0 引言
矿产资源开采强度是衡量地区矿产资源经济的重要指标,可间接反映区域矿产资源的勘探和开发工作程度,不但与矿产资源储量、具体矿种、矿石品位、矿体埋深情况和矿床富集状况等矿产条件有关,而且受当地气候条件、人文环境、地表水及地下水资源情况、矿政管理政策、环境保护政策、民族政策和宗教政策等诸多因素制约,并与当地经济发展程度互相影响。可以说矿产资源开采强度是诸多因素的集中体现,分析矿产资源开采强度可为评价区域经济发展程度、矿产资源勘探与开发工作程度等提供依据。
然而,目前关于矿产资源开采强度分析评价方面的报道并不多。中华人民共和国原国土资源部每年定期发布的《中国矿产资源报告》仅用较少篇幅从采矿业固定资产投资、矿产品生产与消费、矿产资源节约与综合利用方面简要介绍了我国矿产资源开发利用概况[1,2,3,4,5,6]; 路云阁等[7]从矿权数量、开采点(面)数量和开发占地面积3个角度评价了西藏东部地区矿产资源开发强度,认为拉萨市墨竹工卡县的开发强度最大; 何芳等[8]将我国矿山地质环境背景分为6种类型,并认为平原盆地地质环境区、中低山丘陵地质环境区和中高山地地质环境区矿业开发活动强度高,黄土高原地质环境区矿业开发活动强度中等,戈壁沙漠沙地地质环境区和多年冻土地质环境区矿业开发活动强度低,但未给出矿业开发活动强度的评价方法。
绝大部分金属矿产的开采和分选过程中都会产生尾矿,其堆积、存放场所称为尾矿库,正在利用的尾矿库可指示附近有正在开采的矿山,体现了当地的矿山开采强度; 而正在建设的尾矿库可指示附近有正在建设的矿山,体现了当地的矿山开采潜力。故通过调查尾矿库的分布位置、涉及矿种、利用状态和规模大小等特征,可以间接分析评价区域金属矿产的开采强度和开采潜力。
本文综合以上研究的技术方法,结合承担项目的实际情况,以西藏自治区为研究区,开展尾矿库遥感调查,并在此基础上分析评价研究区金属矿产开采强度。
1 研究区金属矿采矿权概况
区域采矿权数量是矿业投资规模的反映,可指示矿产资源开采强度。
1.1 主要矿种
根据原国土资源部提供的采矿权资料,研究区现登记各类金属采矿权65处,其中黑色金属矿产15处、有色金属矿产45处、贵重金属矿产4处和稀有稀土分散元素金属矿产1处(表1)。从采矿权数量上分析,有色金属矿产是研究区比较有优势的金属矿产类型,也是开采强度比较大的金属矿产类型。在具体矿种上,铅矿最多,有24处; 铜矿次之,有12处; 再次是铬铁矿,有11处; 其余金属矿采矿权数量都少于5处。从采矿权数量上分析,铅矿、铜矿和铬铁矿是研究区比较有优势的金属矿种,也是开采强度比较大的金属矿种。
Tab.1 List of mining rights for metal mines in prefectural-level divisions(处)
| 地区 | 黑色金属矿产 | 有色金属矿产 | 贵重金属矿产 | 稀有稀土分散 元素金属矿产 | 总计 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 铬铁矿 | 铁矿 | 钼矿 | 铅矿 | 锑矿 | 铜矿 | 锡矿 | 锌矿 | 金矿 | 银矿 | 锂矿 | ||
| 拉萨市 | 0 | 2 | 2 | 6 | 0 | 7 | 0 | 2 | 0 | 0 | 0 | 19 |
| 日喀则市 | 0 | 1 | 0 | 6 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 12 |
| 昌都市 | 0 | 1 | 0 | 5 | 0 | 2 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 10 |
| 林芝市 | 0 | 0 | 1 | 3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4 |
