项目实施及资金投入
20世纪90年代以前,由于体制、管理和历史等方面的原因,我国的矿产资源开发一直处于粗放管理状态,大部分矿山以牺牲环境为代价,致使矿山环境问题日益突出,矿山地质灾害频繁发生,不仅威胁到矿区居民的生产、生活安全,而且造成了巨大的经济损失,严重影响和制约了我国矿业经济的可持续发展。90年代初期,矿山环境屡遭受破坏和不断恶化的趋势引起中央及各级政府的广泛重视,矿山环境治理和生态恢复建设工作逐渐提到日程。原国家土地管理局先后在全国建立了煤炭、石油、有色金属、黄金等矿山开采和燃煤发电、烧制砖瓦等20多个不同类型的土地复垦试点。国家环保总局结合全国的生态示范区建设试点,在马鞍山、淮北、迁安等10多个市、县开展了以矿区环境保护和生态重建为主要内容的生态示范区试点建设工作。冶金、煤炭、化工、有色金属等部门也从本行业的实际出发,开展了矿山环境恢复治理试点工作。如神华集团公司自1986年开发神府东胜矿区以来,坚持开发建设与污染治理同步实施,先后建起了污水处理厂、选煤厂煤泥水处理系统等一批环保设施,营造了矿区防护林,不仅使矿区水环境、大气环境质量得到有效改善,而且,在矿区治理区内植被覆盖率也由原来的14%提高到39%。又如马鞍山南山铁矿是一个有80余年开采历史的老矿,地表植被破坏殆尽。为了做好土地复垦工作,该矿专门成立了复垦工作领导小组,组建了专职复垦队伍,通过几年的努力,废弃土地的复垦率已达到70%。山西潞安矿务局王庄煤矿采用人工造林绿化新技术,为矸石山的绿化探索出一条新路子,不仅治理了矿山“三废”,复垦了土地,恢复了生态,而且树立了样板,为推动全国矿区环境保护工作作出了贡献。
2001~2002年,财政部、国土资源部利用探矿权、采矿权使用费和价款投资2350万元,地方自筹资金万元,在全国范围内选择矿山环境问题突出的湖北、江西、黑龙江、四川、北京、辽宁、河北、山西、内蒙古、河南、湖南、山东、江苏、浙江、新疆、甘肃16个省(区、市),安排18个国有老矿山进行矿山环境治理试点(山东和湖南安排2个试点项目,其余省(区、市)各安排1个试点项目)。治理矿区种类包括铁矿、煤矿、铅锌矿、铜矿和石材矿等,治理对象包括矿山环境恢复治理和矿区地质灾害治理等。项目验收结果表明,由于中央和地方配套资金的相互支持,90%的项目超额完成设计工程量,18个项目工程质量均达到预期要求,全部验收合格。通过项目的实施,老矿区内长期威胁居民生产、生活安全的地面塌陷、泥石流等地质灾害得到治理,久弃荒废的土地得以复垦,千疮百孔的矿区生态环境重现生机。良好的经济效益和社会效益,为后续项目的顺利开展奠定了坚实的基础。
在试点取得经验的基础上,2003年11月10日,财政部、国土资源部下发《探矿权采矿权使用费和价款使用管理办法(试行)》通知,正式启动两权专款用于矿山环境治理工作。主要治理对象是计划经济时期建设的国有矿山,重点开展:①因采矿活动造成的地面开裂、沉降、塌陷等矿山地质环境破坏的治理;②因采矿活动引起的区域性地下水水位下降、地下水干枯、危损尾矿坝等的治理;③因采矿活动形成的矿山尾矿的治理和综合利用。
近年来,财政部、国土资源部逐年加大对矿山环境治理投入力度。2003年,在全国22个省(区、市)批复实施矿山环境治理项目74个,中央财政投资亿元。2006年,在全国31个省(区、市)批复实施矿山环境治理项目339个,中央财政投资亿元。在项目的批复数量上,2004年和2006年的增加幅度较大,分别增加了和;中央财政对项目投入呈稳步增加趋势,年平均增幅达。2003~2007年底利用两权专款,在全国31个省(区、市)共批复实施矿山环境恢复治理项目1118个,中央财政累计投入亿元。
同时,随着我国综合国力的增强,根据各省(区、市)矿山环境治理目标,并按照国家有关要求和保障经济持续发展的需求,地方财政向矿山环境治理投入力度也呈现逐年增加趋势。再由于国家出台了一系列鼓励参与矿山环境治理的优惠政策,极大地调动了企业和个人投资矿山环境治理的积极性。据不完全统计,自2000年以来,全国用于矿山环境治理的地方财政资金达亿元,企业自筹资金达亿元。
治理成效
随着我国关于矿山环境保护与监督管理的法律法规逐步健全、完善和进一步贯彻落实,以及国家和省(区、市)各级行政主管部门的重视程度和监管力度的日益加大,随着社会公众及矿山企业对矿山环境保护意识的不断提高,矿山开发者重开发轻保护、肆意破坏污染矿山环境的势头已被有效遏制,在保护矿区生态环境、治理恢复被占用破坏的土地、防治地质灾害和矿山“三废”综合治理利用等方面取得了显著的成果。特别是财政部、国土资源部正式启动两权专款用于矿山环境治理工作以后,在全国范围内的矿山地质环境综合治理工作得以有序开展,一些计划经济时期建立的国有大中型矿山、闭坑矿山和无法找到责任人的矿山的地质环境逐步得到恢复治理,收到了良好的经济效益、社会效益和环境效益。同时,已实施项目的示范作用,以及有关鼓励政策的出台,极大地鼓舞和激发了企业和个人参与矿山环境保护治理的积极性,使矿山环境保护治理的资金投入更趋于多元化,治理范围更广泛、治理成效更显著。
矿山占用破坏土地恢复治理
截至2007年底,全国累计恢复治理矿山占用破坏土地面积约万公顷,治理率达。现阶段,我国在矿山占用破坏土地恢复治理过程中,普遍遵循生态效益、经济效益、社会效益相统一的原则,要求土地的复垦规划与土地利用总体规划和基本农田保护区规划相协调,复垦后的土地应优先用于农业,宜粮则粮、宜林则林、宜牧则牧、宜渔则渔。其次用于建设主题公园、人工湖等生态景观的恢复和其他建设用地。
(1)采空塌陷区治理现状
我国采矿塌陷区主要集中分布在煤矿,其次是石膏矿、金矿等。塌陷区的治理措施根据塌陷规模区别对待:对深度较大的常年积水区,一般采取清淤扩建、淤泥造地等措施,建设成人工湖、鱼藕塘、水田;对季节性积水区,实行挖沟排水,修建台、条田,发展特色种植;对塌陷变形地,采取削高垫洼、回填整平、复耕复林复草或用作其他建设用地。例如甘肃省华亭县对东华煤矿塌陷区进行复平整治,改造成面积达86400平方米的人民广场,成为县城居民集会、休闲场地。黑龙江省七台河市对煤矿塌陷积水洼地进行综合整治,治理塌陷地公顷,建成了具有休闲和娱乐功能的落燕湖景区。山东省枣庄市针对石膏矿塌陷,坚持以挖塘造地为突破口,发展名优水产养殖,扩大植桑种田面积,创造了种、养、加工相结合的立体高效塌陷治理示范区。累计治理塌陷地3000余亩,开挖鱼塘133处,面积近900亩,改造良田整平耕地2700余亩,整个石膏矿区已开始步入资源开发与环境保护协调发展的轨道。
(2)露天采场治理现状
随着生态省(区、市)建设活动的开展,各级行政主管部门开展了对“三区二线”(即城市规划区、风景区、地质遗迹保护区、重要公路或铁路沿线、沿海岸线)可视范围内的已损山体和废弃的采石坑的治理工作。
对露天采场治理的原则是减少引发崩塌、滑坡等突发性地质灾害的可能,保证矿区居民的生命、财产安全;恢复采场范围内被破坏的地表植被,使之与周边环境相协调。目前采取的主要治理措施首先是对不稳定岩土体进行卸载,消除引发灾害的隐患,再对土质开采坡面和矿坑清理、平整,便于复垦绿化;对石质边坡进行打坑回填客土或者进行覆网客土喷播等技术,使裸露的开采作业面迅速复绿。治理效果较好的江苏省苏州旺山露天采场,在清理不稳定岩体的前提下,针对土质贫瘠、坚硬、坡比较大的基岩坡面采用客土喷播法,对土质较好、坡比小的山体采用厚层基质法等施工工艺和复绿技术,使原来裸露的边坡得到有效的防护,减少水土流失和滑崩灾害隐患,迅速改变了地貌景观。经过三年的治理,形成一个乔、灌木及地被混交的自然种群,植被生长旺盛、根系盘结,生物保护作用明显。改造后的露天采场成为苏州吴中经济开发区一道亮丽的风景线。山东省威海市按照自然环境条件,因地制宜地采取了土石方工程、植物工程和喷涂工程相结合的综合治理方法用于露天采场治理。2000年共喷涂陡峭坡面30万平方米,垒堰总长度9000米,填土量万立方米、石方量9000立方米,栽植常攀藤植物15万株,各类乔木、灌木3万棵。福建省龙岩市上杭紫金矿业按照矿山每年编制的植被恢复计划,遵循稳定一块、恢复一块的原则逐步恢复。目前已采用草、灌、乔、藤相结合,通过人工种植、机械喷播等方法进行植被恢复工作。2001年金矿区种植草皮万平方米,种树8万株,成活率均在85%以上。在2001年底,紫金矿业为实施“在保护中开发,在开发中保护”的矿山可持续发展战略,开始实施紫金山工业旅游项目,经1年多的开发建设,先后投入2000万元,建设成为福建省独具特色的一个新兴旅游区。2002~2003年度,共接待游客万人次,累计实现旅游收入815万元。
(3)尾矿库、固体废弃物堆放场地治理现状
为了减少扬尘、净化矿区空气环境,预防污染水土环境、引发水土流失、发生泥石流等地质灾害,增加矿区土地的可利用率,建设环境优美的绿色矿山,对尾矿库、固体废弃物堆放场地进行治理,成为目前矿山环境治理的主要工作。
现阶段,我国对尾矿库、固体废弃物堆放场地的治理原则是多元开发、变废为宝,提高利用、减少囤积,复垦占地,恢复生态。在现有经济技术条件下,尾矿和固体废弃物大量用于建筑业、发电等行业,如加工成新的建筑材料或制砖、铺路、充填塌陷区等。湖北省武钢矿山大冶铁矿利用尾矿砂制成微晶玻璃花岗岩新型建材及仿古陶瓷工艺品,利用矿石粉碎的细石灰石粉尾矿生产高标号的水泥。安徽铜陵有色金属公司所属的五公里尾矿库已经建成无土复垦示范场,昔日尘沙飞扬的尾“沙滩”,今日已草树成荫,成为沿江绿化带。云南锡业集团有限公司左山采矿厂尾矿库,已复垦成225亩的竹林。对于无法利用的尾矿、固体废弃物可就地回填采场和采坑,覆土后用于人工造林、恢复成耕地等,或充分利用微生物技术直接在矿渣堆上复垦。通过多种形式的治理措施控制水土流失,改善生态环境,修复自然景观。如山西孝义和广西平果铝土矿在矿山固体废物复垦中,采取一系列加速生土熟化技术,建立了剥采、排土与复垦联合新工艺,使用了内生菌根真菌微生物工程技术,使土壤活性增加,将工程复垦与生物复垦有机结合,成功实现了排土场的植被恢复。
矿山废水废液治理
目前,我国矿山平均年废水废液产出量约为亿立方米,年处理量亿立方米,年综合利用量为亿立方米,综合利用率为。
矿山废水按生产过程可分为采矿作业废水和选矿作业废水;按废水pH值可分为酸性废水、碱性废水等。矿山酸性废水主要来源于矿坑水、废石堆淋滤液等;矿山碱性废水主要产生于选矿作业。矿山废水中的主要污染物包括重金属、酸、有机污染物、油类污染物、氰化物、氟化物和可溶性盐类等。重金属污染和酸类污染是废水污染中最普遍的,废水中的重金属元素主要有铅、锌、镍、铜、汞、铬、镉、钴、锰、钛、钒和铋等。目前我国对矿山废水的治理方法主要有中和法、微生物法、人工湿地法等。处理工艺较为先进、成熟,例如甘肃省金川公司针对采、选、冶以及化工动力等各生产环节不同生产工艺所排放的废水,先后建成了镍等贵金属离子、硫酸、氯碱、锅炉、高含盐等废水的处理站,年处理废水达500万吨,并将未被利用的废水排入尾矿库,减轻了对矿区附近水体、土体的污染和破坏。
矿山地质灾害治理
自20世纪80年代以来,我国共发生由于矿山开采而诱发的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等地质灾害12000余起,影响面积万公顷,已治理面积万公顷,治理率为。
根据我国矿山各类地质灾害的发育状况、致灾机理、危害程度,结合国民经济发展水平和技术条件,现阶段我国矿山地质灾害治理的原则及工程措施是:①对于危害较严重、治理难度较大、治理投入回报不理想的地质灾害,一般采取搬迁、避让的措施。2003年6月,国务院总理温家宝在辽宁考察期间对矿山地质环境治理连下“四道军令”:要尽快实施、要公开透明、要责任到人、要增加投入。不久,国家有关部门就开始对东北煤炭城市沉陷区治理安排专项资金,东北三省政府全力以赴投入到采煤沉陷区治理工程之中,治理总面积超过900平方千米。治理项目包括建设小区住宅、维修加固住宅、新建学校、医院、幼儿园等配套设施,对部分受破坏的学校、医院、道路、供(排)水管线、供热管线进行维修加固等。目前,辽宁已安置沉陷区受灾居民万户,超过安置户数的70%,已建成居民楼房住宅240多万平方米,建成学校、医院等配套设施25万平方米。吉林省采煤沉陷区新建楼房住宅小区竣工面积为82万多平方米,安置居民万户,各项配套建筑设施也同步进行。黑龙江省治理面积超过400平方千米,截至2006年5月底,已开工新建住宅223万平方米,占下达计划的78%,项目建成后预计可安置沉陷区搬迁居民33112户,约占下达计划的70%。②对于崩塌、滑坡、泥石流等呈点状分布的突发性地质灾害,采取部署群测群防的监测体系,实施治理工程,开展重点区域专门性监测等措施。例如甘肃省小厂坝铅锌矿1138平硐不稳定斜坡(潜在滑坡)变形面积约10万平方米,其主要诱发因素是汛期地下水水位上升导致高陡基岩坡面残坡积碎石土变形蠕动。在对其进行坡面位移定期监测的基础上,采取格构加固、修建挡土墙、地表排水等工程措施及植树育草生物措施,有效地抑制了坡体蠕动变形的进一步发展。
存在的问题
近年来,虽然我国矿山环境恢复治理工作取得了一定的成效,但由于工作刚刚起步,无论政策法规、管理机制、资金保障,还是技术标准都有待健全和完善,主要存在以下问题:
矿山环境保护与治理尚未步入法制化轨道,管理机制不健全
