礦產(chǎn)資源與地質(zhì)環(huán)境

礦產(chǎn)資源與地質(zhì)環(huán)境第1頁/共54頁第5講礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境礦產(chǎn)資源及其特性礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響礦山地質(zhì)環(huán)境治理2第2頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性礦物：地殼中的化學(xué)元素在各種地質(zhì)作用下形成的、具有一定的化學(xué)

成分和物理性質(zhì)的單質(zhì)或化合物。礦石：巖石中含有經(jīng)濟上有價值、技術(shù)上可利用的元素、化合物或礦

物，即稱為礦石。礦床：在地殼中由成礦作用形成的，其所含有用礦物資源的質(zhì)和量符

合當(dāng)前經(jīng)濟和技術(shù)條件，并能被利用的地質(zhì)體。3巖石：在各種不同地質(zhì)作用下產(chǎn)生的，由一種或多種礦物有規(guī)律組合

而成的礦物集合體。礦產(chǎn)：是在地球演化過程中形成的物質(zhì)資源。第3頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性礦產(chǎn)資源（礦物資源）礦產(chǎn)資源是指所有埋藏于地殼中或出露于地表，可被人們開采利用的礦物質(zhì)聚集體。廣義概念：內(nèi)外力地質(zhì)作用下，元素、化合物、和巖石相對富集，人類開采后能夠得到有用商品的物質(zhì)形態(tài)和數(shù)量。狹義概念：自然界產(chǎn)出的物質(zhì)在地殼中富集成具有開采價值或潛在經(jīng)濟價值的形態(tài)和數(shù)量。4第4頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性礦產(chǎn)資源（礦物資源）能源資源（礦物燃料、核燃料）原料資源（金屬、非金屬）礦產(chǎn)資源5第5頁/共54頁煉銅&煉丹一礦產(chǎn)資源及其特性6第6頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性礦產(chǎn)資源的特征1.不均勻性原因：不同類別的礦產(chǎn)通常具有不同的地質(zhì)形成條件。例：石油7第7頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性礦產(chǎn)資源的特征例：稀土1.不均勻性原因：不同類別的礦產(chǎn)通常具有不同的地質(zhì)形成條件。8第8頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性礦產(chǎn)資源的特征2.有限性