| 山南市 | 7 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 11 |
| 那曲地区 | 4 | 0 | 0 | 3 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 8 |
| 阿里地区 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 合计 | 11 | 4 | 3 | 24 | 3 | 12 | 1 | 2 | 3 | 1 | 1 | 65 |
| 总计 | 15 | 45 | 4 | 1 | ||||||||
1.2 分布区域
研究区内65处金属采矿权中,拉萨市分布最多,有19处; 其次是日喀则市、山南市和昌都市,分别有12处、11处和10处; 分布较少的地区有那曲地区、林芝市和阿里地区,分别有8处、4处和1处。从采矿权数量上分析,拉萨市的金属矿开采强度较大。
在县级行政区上,拉萨市墨竹工卡县分布最多,有9处; 日喀则市谢通门县次之,有8处; 再次是拉萨市林周县,有6处。从采矿权数量上分析,墨竹工卡县、谢通门县和林周县的金属矿开采强度较大。
1.3 涉及重要成矿带
Tab.2 List of mining rights for metal mines in important metallogenic belts(处)
| 类型 | 矿种 | 冈底斯成矿带 | 西南三江成矿带 |
|---|---|---|---|
| 黑色金属矿产 | 铬铁矿 | 0 | 0 |
| 铁矿 | 3 | 1 | |
| 有色金属矿产 | 钼矿 | 3 | 0 |
| 铅矿 | 18 | 3 | |
| 锑矿 | 0 | 0 | |
| 铜矿 | 9 | 2 | |
| 锡矿 | 0 | 0 | |
| 锌矿 | 2 | 0 | |
| 贵重金属矿产 | 金矿 | 1 | 1 |
| 银矿 | 1 | 0 | |
| 稀有稀土分散 元素金属矿产 | 锂矿 | 1 | 0 |
| 总计 | 38 | 7 |
2 遥感数据源及解译标志
本文主要使用了2期用于土地变更调查的遥感数据,包括高分一号、高分二号、资源三号和SPOT6等多种类型,分别获取于2015年底和2016年底。2期遥感数据都完整地覆盖了研究区全境,且遥感图像融合镶嵌效果较好、色彩配置恰当,不需专门处理,可直接用于遥感信息提取,给研究区尾矿库遥感调查工作提供了较好的遥感数据源。
尾矿库的遥感识别方法在文献[9,15,17,19]中都有详尽的阐述。研究区部分尾矿库遥感图像见图1。
图1
图1
研究区部分尾矿库遥感图像
Fig.1
Remote sensing images of some tailing reservoirs in study area
总体上,根据当地的地形、地质条件不同,尾矿库的形状也不尽相同,但必然会有尾矿库坝体,可以根据类似水库的坝体特征初步识别尾矿库。与水库不同的是,水库内几乎全是水体,而正在利用的尾矿库内主要是尾矿砂,也可能有水体。根据以上特征可将正在利用的尾矿库与水库区别开。正在建设的尾矿库内往往即无水体又无尾矿砂,可根据其圈闭的坝体特征和旁边的选矿设施或矿山建筑物进行识别。
3 尾矿库遥感调查结果
通过人机交互遥感解译,结合野外调查验证,在研究区共圈定了21处金属矿尾矿库。其中,13处尾矿库正在利用,占尾矿库总数量的62%; 8处尾矿库正在建设,占尾矿库总数量的38%(表3)。
表3 研究区尾矿库遥感调查信息一览表
Tab.3
| 序号 | 行政区 | 矿种 | 面积/hm2 | 利用状态 | 所属成矿带 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 拉萨市林周县 | 铅锌矿 | 8.31 | 正在利用 | 冈底斯成矿带 |
| 2 | 拉萨市林周县 | 铁矿 | 7.66 | 正在利用 | 冈底斯成矿带 |