近年来,我国虽然制定出台了一系列涉及矿山环境保护和治理的法律、法规,但这些法律、法规大多局限于原则性的要求,可操作性较差,具体实施时存在一定难度。在管理体制上各执法单位之间时有交叉重叠,时有空白。特别是治理的主体单位与上级主管部门及相关单位,在法律上和经济上多方面的关系均缺乏明确界定。矿山环境治理过程中,各方责、权、利的关系应遵循怎样的原则加以确立?治理之后的成果,即环境产权和复垦土地的所有权、使用权等应如何确立和保护?这些问题在原有法律中均未涉及,急需加以完善。
我国矿山开采历史悠久,环境破坏严重,治理难度增大
长期以来由于环境保护意识淡薄,矿山环境保护法律、法规不健全,管理滞后,加之受开采条件、开采方式、生产工艺、技术水平、装备条件等综合因素的影响,致使我国矿山环境遭到了严重的破坏。造成全国矿山环境问题广泛分布,且类型复杂、致灾几率大、突发性强、隐患多、灾情严重。不仅严重影响和制约着国民经济的发展,甚至威胁人民生命财产的安全,引发了一系列社会问题和矛盾。而我国矿山环境恢复治理起步晚、规模小、投入资金有限,随着矿山采掘规模和强度的增大,矿山环境问题将日益突出,治理难度也将越来越大。
矿山环境保护和治理资金短缺,投资机制不完善
目前,我国矿山环境保护和治理资金主要来源于三个部分:一是中央财政从两权使用费和价款中安排一定的资金,因历史欠账太多,远远不能满足矿山环境治理的需要。二是地方财政从收取的价款和矿产资源补偿费中安排部分资金,主要用于矿产资源勘查等方面支出,用于矿山环境治理的费用极为有限。三是矿山企业交纳的矿山环境恢复治理保证金。由于矿山环境治理工程投入大,其经济效益不凸显或滞后,再由于缺乏矿山环境治理相关的鼓励政策措施,造成矿山环境治理投资回报率不大,因此极少有其他资金投入,投资机制不畅,多元化、多渠道的矿山环境治理投资机制尚未形成。
矿山环境保护与治理的技术标准、规范急需制定
虽然国内已进行过不同层次的矿山恢复治理方面的零散研究工作,也开展过不同类型废弃矿山恢复治理的示范工程,但这些工作所积累的经验和数据资料距离形成系统的标准、规范还有很大差距,造成目前我国矿山环境恢复治理工作的目标、任务不很明确,治理成效界定缺乏依据,治理技术不规范。因此,出现矿山环境恢复治理工程布设较随意、技术含量低,部分治理工程的治理成果不显著,很难实现预期的效益。为了尽快提高我国矿山环境保护与治理的技术水平,规范恢复治理工程的技术路线选择、工作量布设、质量监控、预算编制、预期成果目标设定等,建议国家有关部门设立专项资金,集中一批技术力量,尽快研究制定矿山恢复治理的方法、标准或规范,用以指导全社会矿山的恢复治理工作。
重前期治理,轻后期管理,影响了矿山环境治理效果
自2001年大规模、有计划地开展矿山环境恢复治理工作以来,相继开展了大量的矿山环境治理项目。大多数项目在前期的治理阶段,由于有资金保障,主管单位和实施单位的积极性都很高,不仅严格按照设计施工,而且监管力度大。而项目评审验收后,因没有后续资金支持,部分治理工程后期的维护工作处于停滞状态,行政监管也出现空当,在一定程度上影响了治理效果。
露天煤矿的矿区环境污染的问题和策略论文
我国煤炭资源量占一次能源资源总量的90%以上,每年消耗的一次能源中煤炭占70%以上,而且今后相当长的一段时期内这种状况都不会有大的变化。我国适于露天开采的煤炭资源储量大约为490亿吨。目前,我国露天矿煤炭产量占总产量的5%左右,预计到2020年将达到12-14%。据统计,我国露天开采每万吨煤炭约破坏土地公顷,其中挖掘破坏公顷,外排土场占压公顷。露天开采时破坏土地面积为露天矿采场本身面积的2-11倍。下面谈一谈露天煤矿开采过程中的环境保护问题。
1 露天矿开采过程对环境的影响
对生态环境的影响
露天矿开采对土地的破坏主要表现为挖损、占压、塌陷,造成土壤的酸化、盐碱化和盐渍化,从而使得土地沙化和土壤贫瘠化。一般来说,裸沙1亩,风力和水力侵蚀将影响邻近3亩土地;沙化土壤有机含量将减少,全氮量减少,全磷量减少,物理性粘粒减少50%,造成原始土壤的严重贫化。
所有挖损、占压、塌陷和其它一切对地表的人为扰动,都会破坏原有的自然景观和生态植被,有些破坏是毁灭性的、不可逆的,在风力和水力侵蚀的作用下使得水土流失情况加剧。
烟尘与粉尘及有害气体
有组织排放的烟尘
矿区内各类锅炉、燃煤电厂等排放的烟尘。
矿区作业面产生的烟尘
采场工作面、采场煤帮暴露时间过长、煤层氧化燃烧;煤层中作为剥离物进入排土场的损失煤引起自燃;选煤厂煤矸石的自燃;露天储煤厂和储煤堆的自燃等产生的烟尘。
烟尘中含有SO2、NOX、CO、H2S等有害气体,对生态系统构成影响。遇到雨水和潮湿的空气生成酸性硫化物,其腐蚀性非常强,从钢铁、水泥构件到人体均会受到腐蚀和侵害。
矿区粉尘
矿区尘源主要来自大型剥离设备的采掘、运输及排土作业粉尘;煤的采掘、运输、储煤、粉碎及作业过程粉尘;辅助设备作业粉尘;穿孔爆破粉尘;选煤厂;道路运输粉尘等。粉尘附着在植物叶片,影响植物的光合作用,太阳爆晒温度升高会灼伤植物。
煤层气排放
煤层气的主要成分是甲烷,通过直接排放、燃烧排放、通风系统排放。甲烷是一种重要的温室效应气体,能使对流层中的臭氧增加,使平流层中的臭氧减少。
对水循环系统的影响
对地下水的污染
煤矿开采不但对地下水的正常循环与补给产生影响,而且造成严重污染。例如:煤层中硫含量高,且伴有硫铁矿,氧化成酸过程大大加快而形成酸性水造成pH值超标、硫酸根离子含量偏高、铁离子含量高等;矿坑水在氧化成酸的过程中对含水体围岩不断溶蚀,造成地下水总硬度偏大;开采条件下酚类有机反应加快造成矿坑水中酚含量增加;汞主要与煤系地层中的黄铁矿与朱砂伴生,在煤矿开采时,朱砂被加速氧化溶解,而使汞离子进入水体;受矿坑水污染的地表水,直接补给浅层地下水,致使浅层地下水也受到不同程度的污染。
对地表水的影响
首先,随着煤矿开采量的不断增加,矿坑水排出量增加,由于河水的自净能力很弱,在河水断流时期,河道容纳的几乎全是污水。因此,未经处理的矿井污染水直接排放,造成对地表水、土壤等的环境污染;其次,由于煤层浅埋藏区煤矿开采采空面积不断扩大,采空区导水裂隙带和地面塌陷范围也随之扩大,造成河川径流量大量渗漏,使地表水与地下水、矿坑水发生了直接的水力联系地表水在汇流区及径流区水量漏失严重,河川径流明显减少。
噪声与振动
噪声与振动源主要有以下类型:
1)空气动力源。如风机、风扇、跳汰机和风阀等。
2)机械动力源。如铆枪、振动筛、溜槽、各种采掘设备和运输设备,以及其它各种机械设备。
3)电磁动力源。如电机、电焊机、电器设备等。
4)人工动力源。如爆破、人力施工等。
2 防范及治理措施
加强有关法律法规的宣传力度,提高环保意识
煤炭能源的开发是经济发展的重要基础,而土地资源,生态环境,又是人类赖以生存的最重要条件。矿区可持续发展的'核心内容之一是保持矿区经济与环境的协调发展。树立保护环境就是保护生产力的意识,改变过去那种将经济发展与环境保护相对立的落后观念,实行矿区环境与经济发展的综合决策机制。制定切实可行的矿山生态治理与恢复的方案,并予以实施。
矿区的生态恢复
根据“以防为主、防治结合”的原则,采取工程措施与生物措施相结合的办法,对内外排土场层层碾压、修建挡水墙、排水沟、集水池等,在坡面修挖水平沟、鱼鳞坑,坑内植树种草,采取网障固沙、林草绿化相结合的多层次防护体系。针对露天开采对土地的破坏,严格执行《土地复垦规定》,一边开挖,一边分层回填。借鉴国内外经验,结合本地区的环境特点制定采场和排土场的土地复垦计划,确定复垦措施,使复垦区逐步转变为现代化的人造生态园。
大气污染源的治理
(1)针对露天矿区的防尘主要措施是采用湿式作业和洒水降尘,采掘机械配套袋式集尘器。
(2)对储煤场实施全封闭,场内设置洒水喷头,四周设置挡风抑尘网。
(3)联络道路硬化、外排道路硬化、道路洒水降尘。
(4)工业场地内设置集中供热锅炉房配置脱硫除尘设施。
水环境污染源的治理
(1)针对生活污水采取建化粪池、生化处理设施等措施,处理后废水可作为道路的洒水降尘及绿化。
(2)针对矿坑疏干水修建净化车间、调节池、沉泥池和回用水池,处理后的水可作为水源用于场地绿化及生产用水等。
噪声治理
针对不同类型的噪声源采取将设备置于厂房内、安装双层玻璃、配备机器隔声降噪设施、配发耳塞等措施,将噪声危害降到最低。
煤矸石的综合利用
据统计,所有的洗矸、煤泥和部分的采掘出的煤矸石,都具有一定的发热量(300~3 500千卡/千克),可以用于循环硫化床锅炉燃烧发电,真正毫无热值的白矸只有15%左右。煤矸石、洗矸、煤泥中的不可燃物质部分,经过循环硫化床低温燃烧后,同时具脱炭和活化作用,其灰渣是很好的建材原料,部分可以直接掺入水泥中,部分可用于制砖,其经济效益和环境效益十分可观。
露天矿开采环境保护的总体目标是:在矿区地质环境勘察的基础上,以露天开采为重点,对环境进行治理,开展露天矿区环境综合治理,确保露天矿区安全生产,延长露天矿区服务年限,恢复露天矿区生态环境和改善露天矿区大气环境,实现露天矿区废水零排放,使固体废弃物资源化、减量化。
实现露天煤矿生产与矿区生态环境重建一体化,是煤矿企业自身和国民经济可持续发展的必然要求与必然结果。
参考文献
[1]蒋仲安. 矿山环境工程. 冶金工业出版社.2009-9-1.
[2]尹国勋. 矿山环境保护 中国矿业大学出版社 2010-5-1.
[3]何国清,杨伦,凌赓娣等 矿山开采沉陷学. 中国矿业大学出版社, 1991.
基于快速城市化的分散式污水处理模式研究【摘要】: 集中式污水处理是我国城市污水处理的的主要形式,具有处理效果好、便于管理、以及“规模效应”等优点,对城市水环境的保护起到重要作用。但是,由于污水集中处理设施的建设存在资金投入大、周期长等弊端,导致城市污水处理滞后,使城市快速扩张区污水排放成为加大城市水环境压力的重要区域;分散式污水处理模式,可实现污水就近处理,处理设施建设灵活、投资少,可以作为污水集中处理模式的有益补充,具有重要的研究意义。 本文以城市分散式污水处理模式为研究对象,首先通过集中、分散污水处理模式特征及制约因素分析,对污水分散处理区域进行判定;其次,在污水分散处理技术分析的基础上,针对不同区域特征,构建了达标排放分散处理技术模式和污水再生利用分散处理技术模式;最后,针对污水分散处理存在的制约因素,制定了污水分散处理运营管理模式及对策,得出以下结论: (1)在城市化发展过程中,污水处理模式应该以集中处理为主、分散处理为辅,从整体上实现城市污水集中和分散处理的有效结合,提高城市污水处理率,改善城市对水环境的压力。 (2)污水分散处理区域的判定是制定污水处理技术模式的依据。污水分散处理模式应用于以下区域:在集中处理污水管网规划之外的污水排放区域,应建设永久性分散污水处理设施,进一步根据有无中水回用要求,又将分散处理模式细分为分散处理后直接排放和分散处理后再生利用两类模式;在污水排放区域,集中管网规划建设范围之内而集中处理设施滞后的区域,应建设临时性污水分散处理设施,其是或否回用应依据区域环境管理的要求而定。 (3)对于达标排放的项目,通过污水处理技术及特征比较,得出在占地面积为主要制约因素的条件下,当污水排放执行二级排放标准时,可选择曝气生物滤池、生物接触氧化两种分散式污水处理工艺;当污水排放执行一级排放标准时,可选择SBR分散式污水处理工艺。鉴于占地面积制约,建议将污水分散处理设施设计成地埋式。对于污水处理后再生利用的项目,分居住区和高校两种情形进行了分析,得出:当居住区中水回用于城市杂用水时,可采用曝气生物滤池工艺;当回用于景观用水时,可采用SBR工艺;MBR工艺可作为高档住宅区的污水处理及回用工艺。当高校污水处理设施建设不受土地面积制约时,可选择地下渗滤污水处理技术;当污水处理设施建设受面积制约时,可选择运行费用较低的生物氧化接触法或生物曝气滤池处理技术。 (4)在适宜于分散处理工艺模式选择的基础上,得出用户自助模式可适用宾馆、写字楼、商业会所及高校污水处理系统的运营管理;建设-拥有-运营模式(Build-Owning-Operation,简称BOO)适用于中、小型居民社区污水处理及回用系统的运营管理;建设-经营-转让模式(Build-Operate-Transfer,简称BOT模式)适用于大型居民社区、经济开发区的污水处理系统的运营管理。 (5)提出了加快制定污水分散处理技术体系、促进污水分散处理的优惠政策、调整污水处理收费政策及在线监测等促进污水分散处理模式应用的对策建议。【关键词】:城市化 污水分散处理 中水回用 【目录】: 摘要第一章 绪论 研究背景 国内外污水分散处理模式应用现状 研究意义 研究内容与技术路线 研究内容 技术路线第二章 城市污水分散处理模式适用区域判定 城市污水集中处理模式分析 污水集中处理特征分析 污水集中处理制约因素 污水集中处理存在的问题 城市污水分散处理模式分析 分散处理模式的特征分析 污水分散处理制约因素 城市污水分散处理区域判定第三章 污水分散处理技术模式构建 分散污水处理技术分析 人工处理技术分析 自然处理技术分析 区域污水分散处理技术模式构建 达标排放分散处理技术模式 污水处理再生利用分散处理技术模式第四章 污水分散处理运营管理模式与发展对策 构建污水分散处理运营管理模式 污水分散处理市场化运营管理 污水分散处理市场化运营管理模式的选择 污水分散处理发展对策 建立污水分散处理技术体系 制定分散处理优惠政策 加强政府监督管理职能 完善收费制度结论参考文献致谢 你还可以到诚信论文发表网(cxlw027),豆丁,红袖添香论文网,维普,携手论文网,万方,知网……这些网站上面找论文,一般论文都可以在那些网站上面找到。