從理論上來說，所有礦產(chǎn)資源都是可再生的，但考慮到人類的歷史，一些礦產(chǎn)資源是不可再生的。關(guān)鍵因素：生成速率與消耗速率9第9頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性礦產(chǎn)資源的特征3.相對性歷史性：在過去不被認為是礦產(chǎn)資源的一些物質(zhì)在現(xiàn)在成為礦產(chǎn)資源。關(guān)鍵因素：人類的開發(fā)能力10第10頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性礦產(chǎn)資源的特征4.生態(tài)性礦產(chǎn)形成于地殼演化，礦產(chǎn)資源賦存于地質(zhì)——生態(tài)環(huán)境中，人工開發(fā)礦產(chǎn)資源后，會對地質(zhì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，破壞原有的地質(zhì)生態(tài)環(huán)境的平衡狀態(tài)，嚴重的可誘發(fā)不良現(xiàn)象而成為災(zāi)害。11第11頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性礦產(chǎn)資源的供給與需求礦產(chǎn)的種類與成因金屬礦產(chǎn)：工業(yè)上提取金屬原料的有用礦物資料。非金屬礦產(chǎn)：可提取非金屬元素、化合物或能直接利用的巖石和礦物集合體。能源礦產(chǎn)：又稱礦物燃料，是人類獲取能量的重要物質(zhì)資料。12第12頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性成因巖漿作用變質(zhì)作用沉積作用生物作用風(fēng)化作用礦產(chǎn)資源的供給與需求礦產(chǎn)的種類與成因13第13頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性礦產(chǎn)資源的供給與需求鋁土礦巖漿作用變質(zhì)作用沉積作用生物作用風(fēng)化作用14成因礦產(chǎn)的種類與成因第14頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性礦產(chǎn)資源的供給與需求現(xiàn)狀-世界大多數(shù)資源可能將在21世紀內(nèi)完全枯竭。從全球范圍來講，大部分礦產(chǎn)的已知儲量只在很少的幾個國家中出現(xiàn)，而且，每個國家都缺少某些有用礦物的儲量。15第15頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性礦產(chǎn)資源的供給與需求礦產(chǎn)儲量總量占全世界9.86%，居世界第三，人均為世界平均的27%。現(xiàn)狀-中國16第16頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性礦產(chǎn)資源的供給與需求現(xiàn)狀-中國17第17頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性礦產(chǎn)資源的供給與需求現(xiàn)狀-中國18第18頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性礦產(chǎn)資源的供給與需求現(xiàn)狀-中國19第19頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性礦產(chǎn)資源的供給與需求現(xiàn)狀-中國20第20頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性礦產(chǎn)資源的供給與需求礦產(chǎn)資源的需求美國：人口5%，消耗30%資源；世界人口的20%享受著整個世界收入的80%；21第21頁/共54頁一礦產(chǎn)資源及其特性礦產(chǎn)資源的供給與需求礦產(chǎn)資源的需求22美國：人口5%，消耗30%資源；世界人口的20%享受著整個世界收入的80%；第22頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響概述采礦過程形成的物質(zhì)和能量交換是影響礦山地質(zhì)環(huán)境的主要因素，礦產(chǎn)資源開發(fā)利用對環(huán)境具有長期而復(fù)雜的影響。23第23頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響露天開采對地質(zhì)環(huán)境的影響礦山開采方式露天開采地下開采礦產(chǎn)資源開發(fā)總量中50-60%的煤、86-90%的金屬礦藏、50%的化學(xué)礦山原料、100%的非金屬和建筑材料，都是露天開采。24第24頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響露天開采對地質(zhì)環(huán)境的影響1.土地資源的占用和破壞破壞土地占用土地25第25頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響露天開采對地質(zhì)環(huán)境的影響1.土地資源的占用和破壞破壞土地占用土地26第26頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響露天開采對地質(zhì)環(huán)境的影響2.露天礦邊坡失穩(wěn)破壞邊坡角的矛盾性27第27頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響露天開采對地質(zhì)環(huán)境的影響2.露天礦邊坡失穩(wěn)破壞兩種類型：有明顯滑動面蠕變-坍塌變形28第28頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響露天開采對地質(zhì)環(huán)境的影響2.露天礦邊坡失穩(wěn)破壞采場邊坡失穩(wěn)影響因素：巖石性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造…防治原則：以防為主、綜合整治。29第29頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響露天開采對地質(zhì)環(huán)境的影響3.水土流失露天開采會嚴重破壞植被和山坡土體，產(chǎn)生的廢石、廢渣等松散物質(zhì)極易造成礦山地區(qū)水土流失。1985年，湖南某礦山，暴雨引發(fā)山洪，死亡40余人；1994年，河南西峪溝金礦，暴雨引發(fā)泥石流，死亡51人；30第30頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響地下采礦對地質(zhì)環(huán)境的影響1.采空區(qū)與地裂縫采用井下開采的礦山，由于采空區(qū)上履巖土體冒落而在地表發(fā)生大面積變形破壞并伴隨地表水和淺層水漏失的現(xiàn)象和過程，稱為礦區(qū)地面變形。視頻材料：長沙地面塌陷坑洞擴大附近采礦場被叫停31第31頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響地下采礦對地質(zhì)環(huán)境的影響1.采空區(qū)與地裂縫32采用井下開采的礦山，由于采空區(qū)上履巖土體冒落而在地表發(fā)生大面積變形破壞并伴隨地表水和淺層水漏失的現(xiàn)象和過程，稱為礦區(qū)地面變形。第32頁/共54頁定遠東城石膏礦廢棄的采空區(qū)上部地裂縫二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響地下采礦對地質(zhì)環(huán)境的影響1.采空區(qū)地面塌陷與地裂縫33第33頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響地下采礦對地質(zhì)環(huán)境的影響2.破壞水文地質(zhì)環(huán)境礦井突水視頻材料：貴陽5.29煤礦透水事故海水入侵區(qū)域水位下降井巷開掘，會改變地下水的賦存狀態(tài)，造成礦區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境的惡化。34第34頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響地下采礦對地質(zhì)環(huán)境的影響3.礦區(qū)山體開裂

高陡臨空地形地貌部位，由于山崖或山腳的采礦活動，常造成上覆山體開裂變形，甚至發(fā)生崩塌災(zāi)害。35第35頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響地下采礦對地質(zhì)環(huán)境的影響4.采礦誘發(fā)地震與巖爆1）誘發(fā)構(gòu)造型礦震因采礦導(dǎo)致斷層的復(fù)活和彈性能量的提前釋放造成的地震。可進一步分為采礦直接引發(fā)地震和抽水采礦誘發(fā)礦震兩類。36第36頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響地下采礦對地質(zhì)環(huán)境的影響4.采礦誘發(fā)地震與巖爆2）誘發(fā)塌陷型地震礦區(qū)誘發(fā)塌陷地震多起因于采空區(qū)和頂板陷落。一般震源淺、規(guī)模小。塌陷型礦震在巖溶發(fā)育地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)。37第37頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響地下采礦對地質(zhì)環(huán)境的影響4.采礦誘發(fā)地震與巖爆3）巖爆巖爆又稱沖擊地壓，是指承受強大地壓的脆性煤、礦體或巖體，在其極限平衡狀態(tài)受到破壞時向自由空間突然釋放能量的動力現(xiàn)象，是一種采礦或隧道開挖活動誘發(fā)的地震。視頻材料：河南千秋煤礦沖擊地壓事故2011110438第38頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響工礦廢物對地質(zhì)環(huán)境的污染1.選礦廢水污染