| 3 | 拉萨市堆龙德庆区 | 铅锌矿 | 9.72 | 正在利用 | 冈底斯成矿带 |
| 4 | 拉萨市墨竹工卡县 | 铅锌矿 | 4.31 | 正在利用 | 冈底斯成矿带 |
| 5 | 拉萨市墨竹工卡县 | 铜矿 | 34.72 | 正在利用 | 冈底斯成矿带 |
| 6 | 拉萨市墨竹工卡县 | 铅锌矿 | 10.86 | 正在利用 | 冈底斯成矿带 |
| 7 | 拉萨市墨竹工卡县 | 铜矿 | 18.10 | 正在利用 | 冈底斯成矿带 |
| 8 | 拉萨市墨竹工卡县 | 铜矿 | 26.14 | 正在建设 | 冈底斯成矿带 |
| 9 | 拉萨市墨竹工卡县 | 铜矿 | 66.56 | 正在建设 | 冈底斯成矿带 |
| 10 | 日喀则市昂仁县 | 铅锌矿 | 8.85 | 正在利用 | 其他 |
| 11 | 日喀则市谢通门县 | 铅锌矿 | 17.48 | 正在利用 | 冈底斯成矿带 |
| 12 | 日喀则市谢通门县 | 铅锌矿 | 17.67 | 正在利用 | 冈底斯成矿带 |
| 13 | 日喀则市谢通门县 | 铜矿 | 4.26 | 正在建设 | 冈底斯成矿带 |
| 14 | 日喀则市谢通门县 | 铜矿 | 3.87 | 正在建设 | 冈底斯成矿带 |
| 15 | 昌都市江达县 | 铜矿 | 36.16 | 正在利用 | 西南三江成矿带 |
| 16 | 山南市加查县 | 金矿 | 3.48 | 正在利用 | 其他 |
| 17 | 那曲地区嘉黎县 | 铅锌矿 | 10.34 | 正在利用 | 冈底斯成矿带 |
| 18 | 那曲地区申扎县 | 铜矿 | 2.88 | 正在建设 | 其他 |
| 19 | 那曲地区申扎县 | 铜矿 | 9.21 | 正在建设 | 冈底斯成矿带 |
| 20 | 那曲地区申扎县 | 铜矿 | 3.55 | 正在建设 | 冈底斯成矿带 |
| 21 | 阿里地区噶尔县 | 锑矿 | 9.64 | 正在建设 | 其他 |
4 金属矿开采强度分析
尾矿库的分布数量、利用状况和规模大小都可以体现出区域金属矿开采强度或开采潜力,本文利用这些信息分别探讨不同行政区、不同成矿带、不同矿种的开采强度和开采潜力。
4.1 不同行政区金属矿开采强度分析
表4为各行政区尾矿库数量和面积统计。由表4可知,拉萨市的尾矿库数量最多,有9处,其中7处正在利用,2处正在建设; 其次是日喀则市,有5处,其中3处正在利用,2处正在建设; 再次是那曲地区,有4处,其中1处正在利用,3处正在建设; 昌都市、山南市和阿里地区各有1处尾矿库。尾矿库数量显示,拉萨市正在利用尾矿库最多,指示拉萨市金属矿开采强度最大; 而那曲地区正在建设的尾矿库最多,指示那曲地区金属矿开采潜力最大。县级行政区方面,拉萨市墨竹工卡县的尾矿库数量最多,其中4处正在利用,2处正在建设; 其次是日喀则市谢通门县,其中2处正在利用,2处正在建设; 再次是那曲地区申扎县,有3处,均为正在建设尾矿库。尾矿库数量显示,拉萨市墨竹工卡县正在利用尾矿库最多,指示该县金属矿开采强度最大; 而那曲地区申扎县正在建设的尾矿库最多,指示该县金属矿开采潜力最大。根据表4,拉萨市尾矿库占地面积最大,其中正在利用尾矿库占地93.68 hm2,正在建设尾矿库占地92.70 hm2; 其次是日喀则市,其中正在利用尾矿库占地44.00 hm2,正在建设尾矿库占地8.13 hm2; 再次是昌都市,有36.16 hm2,为正在利用尾矿库占地; 那曲地区尾矿库占地25.98 hm2,阿里地区尾矿库占地9.64 hm2,山南市尾矿库占地3.48 hm2。尾矿库规模显示,拉萨市无论正在利用还是正在建设的尾矿库占地面积都较大,指示出拉萨市的金属矿开采强度较大、开采潜力亦较大。县级行政区方面,拉萨市墨竹工卡县的尾矿库占地面积最大,达160.69 hm2,其中正在利用尾矿库占地67.99 hm2,正在建设尾矿库占地92.70 hm2; 其次是日喀则市谢通门县,有43.28 hm2,其中正在利用尾矿库占地35.15 hm2,正在建设尾矿库占地8.13 hm2; 再次是昌都市江达县,有36.16 hm2,为正在利用尾矿库占地。尾矿库规模显示,拉萨市墨竹工卡县无论正在利用还是正在建设的尾矿库占地面积都较大,指示出该县的金属矿开采强度较大、开采潜力亦较大。