你可以看 一下下面的参考资料:fgwviogefc45427317052011-10-13 5:16:16 今年4月27日,国家环保总局公布了相当于欧Ⅲ和欧Ⅳ标准的汽车尾气排放中国标准。中国Ⅲ号标准的尾气污染物排放限值比我国目前执行的第Ⅱ阶段标准尾气污染物排放限值降低了30%,并将于2007年7月1日起在全国开始实施,北京将在今年提前实行。 据国家环保总局科技司副司长罗毅介绍,环保总局早在2001年就启动了相当于欧Ⅲ标准的中国标准的制定。据参与该标准制定的清华大学污染控制研究所所长傅立新教授透露,北京地方性标准草案绝大部分内容参照了欧洲的欧Ⅲ标准,OBD和冷启动等要求都被保留。 目前,世界汽车排放标准并立,分为欧洲、美国、日本标准体系。欧洲标准测试要求相对而言比较宽泛,是发展中国家大都沿用的汽车尾气排放体系。并且,由于我国的轿车车型大多从欧洲引进生产技术,中国大体上采用欧洲标准体系。 中国汽车技术信息研究所专家李京生认为,中国有自己的国情,实施排放标准的背景也与欧洲有所不同,其中最直接涉及到的就是城乡差别问题,因此中国应该有自己的标准。我国机动车污染物排放标准中污染物排放限值大体等同欧盟排放标准,故国内也沿用类似称呼,但两者仍存有一定的技术差异。我国制定的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(Ⅰ)》等效于“欧Ⅰ”标准;《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(Ⅱ)》等效于“欧Ⅱ”标准。而欧Ⅲ则比欧Ⅱ标准上了个台阶,有关专家做了一个形象的比喻:7辆执行欧Ⅱ标准的汽车,相当于1辆化油器车的污染物排放量;14辆执行欧Ⅲ标准的汽车,才相当于1辆化油器车的污染物排放量。按照轻型汽车Ⅲ号标准,家庭轿车和轻型汽车的一氧化碳排放量将在原有基础上减少30%,碳氢和氮氧化合物则分别减少40%。 路况油品将影响OBD的准确率 。 为保证车辆在使用过程中稳定达到排放限值要求,在实施新标准时,一个名叫车载诊断系统(OBD)要被加装到汽车上,OBD系统将根据发动机的工作状况随时监测汽车排放的尾气是否超标,超标时即发出警示。然而,这个OBD系统的实行体现出了很大的中国特色。根据国家环保总局的规定,2007年7月1日,全国生产和销售的新车都必须符合这一标准,OBD系统将推迟一年实施。 据中国汽车技术研究中心首席专家方茂东介绍,与欧Ⅱ相比,欧Ⅲ排放标准中最大的变化在于车辆出厂前必须装配核心组件OBD,即车载自诊断系统。该系统特点在于,检测点增多、检测系统增多,在三元催化转化器的进出口上都有氧传感器。完全通过实时监控车辆排放来控制达标,可以更加保证欧Ⅲ排放标准的执行。 据了解,现在部分国产品牌轿车已经具备达到欧Ⅲ排放标准的条件。但是,专家也指出,目前能够达到欧Ⅲ排放标准的发动机,只是排放方面相比欧Ⅱ有所改进。对于国标Ⅲ号,由于这些车辆出厂之前没有安装OBD系统,因此尚不能称在完全意义上达到欧Ⅲ排放标准。同时,OBD系统也不能在车辆出厂之后经过改造加上,因此即使现在购买那些已经具备达到欧Ⅲ排放标准条件的车辆,今后也不会视同已经符合我国新排放标准。 小小的OBD成为汽车厂商和环保部门争论的重点,可能成为欧Ⅲ排放标准最难解决的问题。许多厂家认为关键所在是油品的问题,如果油品质量不断反复,必然会导致排放标准不合要求,而北京市环保局则认为,加装OBD自动诊断系统才是当务之急。北京市环保局大气处处长冯玉桥表示,会尽量争取欧Ⅲ标准与OBD系统同步实施。 有厂商认为,北京的路况与国外有差距,城市堵车严重,油品质量也不够好,如果安装了OBD系统,会导致系统频繁误报,这样会使消费者对车辆本身的质量产生怀疑;此外,OBD系统的售后、维修培训需要的时间为期不短,能不能与欧Ⅲ标准同步实施也是问题,而这些都关乎影响企业生死的品牌问题。另外,由于OBD在欧美是作为汽车召回项目中的一项,是否加装OBD将决定企业未来召回成本的问题。 两大企业正加快研制新油品 业内人士指出,油品质量对于汽车尾气排放效果的影响相当明显。车辆在使用过程中,如果车油不相配,会造成因油损车的情况。如果使用相应的低品质燃油,排放同样达不到新标准要求。要使汽车达到更严格的尾气排放标准,不仅要求汽车生产厂家提高整车生产技术,还需油品供应商提高相应的燃油质量。根据去年颁布的《车用汽油北京市地方标准》,从今年7月1日起,符合欧Ⅲ标准的汽油将在北京全面上市,而低于该标准的汽油将不准加用。国家环保总局机动车排污监控中心汤大钢主任表示,在全国市场提供质量稳定的燃油产品是实施更高排放标准的先决条件。如果汽油中的硫、锰、铁等杂质含量过高,可能损害三元催化器和氧传感器,降低对污染物的催化效果;若汽油饱和蒸气压较高,也会带来挥发性污染。新油品标准的制定体现了车厂和油厂的利益之争。从技术层面讲石油企业完全具备生产欧Ⅲ标准燃油的能力,但标准迟迟不出使得石油企业有了坐观其变的最好借口;对汽车生产厂家而言,“喝不到好油”也成为汽车排放降不下来的很好托辞,一位合资汽车生产厂家负责人告诉记者,他们的产品在国外能够达到严格的欧Ⅲ排放标准,为适应国内油品质量不稳定的状况,只好自降标准,局部采用以往的技术通过目前的欧Ⅱ排放标准就行了。对此,汤大钢主任解释说:同样是欧Ⅲ标准,油品质量高,对于汽车自身控污能力的要求就低;油品质量差,对于汽车自身控污能力的要求就高。在企业最看重的效益面前,提高油品质量和提高汽车的控污能力都需要投入研发资金和增加生产成本,汽车厂家和石油企业在此问题上的博弈其实早在我国执行欧I标准时就已开始了。 实际上,令众多汽车及石油企业心存疑虑的还有一个原因,即由于北京的第三阶段用油品质标准是一个完全的地方标准,他们担心的是这一标准能否得到有关部门的有力支持并在全国范围内实施。某汽车公司老总指出,我国油品质量地域差异性较大,北京等大城市的燃油质量肯定优于中小城市及乡村,油品质量对于欧Ⅲ标准的影响不能忽略。 北京市环保局机动车尾气排放管理中心总工程师李昆生介绍说,“要达到新的排放标准,仅中石化北京燕山分公司就已经投入5、6亿元进行改造。而目前来看,增加的成本要由企业内部消化。因此在每一个指标的确定上,都历经了艰难的协调与论证过程。”在选用油品方面,符合欧Ⅲ排放需要使用清洁汽油,而标号高的汽油并非就是清洁汽油,这需要依靠炼厂技术的提高和调配方法,使用不清洁汽油会造成三元催化器过早失效,汽车排放超标。截至目前,北京油品市场上只有98号汽油的排放水平达到了欧Ⅲ标准,这种油不仅价高,而且只在少数加油站供应。
汽车环保毕业论文
汽车的节能与环保是目前我们急剧解决的社会问题,汽车尾气污染已占大气污染的百分之七十,汽车尾气排放已成为我们的首要污染源。下面为大家分享了汽车环保的论文,欢迎借鉴!
【摘 要】 我国汽车保有量快速增加,给能源和环境带来巨大的压力。本文在分析我国汽车行业现状的基础上,研究影响汽车油耗的主要因素,并从优先发展公共交通、研发使用汽车节能减排技术、大力发展新能源汽车、强化汽车使用过程节能等方面提出汽车节能减排的对策。
【关键词】汽车行业;节能减排;汽车油耗;新能源汽车
随着我国汽车工业的高速发展,汽车保有量迅速增加。在汽车产业快速增长的同时,也给环境和能源带来了巨大的压力。能源和环境已成为制约我国汽车工业可持续发展的重要因素。因此,做好汽车节能减排工作,建设资源节约型、环境友好型社会是每个公民应尽的责任和义务。
1 我国汽车行业现状
我国汽车保有量增长迅速。根据中国汽车工业协会(China Association of Automobile Manufacturers)统计,2013年,中国汽车销售万辆,同比增长,再创全球最高记录,已连续五年蝉联全球第一,扣除报废量,汽车保有量增加1651万辆,同比增长。从2003年到2013年10年间,我国汽车保有量从2400万辆增长到亿辆,是2003年汽车数量的倍。
当前和今后一个时期,我国汽车社会发展仍将保持强劲势头。汽车给居民的工作生活带来了巨大的方便,但是伴随着汽车的快速增长,消耗大量能源,汽车尾气污染已经成为威胁居民生活质量的一个重要因素。汽车汽油消耗量在汽油总消耗量的比例中占80%以上,成为汽油消耗的绝对主力。《2013年中国机动车污染防治年报》显示,2012年全国机动车排放污染物万吨,其中氮氧化物万吨;碳氢化合物万吨;一氧化碳万吨;颗粒物万吨。汽车是污染物总量的主要贡献者,排放的NOX和PM超过90%,HC和CO超过70%。汽车的节能减排已经成为一个急需解决的紧急任务。
2 影响汽车油耗的主要因素
发动机油耗对汽车的油耗有决定性的影响。发动机的压缩比高、供油系统完善及燃烧室形状合理,采用电子点火系统能降低发动机的油耗。柴油机的压缩比远高于汽油机,明显节油。在行驶条件许可的情况下, 可以使用小功率发动机以降低负荷率。
整车结构对汽车的油耗有重要影响。汽车传动系效率越高,传递动力过程中能量损失越小,油耗就越低。目前机械齿轮变速器要比液力自动变速器的传动效率高。汽车总质量影响到汽车的滚动阻力、坡度阻力和加速阻力, 对汽车的油耗影响很大。在汽车上广泛采用轻质材料, 减轻汽车自重, 是降低汽车油耗的一个方向。通过整车风洞试验使汽车外形接近最优化,从而减少汽车的空气阻力系数来减少空气阻力。改善轮胎的结构、花纹及胎压都可以降低汽车的油耗。
汽车合理使用对汽车油耗也有显著影响。汽车在接近于低速的中等车速行驶时燃油消耗量最低,高速时随车速的增加百公里燃油消耗量迅速加大。在一定道路上,汽车用不同的档位行驶,燃油消耗量是不一样的,需要选择合理的档位。为了提高运输生产率和降低成本,运输企业拖带挂车是降低燃油消耗量的一项有效措施。
3 汽车节能减排的对策
通过优先发展公共交通,减少汽车使用总量
城市优先发展公共交通,减少私家车的使用。城市公共交通具有集约高效、节能环保等优点,优先发展公共交通是构建资源节约型、环境友好型社会的.战略选择。发展多种形式的大容量公共交通工具,建设综合交通枢纽,优化换乘中心功能和布局,提高站点覆盖率,提升公共交通出行分担比例,确立公共交通在城市交通中的主体地位。科学研究确定城市公共交通模式,根据城市实际发展需要合理规划建设以公共汽(电)车为主体的地面公共交通系统,包括快速公共汽车、现代有轨电车等大容量地面公共交通系统,有条件的特大城市、大城市有序推进轨道交通系统建设。
研发使用汽车节能减排技术
从汽油机的燃油电子控制喷射技术、稀薄燃烧技术、优化设计燃烧系统、电喷发动机闭环控制系统四个方面来提高发动机的综合性能。提高燃油质量,改善燃烧品质,进行燃油调质,以降低添加剂和铅的排放,使催化剂的使用寿命和转化率得到进一步的提高。使用制动能量回收系统将制动时的热能转化为电能,并将其存储在电容器内,在使用时可迅速将能量释放。新设计、新材料以及新工艺在汽车上的应用,实现汽车的轻量化。
汽车排放污染物主要是氮氧化物和微粒。柴油机的减排技术主要有燃烧系统直喷技术、废气再循环技术、增压中冷技术、燃油多次喷射和喷射高压化技术等。汽油机的减排技术主要有三元催化转换技术、二次空气供给技术等。
大力发展新能源汽车
大力发展纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车和替代燃料汽车。纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车,利用蓄电池作为储能动力源,通过电池向电机提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车前进。混合动力汽车在车上装有两个以上动力源,燃料电池、蓄电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组,当前复合动力汽车一般是指内燃机车发电机,再加上蓄电池的汽车。燃料电池汽车使作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中,与大气中的氧发生化学反应,从而产生出电能启动电动机,进而驱动汽车。在我国开展研究和应用比较集中的车用替代燃料主要有气体燃料、生物质燃料和煤基燃料。
强化汽车使用过程节能
驾驶员的工作责任心和驾驶操作水平对汽车油程的影响很大。车辆例行保养的水平直接影响到汽车的行驶阻力和发动机的性能,因而影响车辆的耗油量,另外,车辆的轮胎气压、机油的状况以及行驶中机械和刹车的状况等因素都会影响燃油消耗率。仅驾驶技术这一因素造成的油耗差异,就经常超过8%,有些节油标兵的油耗指标比一般水平低15%以上。因此,我们必须在驾驶证考核方面加大力度,驾驶培训中加入节能减排的意识和技巧。
【参考文献】
[1]江生生,李德杰,张锋.我国汽车节能减排发展趋势[J].商业文化,2012(1):209-210.
[2]倪晋尚.我国汽车节能途径分析[J].科技信息,2010(35):1006-1007.
[3]单颖.浅述汽车的节能和环保[J].黑龙江交通科技,2011(9):276.
[4]展玉山.我国汽车行业节能减排技术措施探讨[J].价值工程,2012(22):50-51.