選礦廢水大部分未經(jīng)處理，排放后直接或間接地污染地表水、地下水和周圍農(nóng)田、土地，再進一步污染農(nóng)作物。廣東韶關(guān)癌癥村18年病死250人禍起鐵礦洗礦水南方都市報,2005.11.1839第39頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響工礦廢物對地質(zhì)環(huán)境的污染2.煤矸石污染煤矸石中含有大量的有機成分，同時富含金屬、堿土金屬和硫化物等，是無機鹽類污染源，可通過大氣降水淋濾而污染環(huán)境。

煤矸石帶來的問題：污染地下水和空氣、土壤鹽漬化、熱污染、放射性污染等。40第40頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響礦產(chǎn)資源開發(fā)影響地質(zhì)環(huán)境的主要因素1.礦產(chǎn)資源開發(fā)利用階段礦產(chǎn)的開發(fā)利用涉及勘探、開采、冶煉等幾個步驟，其中冶煉階段的破壞性最大。41第41頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響礦產(chǎn)資源開發(fā)影響地質(zhì)環(huán)境的主要因素2.采礦方法露天采礦優(yōu)點：有利于開采品位較低的礦體，提高資源利用率；缺點：破壞地表景觀，占用大量土地，污染環(huán)境等；地下開采優(yōu)點：對地表景觀破壞程度小，大氣和水污染較輕；缺點：可能會引發(fā)地面沉降或地面塌陷；42第42頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響礦產(chǎn)資源開發(fā)影響地質(zhì)環(huán)境的主要因素3.礦物特性礦物的種類不同，在開發(fā)利用過程中所造成的環(huán)境影響也不同。—有機礦產(chǎn)燃燒排放CO2、SO2等氣體，造成溫室效應(yīng)或酸雨；—金屬礦床的開采常造成嚴重的重金屬污染；—硅藻土中的晶質(zhì)可以致癌；—建筑材料開發(fā)破壞自然景觀；43第43頁/共54頁二礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響礦產(chǎn)資源開發(fā)影響地質(zhì)環(huán)境的主要因素4.其他因素地理位置；地形；氣候條件；開采規(guī)模；…44第44頁/共54頁三礦山地質(zhì)環(huán)境治理1.礦山地質(zhì)環(huán)境治理的基本原則（1）立法原則（2）生態(tài)風(fēng)險評價原則“預(yù)則立，不預(yù)則廢”45第45頁/共54頁三礦山地質(zhì)環(huán)境治理1.礦山地質(zhì)環(huán)境治理的基本原則（3）盡少量化原則（4）資源化原則（5）無害化原則占用最少的土地，生成最少的廢棄物。再度成為自然資源或在其他工業(yè)活動中得以利用。礦山廢棄物的去毒與隔離。46第46頁/共54頁三礦山地質(zhì)環(huán)境治理1.礦山地質(zhì)環(huán)境治理的基本原則（6）生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建原則47第47頁/共54頁三礦山地質(zhì)環(huán)境治理2.露天礦的復(fù)墾與利用外排土露天采空區(qū)的恢復(fù)和利用礫石采場、石灰石或花崗巖等建筑材料供給地，一般都是無覆蓋層的淺坑，采完后沒有物料回填或者不要求回填，可視條件進行處理（水庫、公園、魚塘、靶場、養(yǎng)殖廠等）。48第48頁/共54頁三礦山地質(zhì)環(huán)境治理2.露天礦的復(fù)墾與利用內(nèi)排土露天開采的恢復(fù)和利用采礦、復(fù)墾兩條腿走路的開采方法，對保護土地、防治環(huán)境污染非常有利，應(yīng)該盡量采用內(nèi)排土場的露天開采方法。49第49頁/共54頁三礦山地質(zhì)環(huán)境治理3.廢石堆、尾礦池復(fù)墾廢石堆復(fù)墾尾礦池復(fù)墾目前，國內(nèi)外普遍采用土壤層覆蓋法進行廢石堆復(fù)墾，即廢石堆復(fù)墾后的結(jié)構(gòu)是，由下而上為堅硬或粗料巖土-底土層-表土層。尾礦池由極細微的顆粒堆積而成，凝聚能力差，透氣和容氣性能低，因此，尾礦池的復(fù)墾關(guān)鍵在于設(shè)法固結(jié)表面，然后在其上進行復(fù)墾。50第50頁/共54頁三礦山地質(zhì)環(huán)境治理4.地面塌陷和廢棄礦井整治（1）地面塌陷的整治和利用（2）廢棄礦井、地面設(shè)施的整治和利用5.礦山“三廢”的綜合利用河南省平頂山礦區(qū)采