表4 各行政区尾矿库一览表
Tab.4
| 行政区 | 正在利用 | 正在建设 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 数量/处 | 面积/hm2 | 数量/处 | 面积/hm2 | ||
| 拉萨市 | 林周县 | 2 | 15.97 | 0 | 0 |
| 堆龙德庆区 | 1 | 9.72 | 0 | 0 | |
| 墨竹工卡县 | 4 | 67.99 | 2 | 92.70 | |
| 合计 | 7 | 93.68 | 2 | 92.70 | |
| 日喀则市 | 昂仁县 | 1 | 8.85 | 0 | 0 |
| 谢通门县 | 2 | 35.15 | 2 | 8.13 | |
| 合计 | 3 | 44.00 | 2 | 8.13 | |
| 昌都市 | 江达县 | 1 | 36.16 | 0 | 0 |
| 山南市 | 加查县 | 1 | 3.48 | 0 | 0 |
| 那曲地区 | 嘉黎县 | 1 | 10.34 | 0 | 0 |
| 申扎县 | 0 | 0 | 3 | 15.64 | |
| 合计 | 1 | 10.34 | 3 | 15.64 | |
| 阿里地区 | 噶尔县 | 0 | 0 | 1 | 9.64 |
综合尾矿库数量、尾矿库规模和现登记采矿权数量信息,发现拉萨市金属矿开采强度较大,拉萨市和那曲地区金属矿开采潜力较大; 县级行政区上,拉萨市墨竹工卡县金属矿开采强度较大,拉萨市墨竹工卡县和那曲地区申扎县金属矿开采潜力较大。
4.2 不同成矿带金属矿开采强度分析
遥感调查结果显示,研究区绝大部分尾矿库位于冈底斯成矿带,共16处,其中10处正在利用,6处正在建设; 在西南三江成矿带有1处正在利用的尾矿库; 另有4处尾矿库没有分布在我国重要成矿带内。尾矿库数量上显示,冈底斯成矿带无论正在利用还是正在建设的尾矿库都较多,指示出冈底斯成矿带金属矿开采强度较大、开采潜力亦较大。
通过尾矿库占地面积分析,冈底斯成矿带的尾矿库占地面积最大,达252.76 hm2,其中正在利用尾矿库占地139.17 hm2,正在建设尾矿库占地113.59 hm2; 西南三江成矿带尾矿库占地面积36.16 hm2,为正在利用尾矿库。尾矿库规模显示,冈底斯成矿带无论正在利用还是正在建设的尾矿库面积都较大,指示出冈底斯成矿带金属矿开采强度较大、开采潜力亦较大。
综合尾矿库数量、尾矿库规模和现登记采矿权数量信息,发现冈底斯成矿带金属矿开采强度较大、开采潜力亦较大。
4.3 不同矿种开采强度分析
表5 不同矿种尾矿库一览表
Tab.5
| 类型 | 矿种 | 正在利用 | 正在建设 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 数量/处 | 面积/hm2 | 数量/处 | 面积/hm2 | ||
| 黑色金属矿产 | 铁矿 | 1 | 7.66 | 0 | 0 |
| 有色金属矿产 | 铜矿 | 3 | 88.98 | 7 | 116.47 |
| 铅锌矿 | 8 | 87.54 | 0 | 0 | |
| 锑矿 | 0 | 0 | 1 | 9.64 | |
| 合计 | 11 | 176.52 | 8 | 126.11 | |
| 贵重金属矿产 | 金矿 | 1 | 3.48 | 0 | 0 |