水稻栽培技术对稻米品质的影响论文
摘要 :水稻是我国主要的粮食作物,对于其栽培是关乎粮食丰产的重要因素。水稻栽培技术的好坏对稻米品质的影响比较大,如果水稻的栽培技术比较差,那么稻米的品质也将严重下降。文章对水稻的栽培技术措施进行研究,针对栽培技术措施对稻米品质的影响进行深入分析,希望通过提升水稻稻米品质来优化人们生活质量。
关键词 :水稻栽培;技术措施;稻米品质;影响
随着人们对自身健康的重视,对于生活主食的质量要求越来越高,其中水稻稻米质量对人们的健康有着严重的影响。稻米品质的提升有赖于农业生产技术水平的提升,要想将稻米品质有效提升,首先需要建立环境保护与生态平衡体系,采用集成栽培技术,从根源上提升水稻稻米质量。
1在水稻栽培中影响稻米品质的因素
肥料
稻米的品质表现是水稻基因与自然环境因素相互作用的结果,稻米的品质表现除了与自身基因的特性有关,还与其它外在技术息息相关,这些外在技术就是人为的水稻栽培技术。在水稻栽培环节中,水稻本身的整精米率与蛋白质都容易受到外在技术施工的影响。例如,以氮肥为例进行分析,经过研究发现,随着施工中的施氮量增加,使得水稻中二者含量也增加,而垩白粒率以及垩白度在不同水稻品种中的表现不一,且稻米中的直链淀粉含量对氮素的含量反应不敏感。稻米中的氨基酸与蛋白质含量,都随着氮肥的增加而增加[1]。
栽插密度
水稻的不同栽植密度对稻米质量产生重要的影响。如果在实际栽植环节中,栽植密度比较小,水稻产量将会降低,反之,为了增加粮食产量,在单位面积内进行大密度的栽植,也不会产生较好的效果。在插秧过密的情况下,水稻的株行距比较小,整精米率下降,进而使得稻米的品质大幅下降[2]。
病虫害
病虫害对于稻米的质量危害较大,水稻的病虫害防治是关乎水稻的生长以及水稻稻米品质的另一关键所在,水稻在不同的生长时期中,容易被不同的病虫害所破坏。在北方水稻栽植中,影响水稻生长主要病虫害分别为:稻瘟病、稻曲病、纹枯病、以及二化螟虫,将这些病虫害简称为“三病一虫”。
灌溉方式与灌溉水质
灌溉方式的不同以及灌溉水质的好坏也决定着稻米的品质。首先,水质污浊,稻米的生长质量将会较差,并且营养成分较低。在实际的水稻灌溉中,不同的灌溉方式针对不同时期的水稻,如果灌溉方式选择不恰当将会对稻米的品质产生严重影响。
2提升稻米品质的技术措施
合理施肥
水稻品质的提升需要从水稻的施肥上进行分析,其中农家有机肥能够提供水稻生长期所需要的全部营养,经过施肥环节中的肥料分解与发酵,将有机物中的`营养物质有效吸收。合理的肥料选择以及有规律的施肥时间,是提升稻米品质的关键所在。在对水稻施肥的环节中,能够促进水稻生长主要肥料元素有:氮、磷、钾、硅。但是这些元素对水稻稻米质量产生的影响各有不同。其中影响最大的就是氮肥中的N,合理的氮肥施加,一方面能够对稻米外观的品质进行改善,另一方面还能够增加稻米的营养成分,提升其内在品质。不同含量的氮肥对稻米质量的影响不尽相同,例如,氮肥一次性施肥,虽然能够提升直链淀粉含量,但却降低蛋白质含量;分期施氮肥,不仅能够提升稻米中蛋白质含量,还能够有效降低垩白度[3]。
合理稀植
在进行起秧之前需要将苗床透水,并保证秧苗多带泥土,并且少断根,并坚持随起随运随插秧的原则。对水稻进行合理稀植,主要可以实现的方式有浅插、宽行、窄株等方式。在秧苗良好情况下,或者在插秧时间比较早的前提下,采取合理稀植,可以提高稻米的整精米率,从而提升稻米品质,但是当秧苗的生长素质比较差以及插秧比较晚的情况下,需要进行密植。
三病一虫防治
对于三病一虫的防治是提升稻米质量的关键,在实际的栽植环节中,首先需要选取抗病虫害比较强的品种,在先进的农耕技术以及化学药剂防治下,科学选择农药,做好病虫测报,选择最佳防治时期,减少用药次数与用药量,从而提升稻米品质。其次,选择良好的栽植环境,尽量保证环境是一种无污染环境,从插秧、秧苗培育的各个环节中,避免病虫害的出现,同时该环节也是降低水稻病虫害的重要农业技术措施之一。水稻的根系生长环节中,也可以观察出水稻是否具有抵御病虫害的能力,观察水稻的根系生长健壮程度,如果水稻的根系比较发达,那么其将具有较强的病虫害抵御能力,该特征是以水稻选种方式,提升水稻生长质量的重要依据[4]。
采用科学的灌溉方式与无污染的灌溉水源
水稻的灌溉是促进水稻生长,提升稻米质量的重要环节,水稻灌溉主要从水质以及灌溉技术方面来分析。在清澈、无污染水源灌溉条件下的稻米粒质饱满,品质甚佳。可见灌溉水质的选择对水稻的质量影响较大。其次灌溉技术的好坏也与水稻的质量有着密切关系。水稻灌溉技术分为两个层面,第一,水稻生长前期,建立根系生长浅水层,该层能够有效实现分蘖,并且促进水稻根系发育。第二,中期湿润,形成“满水增氧”来改善水稻的根部生长环境。优质的稻米生产用水量约600~700m3,并且在水稻收获的前半个月停水,如果水分过多,则会对稻米品质产生严重影响,甚至会降低加工品质。
参考文献
[1]王秋菊.黑龙江地区土壤肥力和积温对水稻产量、品质影响研究.沈阳农业大学,2012
[2]付景.超级稻产量形成生理与栽培调控的研究.扬州大学,2012
[3]李静.生态条件和栽培密度对水稻群体特征、产量和品质的影响.四川农业大学,2013
[4]薛亚光.水稻高产与养分高效利用栽培技术及其生理基础的研究.扬州大学,2013
水稻是我国最主要的粮食作物,水稻的品种和品质与稻作行业的质量和效益直接相关,影响到国家粮食安全和广大农民的收入。 为了深入了解我国稻作行业的基本情况,摸清我国水稻品种与品质的现状,从而为调整我国水稻品种结构、改善我国稻米质量、提高稻作效益、增加农民收入打下坚实基础,根据农业部的统一部署,我们于2000年开展了对全国水稻品种与品质的普查工作。 一、基本情况 普查工作于2000年7月开始,到2001年2月结束,前后历时8个月。我们先后派出12个工作小组,赴全国26个省(市、区)水稻种植地区,拜访各地有关的领导、专家、技术工作者、生产者和经营者,了解各地水稻品种与品质的情况,也了解各地与稻作相关的科研、生产和销售的情况,有关稻作结构调整、发展优质米生产的经验和情况,有关稻作结构调整、发展优质米生产的经验和做法,并落实水稻品种样品的征集工作。本次共征集全国除新疆、西藏、青海、山西、台湾外的27个省(市、区)的水稻样品1109份,品种919个。其中早籼稻品种349个、中籼稻148个、晚籼稻120个、南方粳稻172个、北方粳稻97个、籼糯稻14个、粳糯稻19个(表1)。其中当年种植面积达6667hm2(10万亩)以上的主栽品种332个,非主栽品种587个,包含了各地种植的传统品种、特质品种、专用品种和近年审定推广的新品种。 表1征集的品种情况 类别品种数占%类别品种数占% 早籼稻北方粳稻 中籼稻籼糯稻 晚籼稻粳糯稻 南方粳稻合计919100 样品的理化品质指标的检测依据农业行业标准""NY/T83-1988米质测定方法""进行,感官品质指标依据国家标准""GB/T15682-1995稻米蒸煮试验品质评定""进行。食用水稻品种的品质评价根据农业行业标准""NY20-1986优质食用稻米""进行,也参照国家标准""GB/T17891-1999优质稻谷""中相应部分的品质指标进行评价;特异种质品种的评价参照""中国优特稻种质资源评价""中的相应标准执行。 二、结果及分析 1、品种分布情况 由于我国地域辽阔,南北、东西的气候、生态条件差别很大,水稻品种类别的分布也有明显的差异。籼稻品种主要分布于我国南方15个省(市、区),即海南、广东、广西、湖南、湖北、云南、贵州、四川、重庆、福建、江西、浙江、江苏、上海和安徽。此外,北方地区的陕西和河南有小面积种植少数籼稻品种。而粳稻品种主要分布于北方地区和长江中下游地区,包含东北、内蒙、华北、西北(除青海外)及湖北、安徽、江苏、上海、浙江和云南等省市。我国南方的广东、广西、福建、浙江、江西、湖南、湖北、安徽、海南等9个省(区),仍是早、晚稻都种植的双季稻区;而云南、贵州、四川、重庆、江苏、上海等南方省(市)经过近年种植结构的调整,已基本上由过去的双季稻区改成单季稻(中稻)区了。 目前,杂交稻仍以籼型杂交稻为主,分布于南方地区,其中湖南、湖北、四川、重庆、广西、广东、江西、福建、贵州等省(市)是杂交稻的主要产区。 2、优质品种评价筛选 依据国家《优质稻谷》三级标准中与品种品质相关的品质指标(糙米率、整精米率、长宽比、垩白率、垩白度、胶稠度、直链淀粉),评价筛选出优质品种118个,占普查品种总数的%。其中籼稻13个,占%;粳稻94个,占%,糯稻11个,占%。各稻组评价筛选的优质品种情况见表2。 表2品种米质达国标3级以上的食用稻优质品种 项目 品种 粳稻一级 (19个) 嘉64-1、秀水11、滇系4号、99鉴72、CR99、沈农8718、上育397、宁稻216、97XW-723、津原28、1045、9618、中系8215、水晶3号、黄金晴、豫粳6号、富士光、寒优湘晴、品优湘晴 二级(53个) 皖稻54、华安2号、当选晚2号、88-146、滇杂32、越富A/南34、云陆29、楚粳香1号、珍优1号、沈农8801、辽优7号、辽137、辽371-308、辽粳294、辽粳454、宁粳16号、98XW-258、腾系747、9807、牡丹江17、龙粳8号、东农V10、合江23、中作321、中作23、1613、京稻21、中作93、中作37、寒幽湘晴、牡丹江19、合江19、垦育16、新秋光、丰优201、农大3号、晚粳9873、晚粳太子11、农大7、农大3号、圣稻301、京引119、971、8-502、9602、常优99-1、武育粳3号、沛优801、金优湘晴、996022、中优4号、沛优01、申优1号 三级(21个) 99-39、西22-2、合系22-2、沈农18、农林315、辽盐16、金引2号、吉96010、975、龙粳10、临稻6号、中作93、九稻19、九稻22、九稻20、空育131、秋光、96-50、R109、苏农86、98-110 籼稻一级(1个) 赣晚籼19号 二级(5个) 枝优香、培两优288、两优培九、98-9 三级(6个) 优I桂99、桂香占、D优527、9709、秋优1025、湘晚籼9号 粳糯优质(11个) 凉糯2号、沈农香糯1号、津糯6号、太子粳糯、丙97-48、嘉99-7、祥湖84、紫香糯2315、97-48、D26、糯22 3、特质品种的评价与筛选 以《中国优特稻种资源评价》中的相应标准评价筛选了具有特异品质性状的水稻品种115个,占%。其中高糙米率(籼稻≥%,粳稻≥%)品种21个,包含籼稻13个,粳稻8个;高蛋白质含量(≥13%)品种13个,全部为籼稻品种;低垩白率(≤5%)品种49个,包含籼稻335个,粳稻14个;特低直链淀粉含量(<10%并>2%)品种9个,全部为籼稻品种;高直链淀粉(籼≥%,粳≥%)并软胶稠度(籼≥60mm,粳≥70mm)品种23个,其中籼稻21个,粳稻2个。具体品种见表3。 表3水稻特质品种 项目 品种 高糙米率品种 籼稻13个(≥%) 粳稻8个(≥%) 嘉育948、K88A/7044、培杂28、培杂279、香两优463、香二优781、金优315、金优80、闽科早22、金优18、金优456、协优390 沾粳7号、武粳4号、武粳5号、鲁粳12号、镇稻88、9707、镇稻5171、9632 高蛋白质含量(≥%) 籼稻13个 湘早籼7号、南保早、抗优148、2757、浙9248、博优212、博优270、金优80、K优47、D优13、C优22、冈优缙恢1号、1290S/F674 低垩白率(≤5%) 籼稻35个 粳稻14个 香两优68、西光、特籼占25、海香1号、浙9248、茉莉新占、闽香早占948、舟优早1号、汕优占、莉花香粘、泰国18、西山香、桥圩香占、黄壳香、双丰占、田东香、桂华占、七桂占、新马占、莉花香、桂艮占、马隘香米、E优540、香优61、中国香稻、91315、黄梅香稻、湘晚籼9号、郴优早2号、优99、晚籼选5、益晚籼7号、Y9413-5、1504、双佳1号 滇粳优1号、滇系4号、99鉴72、双竹粘、CR99、金引二号、宁稻216、97XW-723、98XW-258、975、1613、富士光、观95、品优湘晴 特低直链淀粉含量(<10%并>2%)籼稻6个 粳稻2个 中丝2号、浙农8010、渝优2142、西软米84-4、优99、Y9413-5 滇粳优3号、银光 高直链淀粉含量(籼≥25,粳≥22%) 并软胶稠度(籼≥60mm,粳≥70mm)籼稻20个 粳稻2个 汕优64、优Ⅰ晚三、金优402、金早22、中优402、优154、绵优151、博优大占、金优77、赣晚籼29号、金优207、金优64、金新优77、金优晚3、博优964、Ⅱ优128、博优64、汕优晚3、粤优016、K优507 高原粳2号、珍优2号 4、各稻组品质性状比较 除去不合格的或特殊的18个样品外,其余的1091份样品,分别统计各稻组的理化品质指标,结果见表4.根据以上统计结果,比较分析了各稻组的品质优劣;也对杂交稻和常规稻的品质作了比较。 (1)不同季节种植的籼稻品种品质有所差异。早籼、中籼和晚籼的整精米率分别为%、%和%;垩白度分别为%、%和%。可见,晚籼的碾磨品质和外观品质均优于早籼和中籼;中籼的外观品质与早籼相仿,但碾磨品质优于早籼。 (2)北粳品质较南粳为优。通常把东北、内蒙、华北、西北等北方地区种植的粳稻称为北粳,其余地区(主要是长江中下游地区)种植的粳稻称南粳。南粳和北粳的垩白度分别为%和%,透明度分别为级和级,可见北粳的外观品质较南粳优;胶稠度分别为和,说明北粳的质地一般较南粳的粘。 (3)籼粳和粳糯分属不同的亚种(前者属籼型,后者属粳型),其品质也大不相同。从表可见,两类粳稻除碾磨品质和外观品质有很大的差别外,与蒸煮和食味品质相关的直链淀粉和碱消值两项指标也有明显的差别,籼糯的分别为%和级,粳糯的分别为%和级,表明粳糯的糯性优于籼糯。 (4)根据对495份杂交籼稻样品和271份常规籼稻样品理化品质指标的统计结果,杂交稻的碾磨品质(糙米率、精米率和整精米率)与常规稻的相仿,这与通常认为杂交稻出米率差的观念不一致,有待进一步考证;但杂交稻的平均垩白率(%)和垩白度(%)都明显大于常规稻的垩白率(%)和垩白度(%),可见杂交稻的外观品质不如常规稻。另外,杂交稻的直链淀粉含量(%)高于常规稻(%),而胶稠度()也较常规稻)的短,说明两者适口性也有差异。 5、优质性状评价比较 以农业行业标准《优质稻米》二级标准评价品种品质各项指标,并分别统计总体和各稻区的优质性状率,其结果见表5。总体上看,直链淀粉含量、精米率和碱消值等品质指标的优质率较高,都达90%以上;而垩白率、垩白度和整精米率等3项指标优质率较低,均不足50%。其各项同品质指标达标率的高低顺序为:直链淀粉含量>精米率>碱消值>糙米率>长宽比>胶稠度>蛋白质含量>粒长>透明度>整精米率>垩白度>垩白率。