia tăng giá cả của khoáng sản trên thị trường hoặc các tiến bộ khoa học-kỹ thuật đảm bảo giảm chi phí sản xuất của khoáng sản đó.
Các trữ lượng không cân bằng được kiểm định và tính toán trong các trường hợp, nếu các tính toán kinh tế-kỹ thuật cho thấy khả năng bảo tồn chúng trong lòng đất để khai thác sau này; hoặc chỉ ra tính hợp lý của việc vừa khai thác hiện tại vừa duy trì và bảo tồn để sử dụng trong tương lai.
Trong việc tính toán các trữ lượng không cân bằng, chúng được phân thành các tiểu nhóm khác nhau, phụ thuộc vào nguyên nhân dẫn đến tính không cân bằng (kinh tế, kỹ thuật, kỹ thuật khai mỏ, sinh thái, môi trường v.v.).
Đánh giá tính cân bằng của các trữ lượng khoáng sản được thực hiện dựa trên các bằng chứng kinh tế-kỹ thuật chuyên ngành, được thẩm định bởi các chuyên gia trong các lĩnh vực khác nhau. Trong các bằng chứng này, cần dự đoán các phương pháp khai thác mỏ hiệu quả nhất, đánh giá về mặt giá thành và đề xuất các tham số chuẩn, đảm bảo sử dụng toàn diện và tổng hợp nhất đối với các trữ lượng, với việc tính toán đầy đủ các yêu cầu pháp lý về bảo vệ và phục hồi môi trường sinh thái trong và sau khi khai thác.