具体矿种方面,铜矿的尾矿库数量最多,其中3处正在利用,7处正在建设; 其次是铅锌矿,有8处,均为正在利用尾矿库; 铁矿、锑矿和金矿各有1处尾矿库。尾矿库数量显示,铅锌矿正在利用尾矿库最多,指示铅锌矿开采强度最大; 而铜矿正在建设的尾矿库最多,指示铜矿开采潜力最大。
根据表5,有色金属矿产尾矿库占地面积最大,其中正在利用尾矿库占地176.52 hm2,正在建设尾矿库占地126.11 hm2; 其次是黑色金属矿产,有7.66 hm2,为正在利用尾矿库占地; 再次为贵重金属矿产,有3.48 hm2,为正在利用尾矿库占地。尾矿库规模显示,有色金属矿产无论正在利用还是正在建设的尾矿库面积都较大,指示出有色金属矿产开采强度较大、开采潜力亦较大。
具体矿种方面,铜矿尾矿库占地面积最大,其中正在利用尾矿库占地88.98 hm2,正在建设尾矿库占地116.47 hm2; 其次是铅锌矿,有87.54 hm2,为正在利用尾矿库占地; 再次为锑矿,有9.64 hm2,为正在建设尾矿库占地; 铁矿尾矿库有7.66 hm2,金矿尾矿库有3.48 hm2。尾矿库规模显示,铜矿和铅锌矿正在利用尾矿库面积较大,指示铜矿和铅锌矿开采强度大; 而铜矿正在建设的尾矿库面积最大,指示铜矿开采潜力最大。
综合尾矿库数量、尾矿库规模和现登记采矿权数量信息,发现有色金属矿产开采强度较大、开采潜力亦较大; 具体矿种上,铅锌矿和铜矿开采强度较大,铜矿开采潜力大。
5 结论
本文尝试利用尾矿库遥感调查资料分析评价研究区金属矿产开采强度,主要的认识有:
1)从地级行政区角度,拉萨市金属矿开采强度较大,拉萨市和那曲地区金属矿开采潜力较大; 县级行政区上,拉萨市墨竹工卡县金属矿开采强度较大,拉萨市墨竹工卡县和那曲地区申扎县金属矿开采潜力较大。
2)从成矿带角度,冈底斯成矿带金属矿开采强度较大、开采潜力亦较大。
3)从矿种角度,有色金属矿产开采强度较大、开采潜力亦较大; 具体矿种上,铅锌矿和铜矿开采强度较大,铜矿开采潜力大。
本文根据尾矿库数量、尾矿库利用状态、尾矿库规模以及现登记采矿权数量信息分析评价研究区不同行政区、不同成矿带、不同矿种的金属矿开采强度和开采潜力,方法简单、易于操作,可为其他地区金属矿开采强度分析评价提供借鉴和参考。
本文使用的基础数据,除现登记采矿权数量信息由原国土资源部提供的采矿权资料统计得出外,其他数据都来自遥感调查,限于收集到的遥感数据,未能调查出各尾矿库的尾矿资源量,有待有志学者深入探讨研究。
志谢:
本文研究和野外调查过程中得到了安翠娟、汪劲、李光昭、茹意、陈俊伸、宋立东和陈剑南等同仁的帮助,在此表示衷心的感谢!
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大冶陈贵镇小型尾矿库分布特征及环境影响分析
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鄂东南尾矿库高分辨率遥感图像识别因子研究
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Magsci
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<p>尾矿库是一种巨大的环境风险源,一旦发生事故,会给周边环境带来严重危害,因而成为环境应急监管的重点。特别是近年来由尾矿库引起的突发环境事件呈现高发态势,使得尾矿库环境应急管理形势严峻。当前,我国尾矿库环境监管能力薄弱,主要依靠地面调查,信息与技术支撑能力严重不足。为此,面向环境应急管理的工作需求,在分析尾矿库特性及遥感技术特点的基础上,提出了尾矿库环境监管指标体系和监测方法,并以张家口为例,开展了“天地”一体化的尾矿库环境风险监测应用示范,增强了尾矿库的环境监管能力,同时也拓宽了遥感的应用面,为建立基于“天地”一体化的尾矿库环境监管技术体系和服务平台奠定了初步的技术基础。</p>
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