分别观察各组的品质性状达标率,情况大体相似,但有以下两点明显差异:(1)南粳和北粳的整精米率的达标率比较高,分别达%和%;(2)籼糯的直链淀粉含量达标率低,仅%。 三、存在问题 1、品种多、乱、杂多数水稻主产区省份都有千百个水稻品种在生产上应用,一些乡镇内应有数十个品种种植,混杂着籼、粳、糯,早、中、晚,杂交、常规等各种类型的水稻品种。多数品种年种植面积在几千至几万亩之间,百万亩以上的品种很少。由于品种杂,规模小,影响了稻作的规模效益和产业化发展。 2、优质品种少,专用品种不明显目前多数品种的食用品质处于中下水平,优质品种少,仅占品种总数的12%上下,尤其是籼稻品种。籼稻品种品质的主要问题是整精米率低(碎米多)、垩白大,影响了稻米的外观品质和市场价值。此外,多数水稻品种的品质雷同,有特色的专用品种少,影响了水稻品种的开发利用,如饲用、食用原料及其他工业原料用等。 3、缺少产业化经营从品种(种子)到稻米产品,各地区仍主要是小生产、小经营状态,实行产业化经营的为数极少。育、繁、推脱节,产、加、销分离的格局,还没有从根本上打破。农民不管品种品质混种,粮食部门不问品种品质混收,加工企业不明原粮品种品质混杂加工。其结果是产品质量低,市场竞争力弱,行业效益差等,产生了恶性循环。 4、质量保证体系不健全品种要优化,品质要分流,需要有适宜的评价标准,以便引导选育优质品种,筛选专用品种。但目前尚缺相应的质量标准。实践证明,原农业行业标准《优质食用稻米》,已不能适应现代稻米市场对品种品质和稻米品质评价的要求;新国家标准《优质稻谷》面向流通和仓贮的稻谷,不很适合于品种品质或市场稻米品质的评价。目前,市场缺乏有效的自我约束机制和监督管理制度,很多水稻种子或稻米产品,都标榜自己是优质品种、优质产品,鱼目混珠、良莠混杂的现象严重;而制假售假,以次充好,毒谷、毒米等事件时有发生,影响极坏,危害极大。 四、建议 1、加速水稻品种结构调整的步子 各地区主管部门要按照食用、饲用、食品加工用和工业原料用不同角度,根据市场发展的需求预测,尽快作出品种结构调整的规划,发展那些优质、适销品种,限制或淘汰那些品质差、市场不适销的品种。优质育种、优质引种及优质品种的示范推广应成为当地品种工作的重心,加大投资力度;并落实强化优质优价政策,发挥经济杠杆作用,指导品种结构的调整。力争在今后三五年内,当地的水稻品种结构有一个明显的改观。 2、发展产业化经营 要制定相应的法律法规,打破部门及地域封锁、分离的格局,以便创造市场化的良好氛围,实现公平竞争的法则。要积极扶持龙头企业,发展订单农业,组建""公司+基地或农户+科技单位""的经济共同体模式,实施科研、生产、加工、经营一体化的产业化经营,创建名牌产品,实现产业最大化效益。 3、健全并强化质量保障体系 要健全水稻产品质量标准体系,包括制订不同用途的水稻品种品质标准、稻米质量等级标准和各种米制品的质量标准。要适应稻米市场发展的需求,加强质检机构的建设,更新技术设备,加强检验测试能力;并发挥质检机构在稻米的生产、加工、贮运及市场销售全过程的质量保障和监控作用,保护生产者和消费者的权益,促进稻米市场的健康发展。
应从农民意见建议和种植情况入手。
1、可以写水稻怎么种植,种植的注意事项,种植的季节。
2、写水稻种植的重要性,科研性以及群众对种植水稻的看法观点。
论文定义:
古典文学常见论文一词,谓交谈辞章或交流思想。当代,论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,简称之为论文。
论文正文
(1)引言:引言又称前言、序言和导言,用在论文的开头。引言一般要概括地写出作者意图,说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。
(2)论文正文:正文是论文的主体,正文应包括论点、论据、论证过程和结论。主体部分包括以下内容:
a.提出问题-论点;
b.分析问题-论据和论证;
c.解决问题-论证
矿物学是一门很古老的学科,它的产生与发展是人类长期生产实践活动的结果。
随着社会生产力的发展,矿物学也在不断地发展着。新理论、新技术的引入和应用使其发生了深刻的变革,并由此而产生飞跃的进步。早在我国史前的旧石器时代,人们即开始认识了矿物和岩石,并用来制作生产工具(石器)和装饰品。从奴隶社会向封建社会转化的大变革时期,也是由青铜器时代向铁器时代的过渡时期,反映了当时的矿冶事业已大为发展。世界上最早记述与矿物有关的书籍是我国春秋战国时期(公元前700~前221年)的《山海经》,书中提到80多种矿物、岩石和矿石,其中水晶、雄黄等矿物名称沿用至今。这比西方的《石头论》等著作问世要早得多,且内容更丰富。明代我国古代著名科学家李时珍(1596年)和宋应星(1637年)在他们所著的《本草纲目》和《天工开物》中,描述了150种矿物的性状、用途和产地。国外最先对矿物进行独立研究的标志性论著是德国医生阿格里科拉(Georgius Agricola)所著的《论矿物的起源》(1556年),书中首先将矿物与岩石区分开来,并引入“矿物”这个名词。他在总结观察矿物现象的民间经验的基础上,概括了几种矿物的物理性质,包括颜色、透明度、光泽、硬度和解理等。
19世纪中叶,偏光显微镜成功应用于矿物物理性质的鉴定和研究中,同时配合化学分析及晶体测角等方法,使人们得以开始对矿物的化学成分、几何形态、物理和化学性质、产状等进行系统研究,并提出了矿物的化学成分分类,对矿物学的发展起到了很大的推动作用,从而使矿物学由表面现象的描述进入了对矿物实质问题的研究阶段。这期间值得一提的代表作是美国丹纳()的《描述矿物学》(1837~1892年,第1~6版),为形成独立的矿物学学科奠定了基础;20世纪20年代,由于将X射线成功地应用于矿物晶体结构分析后,在证实晶体结构几何理论的同时,又为统一矿物的化学成分和晶体结构之间的关系奠定了基础。30年代以来,通过研究矿物形成过程的物理化学条件(包括晶体生长、矿物合成、相平衡、热力学计算等),建立了以结晶化学为分类基础的矿物学研究系统。近年来,由于物理学、化学中的一些近代理论(如晶体场理论、配位场理论、分子轨道理论和能带理论)和新型测试技术与方法的引入,如各种谱学、热力学性质数据测定新技术,高温高压、超高压等实验技术的实现,高分辨率电子显微分析和高精度物质分析技术对矿物晶体精细结构和矿物的微粒、微量鉴定的应用,以及计算机技术在矿物学和晶体结构方面的广泛应用等,都对矿物学的系统研究起到了有力地促进和推动作用,从而使矿物学研究发生了全面而深刻的变化。另外,近年来对宇宙矿物,特别是对月球和火星星球矿物的研究也获得了不少新成果。因此可以说,今天的矿物学在深度和广度上都已进入了一个前所未有的现代矿物学发展的新阶段。
斑岩型钼矿床系指与斑岩体(高位侵入体)有关的单独Mo矿床或以Mo为主的多金属矿床,是热液矿床或岩浆-热液矿床的组成部分(芮宗瑶等,1984,2006);斑岩型钼矿床可以产出在不同的构造环境(Sillitoe,1972;Cooke et al.,2005;Hou et al.,2003,2004;安三元等,1984;罗照华等,2007),其成因与大规模流体活动和中酸性岩浆活动(Sillitoe,1972;Dilles,1987;Cline et al.,1991)有关,岩体多为复式侵入体,形态多为小岩株,出露面积近于1 km2或小于1 km2,岩石常具有斑状结构(卢欣祥等,1989,2002);常伴生有萤石或黄玉等矿物(Keith et al.,1992;Kula,2000;Seedorff et al.,2004a,b),低品位、贫F斑岩钼矿床(如Logtung,Endako,Quartz Hill)一般与钙碱性岩浆有关,而高品位、富F斑岩钼矿床(如Climax,Henderson,Questa)与富硅的花岗质组分侵入杂岩体有关(Carten et al.,1993);斑岩型钼矿床的典型特征是伴随有同心(环)带状蚀变及相应的细脉状和(或)浸染状金属矿化(Lowell et al.,1970),蚀变分带一般自斑岩体中心向外,依次发育钾化带→石英-绢云母化带→泥化带→青磐岩化带;矿体全部或部分产于中酸性(斑)岩体内,矿石具典型的浸染状或细网脉状构造,辉钼矿呈星散浸染状分布于蚀变岩石中或石英、碳酸盐类矿物等组成的微细脉中(罗铭玖等,1991;薛春纪等,2006);国外斑岩型钼矿床成矿流体以富含子矿物多相包裹体和富气、富液相包裹体为特征,包裹体均一温度、盐度较高,温度主要集中在300~400℃之间,盐度w(NaCl eq)>30%,流体成分以H2O和CO2为主,还含有少量的H2S,CO,CH4,N2及,成矿过程中早期流体发生过“二次”沸腾作用或不混溶作用,晚期流体又显示出与大气降水混合的特点(Kamilli,1978;Bloom,1981;White et al.,1981;Cline et al.,1994;Kula,2000)。
表1-2 国外已发现的主要巨型钼矿床
有关钼矿床研究取得的进展(以斑岩型钼矿床为主)主要有:
1.成矿年代学取得实质性进展
成矿时代的确定和成矿期次的划分是区域成矿规律研究的基础和主要内容之一。随着同位素测试技术的发展,特别是辉钼矿Re-Os同位素定年技术的不断发展和完善,钼矿床及伴生有钼的矿床成矿时代的确定取得了长足的进步(杜安道等,2009)。由于辉钼矿Re-Os同位素体系的封闭温度较高,不易受到后期热液、变质和构造事件的影响(Stein et al.,2001),所以辉钼矿Re-Os年龄能够精确地代表硫化物的形成时代,其测年方法被广泛应用到如今矿床年代学研究当中。王登红等(2010)报道了2005年6月至2009年7月间“全国重要矿产和区域成矿规律研究项目”完成的145处矿产地同位素年代学测试数据400个,其中,SHRIMP和TIMS锆石U-Pb年龄78个,云母和长石等Ar-Ar年龄161个,Re-Os同位素定年数据86个(辉钼矿Re-Os数据77个),石英Rb-Sr年龄53个,其他年龄(Sm-Nd)22个。U-Pb和Ar-Ar等方法多是对相关岩体形成时代的限定,对矿床成矿年龄限定的数据中辉钼矿Re-Os同位素数据约占50%(矿床为独立钼矿床或者矿床中必须伴生有辉钼矿),凸显了辉钼矿Re-Os同位素定年技术在矿床年代学研究中的地位。
在辉钼矿Re-Os同位素测年技术成熟以前,对矿床形成时代的约束往往通过与成矿有一定关系的亲石矿物的定年来间接推断成矿时代。而辉钼矿Re-Os同位素测年法是基于放射性187Re通过β衰变成为187Os而引起的Os同位素异常来计算地质年龄的,是一种直接测定金属矿床成矿年龄的方法(杜安道等,1994)。Herr等(1955)第一次对辉钼矿的Re-Os同位素体系进行了测定,将其应用到对成矿年代学的研究始于20世纪60年代初(Hirt et al.,1963),但当时辉钼矿的年代学研究较为局限,直到20世纪后期才获得具有地质意义的年龄值(Luck et al.,1982;McCandless et al.,1993)。随着等离子体质谱、负离子热电离质谱等技术的发展,促使辉钼矿Re-Os同位素定年的研究日趋活跃(杜安道等,1994),在20世纪90年代末到21世纪初达到成熟(杜安道等,2001,2003;Stein et al.,1997,2001;屈文俊等,2003;Du et al.,2004;梁树平等,2004;Selby et al.,2004),并进一步将Re-Os同位素测年技术拓展到其他低Re,Os含量硫化物和岩石的定年,甚至难熔岩石矿物和黑色页岩的Re-Os同位素定年(杜安道等,2009;李超等,2011a,b;陈郑辉等,2011)。关于中国钼矿床年代学的详细讨论见第六章。
表1-3 中国钼矿床成因分类及其主要特征
2.矿床成因、成矿构造背景和成岩成矿模式研究进一步充实
由于斑岩型铜钼矿床在世界范围内的广泛分布及其所蕴藏的巨大经济价值,已经被越来越多的学者所重视,关于斑岩型铜钼矿床的理论和研究成果也不断涌现(Nielsen,1968;Lowell et al.,1970;Sillitoe,1972,1993;Burnham et al.,1979,1980;芮宗瑶等,1984;Lowestern,1994;Hedenquist et al.,1998;Harris et al.,2002;Hou et al.,2003,2004;Seedorff et al.,2008;罗照华等,2009;杨志明等,2009;侯增谦等,2010;孙卫东等,2010)。这些成果集中探讨了斑岩型铜钼矿床的定义、时空分布、大地构造背景、矿床成因模式及蚀变分带模式、成矿及蚀变机制、成矿流体及成矿物质来源、斑岩岩浆的性质及起源等问题,前人也对斑岩型铜钼矿床研究的某些方面的新进展进行了评述(高合明,1995;陈文明,2002;Richards,2003,2005,2009;侯增谦,2004;芮宗瑶等,2004,2006;Cooke et al.,2005;姚春亮等,2007;李晓峰等,2009),在成矿过程的精细化研究方面已经取得了一些研究进展(李晓峰等,2009),如石英的单向固结结构(Shannon et al.,1982;杨志明等,2008)。
(1)斑岩型钼矿的构造背景
Sillitoe(1972)认为斑岩型矿床可能形成于俯冲作用引起的挤压环境,因为往往聚集在长而窄的带,并且斑岩型矿床的形成时代与岩石圈板块快速会聚的时间相吻合,并指出在现代的活动消减带上,仍在形成斑岩矿床。Hodder等(1972)则强调了破坏板块边缘张性构造对斑岩型矿床形成的控制作用,即认为典型的斑岩型矿床应该形成于拉张环境。Lowell(1974)和Hollister(1974)进一步论证了区域性拉张环境是斑岩型矿床形成的重要条件。新的研究表明,典型斑岩型矿床不仅仅形成于单纯的挤压或拉张(Richards.,2001),只要符合①上地壳处于较长时期挤压状态后的应力松弛期;②成矿域存在早期深大断裂,而且这些断裂在应力松弛期活化张开(Richards.,2001)就可产生斑岩型矿床,即斑岩型矿床常形成于构造机制的转化阶段,特别是挤压向伸展环境的转变(Mao et al.,2008)。因此,斑岩型矿床不仅产生于岛弧及陆缘弧环境(Hedenquist et al.,1998;Richards,2003),成矿作用与大洋板片的俯冲有关(Sillitoe,1972),也可以产出于碰撞造山环境(Hou et al.,2003,2004)及板内造山环境(安三元等,1984;罗照华等,2007)。后者是我国学者根据中国大陆自身成矿环境的复杂性和特殊性提出的适用于我国斑岩型铜钼矿床的新型矿床构造背景(侯增谦等,2007),具有自己的独特性(罗铭玖等,1991;侯增谦等,2007,2010)。陆陆碰撞造山环境下,更加强调强烈的挤压构造背景(杨志明等,2009)。
(2)斑岩岩浆的性质及成因
与斑岩型钼矿床密切相关的斑岩体一直是斑岩型矿床研究的基本问题之一,有人认为小岩体与大型超大型矿床的形成密切相关(卢欣祥等,1980;马开义,1984;邵克忠等,1986;汤中立等,2002,2006)。近年来,国内与斑岩型铜钼矿床相关岩体的岩石地球化学研究已经取得较多的新成果(如,芮宗瑶等,1984;罗铭玖等,1991;卢欣祥等,2006),研究的重点基本上集中在斑岩体的岩石地球化学特征及在此基础上的岩石成因和构造环境(蒋少涌等,2008;杨泽强,2009;冯京等,2009),这为我们理解斑岩型矿床的成因奠定了岩石学基础。
我国在20世纪七八十年代,在对东秦岭钼成矿带的研究中,就对与钼矿相关小斑岩体的成因进行了大量的探讨,但未能取得统一的认识,主要观点有三种:一是认为斑岩体是大岩体派生或伸向浅部的岩株,向下变大与大岩体相连,为同源岩浆演化的产物(如,郑延力,1983;黄典豪等,1984,1987);二是认为斑岩体为地幔岩浆同熔地壳物质或直接由地幔派生或大洋地壳在B型俯冲中发生部分熔融而成(如,乔怀栋等,1986);三是认为斑岩体是地壳深部物质在A型俯冲条件下部分熔融而成(安三元和卢欣祥,1984)。卢欣祥等(1989)进一步明确提出东秦岭地区小岩体和相临大岩基为两种不同的花岗岩类型,可能为不同源岩浆分别侵位而成。根据目前研究现状来看,多数学者接受斑岩体高度结晶分异的观点(如,Lowestern,1994;Richards,2003;叶会寿等,2006;包志伟等,2009)。
不同构造环境下斑岩岩浆的性质和成因不同。Sillitoe(1972)在总结斑岩铜钼矿的分布规律和岩浆岩地球化学特征后认为,俯冲环境下斑岩铜钼矿主要与钙碱性中酸性火成岩有关,岩性变化于石英闪长岩、石英二长岩、花岗闪长岩、花岗岩之间(Misra,2000)。板内造山环境下,主要与高钾钙碱性岩石有关(Hou et al.,2003,2004)。俯冲的大洋板片直接熔融(Sillitoe,1972)或俯冲大洋板片在一定深度发生相变,大规模脱水交代上地幔楔部分熔融(Richards,2003)及板内造山带环境下,区域地质发展末期软流圈上涌诱发新生下地壳的部分熔融(安三元等,1984;杨志明等,2008)可能是斑岩岩浆形成的主要机制。如弧岩浆成因理论在解释俯冲环境下斑岩体的成因方面功不可没(Peacock,1993;Winter,2001;Richards,2003),即热的、含水的、相对氧化的、富硫的镁铁质岩浆(主要是玄武岩浆)产生在俯冲大洋板块之上的交代地幔楔内,由于密度差异,浮力上升,储集在上覆地壳的底部。这些岩浆发生分离并与地壳物质相互作用(如MASH过程,这些岩浆开始结晶释放的热量可以导致地壳岩石的部分熔融),产生更演化的、低密度的岩浆上升到上地壳水平形成原始的斑岩体。陆陆碰撞背景下,斑岩体通常具有埃达克岩的地球化学亲和性(侯增谦等,2004;2005;Hou et al.;2004;杨志明等;2009),岩浆起源于加厚的新生下地壳,板块断离或岩石圈拆沉诱发的软流圈物质上涌,以及斜向碰撞导致的挤压-伸展的构造机制转换通常是引发岩浆源区发生部分熔融的外部条件(杨志明等,2009),区域尺度的构造控制了斑岩体的定位。
近年来,在成矿斑岩中基性深源包体(王晓霞等,1986)或暗色微粒包体(成中梅等,2003;曹殿华等,2009)的发现,为斑岩岩浆起源较深提供了有利的直接证据。即斑岩岩浆可以直接来自下地壳或下地壳底部,甚至发生过与来自幔源基性岩浆的混合作用,因而斑岩型铜钼矿床的相关斑岩岩浆具有深源浅成的特点(卢欣祥等,2002),即与斑岩铜钼矿有关的斑岩体通常被认为是一定构造环境中花岗质岩浆晚阶段的演化产物或是它们高侵位的衍生物(芮宗瑶等,1984)。关于高位侵入体(high-level intrusions)三维形态的研究也已经取得了一定的进展(Johnson,1970;Cruden et al.,2001;Breitkreuz et al.,2004;Corazzato et al.,2004),证实了侵入岩体的出露长度与厚度之间存在有幂律关系(Cruden et al.,2001),这为找寻斑岩型铜钼矿床的成矿宏观标志提供了参考(罗照华等,2009;曾云川等,2011)。随着一些新证据的发现(黄凡等,2009;杨宗锋等,2009),斑岩岩体被赋予了新的成因解释,但是由于资料的有限性,其成因还有待进一步探讨。
(3)成岩成矿及蚀变分带模式
斑岩型矿床的成因模式通常包括斑岩岩浆侵位后所发生的结晶演化与热液(流体)蚀变矿化作用(高合明,1995)。20世纪后半叶至本世纪初,斑岩型矿床的研究在成因理论方面取得了很大的进展(如Titley,1970;Sillitoe,1972,1976;Burnham et al.,1979,1980;芮宗瑶等,1984,2004,2006;Hedenquist et al.,1998;Oyarzun,2001;张旗等,2002;Richards,2003,2005,2009;Hou et al.,2003,2004;Harris et al.,2004;侯增谦,2007,2010;罗照华等,2009;孙卫东等,2010)。各国地质学家主要依据斑岩岩浆形成的深部过程、成矿金属在深部的富集机制、岩浆侵位过程中的构造控制以及斑岩岩浆浅成侵位过程、岩浆-热液过程、水-岩反应过程、成矿矿物质沉淀过程等方面提出了关于斑岩型矿床形成的多种成因模式,存在着较大的认识分歧。目前主要的斑岩型矿床成因模式有正岩浆模式(Nielsen,1968)、对流成因模式(Sheppard,1971)、混合成因模式(Henley,1978)、脉动成因模式、板块构造成矿模式(Sillitoe,1972)、活动转移说(White,1968)、三源表成热液矿说(季克俭等,1982)、变质岩浆成矿说(黎诺,1993)、透岩浆流体成矿模式(罗照华等,2009)、洋脊俯冲模式(孙卫东等,2010)等。其中,正岩浆模式被多数国内外学者所接受(如,Nielsen,1968;Lowell et al.,1970;朱训等,1983;芮宗瑶等,1984;马鸿文,1990;唐仁鲤等,1995;Richards,2003,2005;Harris et al.,2002,2004;叶会寿等,2006 等),认为成矿物质及含矿流体均来源于斑岩岩浆下伏的大花岗岩基岩浆(Lowestern,1994),含矿流体在岩浆期后热液阶段出溶,由斑岩顶部向外运移,由于温度、压力等物理化学条件的改变,成矿元素在有利部位沉淀而成矿。
自板块构造理论问世以后,板块构造就与成矿作用紧密联系起来(Pereira et al.,1971;Wright,1982)。Mitchell等(1969)就根据不同类型的板块边缘环境提出了地槽的分类,并据此做出了重要的成矿推断(Dewey,1969)。Pereira等(1971)在此基础上,给出了主要的金属矿床类型与板块边缘环境联系的不同方式,认为安第斯式板块边缘环境与斑岩型矿床的形成密切相关。Sillitoe(1972)建立了斑岩型矿床成因的板块构造模型,认为斑岩型矿床来自会聚板块边缘安山质和英安质层状火山岩之下磁铁矿系列钙碱性岩浆作用,并被广泛接受成为现今斑岩型矿床的构造基础(Richards,2003)。
Schwartz(1947)较早系统地描述性总结了有关斑岩型矿床的热液蚀变。Lowell等(1970)较早建立了斑岩型矿床的蚀变分带模式,他们在研究美国西南部亚利桑那州的San Manuel-Kalamazoo矿床时提出了一个建立在岛弧-陆缘弧环境下适用于与钙碱性中酸性斑岩(花岗闪长斑岩-二长斑岩)有关的斑岩型矿床的蚀变经验模式。这种分带模式以斑岩体为中心向外依次为连续的钾化带(石英、黑云母、钾长石±绢云母、绿泥石、钠长石、硬石膏、磁铁矿等)、绢云母化带(石英、绢云母、黄铁矿±绿泥石)、泥化带(石英、高岭石、蒙脱石)和青磐岩化带(绿泥石、绿帘石、碳酸盐)。并划分出与之相应的矿化分带,由内向外是:与蚀变带等间距的黄铜矿-辉钼矿-黄铁矿组合到方铅矿-闪锌矿组合。之后,各国学者在此基础上,发展了多个斑岩型矿床的蚀变分带模式(如,Rose,1970;Sheppard et al.,1971;Sillitoe,1972;Hollister,1974;Drummond et al.,1976;芮宗瑶等,1984;Harris et al.,2002,2004,2005;Hou et al.,2003,2004;侯增谦等,2003;孟祥金等,2004),并对蚀变分带机制做了较详细的探讨(Beane et al.,1981;Beane,1994),认为矿物的稳定性在蚀变作用中是最关键的因素,取决于矿物的组成、温压条件、流体组成等。如当岩石更富镁铁质时,钾质蚀变的主要产物为黑云母(Hollister,1978),而绢云母化带和泥化带不发育或弱发育(Hollister et al.,1974;Hollister,1978)。大陆碰撞造山型斑岩型矿床(侯增谦,2010)的蚀变分带模式与岛弧环境类似(Hou et al.,2003;孟祥金等,2004;侯增谦等,2007),出现不连续的环状蚀变分带(Hou et al,2003),由岩体中心向外依次为:强硅化带、含钾硅酸盐蚀变带、云英岩化带、粘土岩化带、角岩化带以及矽卡岩-大理岩化带等,如青藏高原的玉龙斑岩铜(钼)矿床和冈底斯斑岩铜(钼)矿床(Hou et al.,2003,2004)。
(4)蚀变分带机制
Schwartz(1947)较早系统地论述了有关斑岩型铜钼矿床的热液蚀变,但只是描述性的总结。随着研究的深入,开始有学者讨论矿床热液蚀变的形成机理(如,张荣华,1974)。矿物的稳定性关系在蚀变作用中是最关键的因素(如,Beane,1994;Beane et al.,1995),主要取决于矿物的组成、温压条件、流体组成等。我们首先必须清楚矿物的稳定共生关系,特别是蚀变矿物与成岩矿物的共生次序(表1-4)。
多个体系下的矿物稳定性关系已被讨论过,为蚀变分带的机制解释提供了实验依据,如CaO-MgO-SiO2-H2O-HCl体系、K2O-MgO-Al2O3-SiO2-H2O-HCl体系、K2O-CaO-Al2O3-SiO2-H2O-HCl 体系、K2O-Al2O3-SiO2-H2O-HCl体系、Na2O-Al2O3-SiO2-H2O-HCl体系等(Beane,1994)。高合明(1995)曾引用Hemley(1957)K2O-Al2O3-SiO2-H2O-HCl 体系(图1-1)来说明斑岩型铜矿的蚀变分带机制。如图1-1可以看出:当温度较高、K/H值较大时,出现钾化带代表矿物钾长石,反映钾化带的形成;当温度和K/H值适中时,出现白云母,代表绢云母化带的形成;当温度和K/H值较低时,出现高岭石,代表泥化带的形成。如果体系中富含Na,Ca,Mg,Fe等组分时,便可以出现黑云母、蒙脱石及青磐岩化带,代表矿物绿泥石和绿帘石的形成。所以斑岩铜钼矿床蚀变分带可以主要受温度控制,即斑岩体侵位后可以形成以近岩体到远离岩体、温度由高到低的温度场,这种温度场导致由岩体到远离岩体依次形成钾化带、绢英岩化带和泥化带的蚀变分带现象;亦可以是因为斑岩体侵位后可以形成由近岩体到远离岩体、温度由高到低的温度场,而从岩浆中逃逸的流体在不同的物理化学条件下不断与岩石发生反应(水-岩反应)而产生由外向内依次出现泥化带、绢英岩化带和钾化带的蚀变分带现象。
表1-4 斑岩型铜(钼)矿蚀变矿物与成岩矿物共生关系
图1-1 K2O-Al2O3-SiO2-H2O-HCl体系矿物共生组合
下面分别简要讨论斑岩型铜钼矿床常见的几种主要蚀变的形成反应过程。
钾质蚀变(potassic alteration):也称钾硅酸盐化(钾化),是原生铝硅酸盐矿物发生钾质交代的结果,并可能伴随钙和钠的丢失(Beane et al.,1981)。钾质蚀变常发生在斑岩型铜钼矿床的中心,是相对高温(550~640℃,42 wt%NaCl,40 wt%KCl,18wt%H2O,Harris et al.,2002)的蚀变类型。典型的蚀变矿物为钾长石和黑云母,也可伴有一定量的磁铁矿产生。当蚀变矿物主要为黑云母时,反映岩石更富镁铁质(Hollister,1978)。钾化可以发生在岩浆完全固结之前或固结之后,常呈脉状或浸染状产出。主要蚀变反应如下:
中国东部中生代典型钼矿研究
经由以上反应,体系中不断消耗K+,K/H值将减小,体系将逐渐向白云母区域靠近(图1-1)。流体中将更富Ca2+、Na+,相对富集H+。当体系钾质蚀变很强烈时,酸度会变得较大,钾质蚀变将产生绢云母或绿泥石、绢云母、石英、赤铁矿等矿物的叠加,显示中度泥质蚀变的特征。
绢英岩化蚀变(phyllic alteration):形成石英绢云母化带,主要是成岩硅酸盐矿物大规模被石英、绢云母、黄铁矿或绿泥石以及少量的电气石、黄玉等矿物所取代,常指示酸性环境。这种蚀变在石英闪长岩中缺失或不发育,通常出现在钾质蚀变带的外围,能对钾质蚀变带造成叠加,成脉状或浸染状产出。
一直以来,多数学者根据稳定同位素的研究认为绢英岩化蚀变是岩浆流体和大气流体混合的结果(如,Lowell et al.,1970;Beane et al.,1985;Taylor,1997),但据Harris等(2002)的研究,发现绢英化蚀变可能主要为高温含盐岩浆流体(550~600℃,35 wt%NaCl,38wt%KCl,27 wt%H2O)成因,与传统的认识相冲突。
绢云母主要来自长石的分解:
斜长石→白云母,钾长石→白云母,黑云母→白云母或绿泥石,角闪石→白云母或绿泥石。
中国东部中生代典型钼矿研究
经由上述反应,体系中将消耗更多的H+和少量的K+,K/H值将增大,随体系温度的下降,反应将沿钾长石域和白云母域界线向下进行(图1-1),可能同时出现钾长石和白云母的共生,但是在石英绢云母化带中,很少出现钾长石,可能指示还存在有其他的控制因素(Rose,1970)。
中度泥质蚀变(Intermediate argillic alteration):中度泥质蚀变带的出现常常指示酸性环境,主要矿物为蒙脱石、伊利石、水云母、绢云母、绿泥石或高岭石、石英等。其中以高岭石和蒙脱石类矿物占优势。它们主要是斜长石的蚀变产物,通常呈带状,向外可过渡为青磐岩化,向内过渡为绢云母化。中度泥质蚀变较难识别,常常叠加在岩体顶部钾硅酸盐矿物组合(钾质蚀变)之上,而出露的斑岩体的顶部往往会被剥蚀掉。
斜长石→粘土矿物,黑云母→绿泥石,角闪石→绿泥石
中国东部中生代典型钼矿研究
青磐岩化蚀变(propylitic alteration):相对其他蚀变而言,青磐岩化所要求的温度较低,主要产在安山岩、玄武岩、英安岩及部分流纹岩中。主要特征蚀变矿物为绿泥石、绿帘石、钠长石和碳酸盐(方解石、白云石等)等矿物。由于蚀变矿物的颜色多为绿色,导致岩石也常呈绿色。这些蚀变矿物常来自含镁铁矿物的分解,如黑云母、角闪石或辉石,有时它们也取代长石。
中国东部中生代典型钼矿研究
斜长石也可蚀变成绿帘石、方解石、钠长石。
高级泥质蚀变(advanced argillic alteration):尽管开始的时间不确定(Sillitoe,1993),但通常是热液活动晚期的产物,可以叠加早期的钾质蚀变、绢英化蚀变和青磐岩化蚀变,产于斑岩系统的上部。特征蚀变矿物主要为地开石、高岭石、叶蜡石和石英,常伴有绢云母、明矾石、黄铁矿、电气石、黄玉、氟黄晶和非晶质的粘土矿物。高级泥质蚀变是一种蚀变比较强烈的类型。当岩石中的铝被大量淋出,蚀变就过渡为次生石英岩化;随着绢云母含量的增加,则过渡为绢云母化。
斜长石、钾长石、黑云母和角闪石均可蚀变成粘土或叶蜡石。
中国东部中生代典型钼矿研究
钠长石化(钠长石):这种蚀变是一种相对高温的蚀变,形成钠长石或钠质斜长石,指示一个富钠的环境。
硅化(石英):硅化是次生硅的堆积,二氧化硅一般是由热液(流体)带入,也可由长石或其他矿物经蚀变后形成。硅化也是最常见的一种蚀变,几乎在任何岩石中都有发育,发生在一个较宽广的温度范围内。主要表现为岩石中石英或隐晶质二氧化硅含量增加,主要有以下两种形式:岩石被微晶石英完全取代,硅化常在岩体边缘形成硅化壳。由于硅化可以在广泛的环境中由热液作用形成,因此硅化常与其他蚀变,如绢云母化、绿泥石化、泥化、钾长石化等共生。如果硅化十分强烈,蚀变岩全由石英所组成,形成次生石英岩。
3.在成矿流体和成矿物质来源方面的研究取得新进展(争议)
最近的研究表明,辉钼矿可呈副岩浆相(accessory magmatic phase)出现在一些与板内岩浆作用有关的长英质岩石中,形成辉钼矿饱和的岩浆。这些辉钼矿一般很小(<20 μm),呈三角形的或六边形片状被包裹在石英斑晶中。LA-ICP MS熔体包裹体分析显示,Mo含量一般为1~13 ppm(Audétat et al.,2011)。这可能暗示了长英质岩浆可以有较强的携带金属Mo的能力。但是这种发现在世界范围内是很稀少的。而钼矿床广泛的热液蚀变说明热液流体活动在成矿过程中起着决定性作用(芮宗瑶等,1984;罗铭玖等,1991),刘英俊等(1984)给出了由于热液活动而形成的与钼有关的不同交代岩矿化元素和矿物共生组合(表1-5)。因此,成矿流体的来源成为内生金属矿床研究中的最关键问题(季克俭等,1993),但一直以来却又尚未完全解决的问题(高合明,1995)。
就目前的研究成果而言,存在三种主要的成矿流体:①来自岩浆本身(正岩浆模型),包括两种途径,一是传统的观点,流体来自岩浆期后由岩浆本身出溶的热液(Nielsen,1968);二是直接来自深部的流体(杜乐天,1998;毛景文等,2005)或透岩浆流体(罗照华等,2009);②来自变质事件中的变质水。随着变质温度压力的增加,早期形成的低温含水矿物将发生脱水反应,当这种水在围岩中循环时有可能萃取围岩的金属组分到特殊的位置成矿。因此,围岩变质水也可作为含矿流体来源之一;③近地表围岩中的地下水或天水。目前矿床学研究中,不同同位素判别方法往往赋予同一矿区成矿流体具多源性(黄凡,2009),未能指示具体的源区,说明一个矿床中成矿流体来源可能是复杂多源的。
表1-5 不同交代岩中钼矿化的元素和矿物组合
碳氢氧同位素判别体系对成矿流体来源的研究功不可没。在斑岩矿床蚀变系统中,钾化带内的黑云母氢氧同位素组成相当稳定,并指示成矿流体主要为岩浆流体;蚀变系统外部的绢英岩化带、泥化带、青磐岩化带内以及晚期叠加的其他蚀变带内含水矿物的氢氧同位素组成指示流体的雨水来源(Sheppard,1971)。但纵观近年来的研究成果,根据氢氧同位素判别,与岩浆活动有关的热液矿床几乎都有大气降水的参与。但不能据此说大气降水是成矿物质的主要来源,更可能是其在成矿晚期或成矿期后对整个成矿体系产生了重要影响,改变了成矿作用的边界条件,更有利于成矿物质的沉淀富集。
一般斑岩型钼矿体的形成温度主要在200~450℃之间(矿床内常出现早期温度较高的矿物组合),而钼矿体的产出部位一般在地表以下浅部,这就要求成矿系统必须有额外的热源供给,以保证成矿流体的活跃性和有利于成矿物质沉淀的环境,因此与斑岩型钼矿密切相关的斑岩浆/下伏岩浆房被看做主要的热源和成矿物质的供给者(Lowestern,1994;Ulrich et al.,1999,2001;Campos et al.,2002),或者由异常富集金属的母岩浆直接产生(Core et al.,2006),并且不同构造环境中成矿流体及成矿物质来源不同(Richards,2003)。
Condela等(1986)曾通过计算指出,形成一个大型斑岩钼矿所需的金属量需要一个几百平方千米的下伏岩浆库才足以提供;陈松乔(1990)通过钼的高温高压实验研究,认为一个上千平方千米的大型花岗质岩浆(含Mo浓度为 ppm)结晶分异流体只有在流体pH>时才足以形成一个中小型钼矿床,而一个大型钼矿床的形成则需要原始花岗质岩浆中钼要预富集到原来的40倍以上。类似的,Cline等(1991)认为体积为50 km3或更小的小花岗质岩株能含有足够的金属和水来形成一个储量为250百万公吨的典型斑岩铜矿床(平均含铜),如果要形成像Bingham这样的超大型矿床就要求熔体中含有10多倍高的金属量(Hollings et al.,2004)。但是,在岩浆结晶过程最多只有65%的挥发分的丢失(Yang et al.,2005),且硅酸盐熔体中硫的溶解度也极其有限(Wallace et al.,1994;Gerlach et al.,1996;Backnaes et al.,2011),熔体中硫的溶解度除与熔体成分、压力、温度、氧逸度、硫逸度相关外,还与熔体中与水含量呈现反比关系,与FeO含量呈正相关,并且S2-常优先与熔体中的Fe2+结合形成熔体相FeS(朱永峰等,1998;Baker et al.,2011及其引文),而不是铜钼的硫化物。这对目前流行的正岩浆成矿模型提出了挑战,即是何种独特的岩浆-热液循环系统将如此大体积熔体中分散的铜钼等金属萃取并聚集到一起(Cloos,2002),除非岩浆中能异常富集成矿元素。
实际上,更多的地质事实是大型或超大型钼矿床常常与小斑岩体共生,而斑岩浆及大的岩浆房往往不是含金属元素异常高的岩浆(卢欣祥等,2002),并且直接起源于正常的古老下地壳部分熔融的长英质岩浆不具备成矿能力,除非有幔源物质以不同方式参与斑岩浆的形成并贡献成矿物质(侯增谦等,2007)。近年来的研究表明,越来越多的学者接受成矿物质直接来自深源的认识(卢欣祥等,2008;Solomon,1990;Sillitoe,1997;Mungall,2002;Robb,2005)。在原位测定巨型Bingham Canyon Cu-Au-Mo矿床矿脉中流体包裹体Pb同位素和总结Rocky Mountains东部主要斑岩钼矿床的Pb同位素数据基础上,Pettke等(2010)认为这些矿床中的金属Mo起源于古老的交代岩石圈地幔;Mathur等(2000)研究了智利地区斑岩型矿床金属硫化物的Re-Os同位素体系,认为矿床的金属储量与其Os初始比值具有负相关性,这就意味着巨型大型矿床中硫化物具有低的Os初始比值,暗示地幔组分广泛参与了成矿作用。所以,来自深部的流体在成矿作用中扮演着重要角色,并且要求形成大型矿床的流体中有异常高的金属含量(Wilkinson et al.,2009),即大量的深部流体应对金属的运移和沉淀成矿起重要的作用。因此,如何界定成矿流体成为一个关键问题。现阶段,通常对成矿流体的性质和矿石矿物沉淀条件的确定主要是根据共生脉石矿物中圈闭的包裹体的性质来推测的(Wilkinson et al.,2009),而据此给出的结构观察和同位素证据往往不足以说明它们是同时形成的(Wilkinson,2001),这又造成了相关侵入体与成矿过程成因关系的不确定性。近年来,热液矿床脉体中熔融包裹体和气液包裹体中含金属硫化物子晶的发现(Core et al.,2006;吴华英等,2010)或者金属硫化物中包裹体的研究(Wilkinson et al.,2009)似乎为成矿流体和成矿物质来源提供了确凿的证据。但成矿作用本身是一个复杂的非平衡演化过程(张荣华等,1998),包裹体中所能保存的信息仅仅是成矿过程最后阶段的物理化学条件(Wilkinson et al.,2009),不能有效反映成矿流体在成矿之前的性质(陈天虎等,2001)。
溶解度实验表明,在T=300~360℃,P=~ MPa 条件下,水蒸气(流体)中MoO3的溶解度介于1~29 ppm 之间(Rempel et al.,2006)。这个实验结果证明,对于斑岩型钼矿床来说,成矿元素以气相形式迁移可能在成矿过程中,特别是在成矿前的运移过程中占有重要的地位(Canadela,1997;Williams-Jones et al.,2002,2005;Rempel et al.,2006,2008;包志伟等,2007)。Hannah等(2007)从辉钼矿中Mo同位素角度证明了Mo的气相运移和快速沉淀重要性,只有这样才能解释窄范围的Mo同位素分馏。
相对于成矿物质的液相运移而言,气相运移具有以下特点:①气体因黏度比液体小而具有更强的渗透能力,且扩散系数大,在地球深部岩石中可能具有更大的穿透岩石的能力和提取、运移成矿物质的能力;②气体具有更低的密度而受重力制约较小,而液体在地球内部其自身内压力作用较大,必须形成连续流体,才能形成稳定持续的热液成矿系统;③气体具有较大的可压缩性,在突然减压时,会有很大的爆破能力,形成如隐爆角砾岩筒的隐爆构造;④金属成矿物质在液相中的含量均受到溶解度的制约,而金属成矿物质气相迁移则不受溶解度限制,能以较高的质量分数浓度和较稳定的状态迁移(陈天虎等,2001)。所以,成矿前流体以气相迁移成矿元素对钼矿床的形成应具有重要的意义,且气相溶解金属的能力可能比通过计算预测的溶解能力大几个数量级(Williams-Jones et al.,2002),在岩浆-流体侵位演化过程中,气相组分的淋滤很容易将贫Mo岩浆(3ppm)转化成富Mo岩浆(>1000ppm),并最终形成富集Mo的成矿流体(Keith et al.,1998)。
我国春秋战国时代创作的《山海经》,是世界上最早对矿物原料作系统描述的著作,迄今该学科已经历了近2500年的发展。根据研究技术方法的不同,可将矿物学发展史划分为19世纪中叶前的肉眼描述阶段,19世纪中叶后的偏、反光显微镜研究阶段,20世纪初开始的X射线结构分析和矿物成因研究阶段,20世纪30年代兴起的高温高压实验研究阶段,60年代形成的矿物物理学综合研究阶段五个阶段。根据研究的深度和广度,可将矿物学的发展史划分为20世纪前的描述矿物学阶段和20世纪以来深入矿物本质和矿物成因的研究阶段。
矿物学发展到今天,已成为现今岩石学、矿床学、地球化学、地球物理学、矿物材料学、环境地质学最重要的基础学科,甚至也是地层学、构造地质学及采矿、选矿、冶金学和其他有关学科的基础。
1.现代化分析测试技术与多学科新理论已被引入矿物学研究
从2500年前到20世纪初,矿物学研究一直限于简易鉴定、普通光学显微镜下的描述和湿法普通化学分析,只涉及矿物外部形态、宏观物性、主要化学组成、产状、产地、用途和定性分类等基本方面,在整个国际矿物学界,也还处于描述矿物学阶段,或处于19世纪中叶前的肉眼描述阶段和19世纪中叶至20世纪初期的偏、反光显微镜研究阶段。20世纪初,发达国家已开始将X射线分析手段引入矿物研究,进入了矿物X射线结构分析和矿物成因研究的崭新阶段。20世纪30年代,国际矿物学界引进高温高压实验技术和热力学理论,开始了矿物学的高温高压实验研究阶段。此后,在较短时期内又陆续引入了气液包裹体实验技术和温压地球化学理论、微束探测技术(电子探针、离子探针、激光探针、扫描电镜、透射电镜、同步辐射X荧光等)和晶体化学理论、其他高新技术(激光光谱、拉曼光谱、红外光谱、质谱、穆斯堡尔谱、顺磁共振谱、核磁共振谱等)和谱学理论,以及同位素研究方法和同位素地球化学理论,形成矿物学与多学科交叉融合的综合研究阶段。通过多学科交叉,加以电子计算机技术的配合,矿物学研究已实现了从微粒到微区,从宏观到微观,从现象到本质,从静态到动态,从部分到整体,从零星分散孤立到全面系统互相联系的飞跃。现今对矿物的认识,不仅限于宏观形态性质等外部特征,而且扩展到矿物内部主元素原子或离子的排列,杂质元素的赋存状态,元素不同价态和键性,元素同位素及其比值,矿物色心,矿物中电荷密度的分布,矿物表面性质,矿物的流体包裹体中游离的H和O,矿物的晶格缺陷,矿物的流变特性,矿物对声、光、电、磁、热的相互转换以及矿物与元素之间在吸附、催化、扩散之间的相互作用。此外,矿物形成演化的内外条件的实验、模拟、计算、分析及有关成果在地质理论探讨、矿产资源寻找、宝玉石加工、矿物材料研制、环境监控等多方面的应用研究也逐步得到加强。应当承认,在20世纪早期,半封建半殖民地的社会政治形态严重妨碍了我国矿物学的发展,新中国的诞生和生产力的大发展才使得我国矿物学有可能引入现代化的分析测试技术并与多学科新理论相融合,从而使我国矿物学在20世纪末期进入与国际矿物学基本同步发展的阶段。
2.多学科融合与人类生产生活实践推动矿物学分支学科蓬勃发展
唯物主义最核心的观点是存在决定意识。任何科学门类的发生发展都是与人类社会的生产生活相适应的。20世纪中叶以前,国际社会所面临的一个重要问题是矿产资源匮乏,因此为找矿服务就成为矿物学研究的首要任务。20世纪后半叶,矿物分析测试技术日渐多样化和现代化,矿物学包容了大量其他学科的新思想和新理论,人们对自身生活质量和生活环境的关注日益加强,矿物学的资源属性发生了明显的分化,最引人注目的是派生了或突出了矿物的环境属性和美学属性。在与多学科融合及人类生产生活实践的推动下,矿物学发展到今天,已形成众多学科分支,其中有些分支是20世纪的产物,如成因矿物学、矿物晶体化学、矿物物理学、包裹体矿物学和实验矿物学,而有些则是19世纪的继续与发展;有些已形成系统的、理论和研究技术方法比较完备的学科体系,如矿物形态学、系统矿物学、矿物晶体化学、成因矿物学、矿物物理学、矿床矿物学、包裹体矿物学、找矿矿物学和宝玉石矿物学,而有些则尚无系统的、完备的理论和研究技术方法,但在未来社会发展中将起重大作用,因而具有强劲的生命力,如环境矿物学、表面矿物学、纳米矿物学、矿物材料学、实验矿物学等。因此,当代中国的矿物学是包容众多分支的学科大系,各分支可分属矿物史学、描述矿物学、理论矿物学和应用矿物学四大板块,其中矿物晶体化学、矿物物理学和成因矿物学是现代矿物学的主要理论支柱。
1998年,陈光远先生将俄罗斯学者对矿物与生命起源关系的研究称为生命矿物学。笔者建议将生命物质(包括微生物、宏观动植物、人体)与矿物质相互作用统一纳入生命矿物学的范畴加以研究,因此生命矿物学部分地包括医药矿物学、生物矿物学、农(林)业矿物学和环境矿物学的内容,是国内外很有发展前景的学科。
矿产资源是国民经济、社会发和人民生活的重要物质基础,也是衡量一个国家实力的标准之一。我国从现在起到下个世纪初,还将处于矿产资源消耗量增长最快的时期,工业增长加上人口增长,对矿产资源构成强大的需求压力,在矿产资源大规模开发利用同时,大大改变了矿区生态系统的物质循环和能量循环,产生了严重的生态破坏和环境污染。1992联合国环境与发展大会召开以后,可持续发展成为人类发展追求的共同模式,可持续发展是要寻求一条兼顾当代和子孙后代利益的发展道路,就是要在城市化和工业化的进程中,实现社会、经济的发展与人口、资源、环境的协调和良性循环。矿业作为一种开采不可再生资源和对环境有很大破坏作用的行业,其环境行为必然受到广泛关注,面临更为严格的环境要求。 我国环境保护工作起步较晚,矿山建设一直走的是农业—矿业—荒芜的模式,矿山环境欠下了沉重的历史债务,矿山环境问题触目惊心,所以我国对矿山环境的关注一开始就着重于治理不断恶化的矿山环境,尽快还清矿山的环境债务,对如何治理矿山环境问题的研究相继展开,并在较长时间内成为我国矿山环境保护研究的主要方面,在实践中也取得了一定的成果。但是由于缺乏科学合理的矿山环境管理体系,使得国家制订的有关政策和措施得不到很好的落实,许多被破坏的环境得不到及时和有效的治理,就算是治理的环境也由于缺乏统筹性和长远性而得不到根本的改善。因此,对矿山环境的后期治理并不能从根本上解决矿山环境问题,惟有变被动治理为主动预防、变矿山环境的末端治理为矿山环境的系统管理,才是改善我国矿山环境的出路。 矿山环境管理是通过对一定区域内生态环境状况及矿产资源开发现状的分析,研究该区域矿山环境的保护措施,确定矿山环境保护的制度,制订矿山环境保护的相关政策,促进矿山环境的改善。 在我国,矿产资源管理经历了分散管理与相对集中管理的过程,与之相对应,矿山环境管理的发展可以大致划分为两个阶段:第一个阶段是矿山环境管理职能缺失阶段(建国以来—20世纪90年代中后期)。这一阶段主要表现为相关部门和地方在利益的驱动下,加大矿产资源开发力度,而随着这一时期乡镇矿业的蓬勃发展,矿产资源乱采滥挖现象严重,矿山环境遭到了极大的破坏。多头管理和利益驱动式的矿产资源开发方式造成了矿山环境管理的真空,管理部门不明,管理职能也不明。因此,在这一阶段,我国对矿山环境的保护主要采取的是“末端治理”的方式,而由于缺乏管理的统筹,使得矿山环境保护的资金、技术、人力不能合理调配,治理缺乏计划性和组织性,因此,治理的效果并不明显。第二个阶段是矿山环境管理职能逐步显现并日益重要的阶段(20世纪90中后期至今)。这一阶段我国矿产资源管理制度进行了改革,矿产资源管理由分散管理向集中管理转变,各相关部门的职能也进行了重新整和。1998年国土资源部成立以后,如何加强矿山环境保护逐渐纳入其管理议程。近年来,国土资源部相继开展了矿山环境管理的相关理论研究和实践, WP=7 并已初见成效,各科研团体和学者也开始对矿山环境管理展开了研究,矿山环境管理在矿山环境保护上开始显现出其重要性。然而,就目前来说,矿山环境管理研究仍处于起步阶段,无论在制度安排上、法律保障上还是在技术支撑上都需要进一步的深入研究。 基于以上背景,本文对矿山环境管理进行了初步的研究。本论文从结构和内容上可以大致分为两大部分。第一部分是背景知识和理论准备部分。在这一部分,介绍了矿山环境问题的一般表现形式和特征、我国矿山环境的现状以及矿山环境管理的环境经济学理论基础。第二部分则具体从体制和技术两方面探讨了如何实现矿山环境管理。在体制研究这一方面,本文从管理层次、管理职能、机构设置、制度安排、法制建设、政策措施等方面进行了论证;在技术研究这一方面,则具体探讨了MIS、GIS、GPS、RS等高新技术在矿山环境管理中的作用和运用。 追问: 字数 不够
此文原载《中国矿业》2007年第16卷12期
摘要 本文指出了我国矿山生态恢复积累的众多问题,测算出环境恢复需要的巨额投入;在分析现行法律法规的缺陷及多部门分别做出矿山生态恢复规划的情况下,提出了化解上述问题的建议。
关键词 矿区生态恢复;规划;资金投入
生态环境是经济社会存在和发展的必要条件和基础,生态恢复是实地改造一个地点,竭力仿效生态系统的结构、功能、多样性和动态,建成一个确定的、本土的、历史的生态系统的过程。生态恢复与环境保护是功在当代、惠及子孙的伟大事业和宏伟工程,是保证经济、社会健康发展的需要。在经历了新中国成立前各时代的矿产开发以及解放后50多年的大规模矿业生产之后,我国的矿山生态环境渐成积重难返之势。对此,无论是中央还是地方各级政府十分重视矿山生态恢复问题,2005年,国务院在《关于落实科学发展观,加强环境保护的决定》中提出了“要完善生态补偿政策,尽快建立生态补偿机制”的战略方针;2006年3月,十届全国人大四次会议通过的《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》,提出了“健全矿产资源有偿占用制度和矿山环境恢复补偿机制”的任务,同年4月,国土资源部进一步提出了“加快矿山环境恢复和治理,加大矿山环境保护与治理力度”的工作部署。生态恢复问题是一个长期的过程,需要几代人不懈的努力才能完成,而且要限制新的环境破坏。下面就当前矿山生态环境恢复问题谈几点看法,以期引起各界关注。
1 长期生态损失积累与治理资金投入有限问题
据初步统计,截至2005年底,全国因采矿形成的采空区面积约万公顷;采矿活动占用或破坏的土地面积约万公顷;采矿活动每年产生的废水、废液数量约亿吨,年排放量约亿吨;采矿活动每年产生的尾矿或固体废弃物量约亿吨,年排放量约亿吨。尾矿或固体废弃物的累计积存量约亿吨;矿山废水排放造成了地表水、地下水污染,加剧了矿区工农业生产用水和人畜饮水的紧张矛盾;而尾矿、固体废弃物的堆放,不仅占用了大量土地,损坏地表,而且还会造成水土环境的严重污染。此外,地下水均衡系统因矿产资源的开采破坏,导致区域性的地下水位下降。在某些地方地下水下降数十米甚至上百米,形成了大面积疏干漏斗,造成泉水干枯、水资源枯竭以及污水入渗等,破坏了矿区的生态平衡。例如,山西省因采煤造成18个县26万人吃水困难,30多万亩水田变成旱地,井泉减少达3000余处。
据世界银行资料,发展中国家要彻底改善本国的矿山环境状况,需要拿出占GDP的2%~3%资金用于环境保护,2005年,中国国内生产总值达到182321亿元,照此推算,彻底改善我国矿山环境现状的投入需要3600亿~5400亿元。显然,我国不可能短期内拿出大量的财政资金用于矿山地质环境治理和生态的恢复。根据国土资源部的统计,2001年~2005年,共达矿山环境治理项目456个,累计投资17亿多元,2006年中央财政投入矿山环境治理项目资金亿元,共安排项目341个,涉及全国31个省(区、市)和10多家中央企业的各类矿山,涵盖40多个矿种,治理速度和投入力度明显加大。以2006年为例,中央财政和地方配套投入资金亿元,恢复治理矿山环境面积44841公顷,平均投资强度为万元/公顷,全部治理采空区面积和采矿活动占用或破坏的土地面积约万公顷,需要投入2463亿元,如果考虑到目前治理的一般是较容易的矿山,剩下的会更加难以治理,投入会更多。这里还没有考虑到因采矿导致的其他三废危害的整治。
由上述分析测算可以看出,我国矿山生态恢复问题很是严重,治理需要的投入是巨大的,如果按照目前的国土资源部的投资速度,完成全国的矿山生态恢复工作将延续200年以上。
2 权威性法规缺位与现行制度不完善问题
我国有关生态恢复、环境保护的第一个综合性的行政法规是1973年第一次全国环境保护会议批准的《关于保护和改善环境的若干规定》。在全球生态退化日趋严重,生态恢复的呼声越来越高的背景下,我国还陆续签署了一系列与生态保护与恢复有关的国际公约,如《关于特别作为水禽栖息地的国际湿地公约》、《濒危野生动植物国际贸易公约》、《生物多样性公约》、《防治荒漠化公约》等。关于矿山环境保护方面的法律法规包括《矿产资源法》、《土地复垦规定》和《地质环境管理办法》,综观我国所有生态保护法律法规,不难发现,这些生态保护立法仍存在不少缺陷,与我国目前生态保护和经济发展的要求不相适应。这主要表现在以下几个方面:
(1)缺乏综合性的自然资源保护法律。受自然规律支配,资源开发利用具有整体性综合性的特征,这必然要求有综合性的资源保护法对其加以调整。宪法中虽有多个条文规定了自然资源保护,但过于原则、空洞;《中华人民共和国环境保护法》在体例上将自然资源保护规定为环境保护的两大内容之一,但并没有明确规定自然资源保护的基本原则、基本制度和监督管理机制,再加上《中华人民共和国环境保护法》并非宪法所规定意义上的“基本法律”,所以无法适用资源综合性保护的要求;而已颁布的各种资源法则强调了各种具体资源的开发和保护,缺乏对资源整体性和综合性开发和保护的法律呵护。
(2)各部资源法之间缺乏整体配合,部门利益冲突严重。我国现行立法体制实际上受行政体制的制约,各部资源法是由相应的资源管理行政部门负责起草,负责起草的部门往往不能从全局考虑,而是较多地考虑本部门、本系统的利益,从各自的角度管理、保护和开发相关资源,各部自然资源法非但未形成协调统一的保护和合理开发资源的规范体系,相反却成为扩展部门权力,维护部门利益的工具。
(3)存在立法漏洞。尽管我国现行法律基本涵盖了整个自然资源保护领域,但在生态恢复仍然存在着无法可依的状况。如生态效益的补偿、生态恢复的法律保障,现行法律均没有做出规定,依然存在空白。
令人欣喜的是,近年来,我国关于矿区生态恢复方面的立法或规划制定方面的有了较大进展。2006年8月24日召开“生态补偿机制国际研讨会”。全国人大常委会环资委副主任委员叶如棠在会议上透露,全国人大常委会正在起草的自然保护区域法,拟把生态补偿问题作为重要的法律制度肯定下来。他还建议,在生态补偿机制相关法律、法规正式出台之前,中央政府可以先行出台一些指导性文件,来指导地方的生态补偿实践。
国土资源部大力推动矿山生态恢复保证金制度的建设,早在2001年,浙江省政府出台了《矿山自然生态环境保护治理备用金收取管理办法》,初步建立了“谁开发、谁治理”、“谁治理、谁得益”的多元化投入机制。近年以来,河北省、福建省等国土资源厅,联合省财政厅、省环保局先后制定并出台了矿山生态环境恢复治理保证金管理办法,规定凡在本行政区域内的采矿权人必须编制矿山生态环境恢复治理方案,与国土资源行政主管部门签订协议书,并缴纳保证金。
2006年,财政部、国土资源部、国家环保总局制定出台了《关于逐步建立矿山环境治理和生态恢复责任机制的指导意见》(财建〔2006〕215号),要求矿山企业按销售收入分年预提矿山环境治理恢复保证金,保证金按“企业所有、政府监管、专项专用”的原则进行管理。国家林业局继2007年2月国务院第133次常委会决定在山西省开展煤炭工业可持续发展试点后,提出了开展全国矿区植被保护与生态恢复工程规划意见和建议,并决定组织编制和实施全国矿区植被保护与生态恢复工程规划。2007年9月11日,国家环保总局为推动建立生态补偿机制,完善环境经济政策,促进生态环境保护公布了《关于开展生态补偿试点工作的指导意见》。
由上可以看出,我国矿山生态恢复治理工作已经如火如荼的开展起来,这更需要相关综合性法律的出台予以指导。首先,加强生态保护立法,为建立生态环境补偿机制提供法律依据,这是建立和完善生态保护补偿机制的根本保证。另一方面,为了确保能长期、稳定地通过政府间的财政转移支付,来加强对贫困地区生态环境保护的支持,也需要法律给予明确规定。其次,需要制定专项自然生态保护法,对自然资源开发与管理、生态环境保护与建设,生态环境投入与补偿的方针、政策、制度和措施进行统一的规定和协调,以保障生态环境补偿机制很好地建立。再次,需要通过立法确立生态环境税的统一征收、管理制度,规范使用范围。
3 管理职责划分与规划实施问题
国外矿山生态恢复、环境保护管理体制可以归并为三类体制模式:即环境部门主导型;环境、矿业及其他部门分工协作型和矿业部门主导型。第一种类型是指环境管理部门在矿山环境影响评价、环境保护与管理计划、矿山环境恢复计划、监督与强制执行各个阶段发挥主要作用,加纳、菲律宾、印度、巴西、马来西亚等国大致属于此种类型。环境、矿业及其他部门分工协作型是指环境管理部门、矿业主管部门、土地管理及规划部门在矿山环境管理流程中实行分工管理,如加拿大、澳大利亚、巴布亚新几内亚和泰国等国家。例如:在加拿大安大略省的矿山环境管理中,环境影响评价、排污许可均由该省环境部负责,对于金属矿山环境影响监测是由加拿大联邦政府环境部下属的环境影响监测办公室会同各省环境部共同完成,而矿山恢复则由矿业管理部门“北方发展矿业部”负责。第三种类型是矿业主管部门在矿山环境管理的主要环节发挥重要作用,如印度尼西亚、美国科罗拉多州、澳大利亚新南威尔士州等。在印尼,矿山项目的环境影响评价、环境管理与监测计划、监督检查与强制执行均由该国矿山能源部负责管理。
我国矿山环境、生态恢复工作是3个部门协同管理,至少从规划方面体现出来。但又不同于国外的管理体制,国土资源部从区域发展的角度,以土地复垦为核心,完成基本的功能恢复;林业局从育林的角度,以植树造林为核心,以绿化、提高森林覆盖率为主要目的;环保局则是从改善流域生态环境的角度,以减少治理污染为核心,恢复或再造生态环境为目标。这些部门有一个共同点,那就是均站在国家高度、以中央财政筹资为主考虑规划的制定与实施,未充分考虑发挥地方积极性问题。如何在国土资源部2003年出台的《全国土地开发整理规划》、国家林业局2007年编制的《全国矿区植被保护与生态恢复工程规划》、国家环境保护局今年9月颁布的《关于开展生态补偿试点工作的指导意见》基础上,融合各方意见,形成统一的具有全面协调能力的综合规划,分头实施。
一是成立部际联络小组,制定统一的规划共同实施矿山生态恢复规划,采取定期会商的办法,解决实施中发生的各种问题,沟通进展;二是制定统一评价指标体系、技术标准;三是共推立法,加快立法速度;四是发挥地方积极性,共同推动生态恢复规划的实施。
参考文献
[1]周进生.我国矿区土地复垦理论与政策研究,[D],2005年博士论文.
[2]江峰.矿产资源税费制度改革研究,[D]2007年博士论文.
[3]赵成功等主编.资源·环境·和谐社会,[C]中国地质矿产经济学会,2007年年会论文集.