Question

地质资源开发对地质环境变化的驱动作用

Answer 1

地质资源是蕴藏于地质环境、经济社会发展必需的宝贵资源。开发地质资源，必然要扰动地质环境。地质资源开发对地质环境的作用主要包括:开发矿产资源、开采地下水、利用地质遗迹等。

(一)矿产资源开发

新中国成立后我国矿产资源开发规模迅速扩大。1949年，我国保留比较完整的矿山仅300多座，年产原油12万t，煤0.32亿t，钢16万t，有色金属1.30万t，硫铁矿1万t，磷不足10万t^［2］。经过60年的努力，中国先后建立了大庆、胜利、辽河等大型石油基地，大同、兖州、平顶山、两淮、准格尔等煤炭基地，上海、鞍山、武汉、攀枝花等大型钢铁基地，白银、金川、铜陵、德兴、个旧等大型有色金属基地，开阳、昆阳、云浮等大型化工矿山基地。目前，中国的矿产品产量、消费量居世界前列。

图3-12～图3-14分别绘出了1949以后我国原煤产量、铁矿石原矿量、10种有色金属(铜、铝、铅、锌、镍、锡、锑、汞、镁、钛)产量增长情况。可以看出，1949年到2008年矿产资源变化大致可划分为三个阶段:缓慢增长阶段、稳定增长阶段和快速增长阶段。以有色金属为例，1977年之前年均增长率为4.1%，1978～1999年年均增长率为10.2%，1999年以后年均增长率增至15.4%，进入快速增长阶段。资源消费弹性状态为资源消费量增长速度与GDP增长速度的比值，反映了经济增长对资源的依赖程度。从表3-8可以看出，“七五”以来我国主要矿产的消费弹性系数均呈上升状态，特别是近年来消费弹性系数大幅度上升^［29］。我国经济社会发展阶段和我国的产业结构趋向重化工业决定了近年来我国对矿产资源需求的急剧增长。

图3-12 1949～2008年中国原煤产量增长情况示意图

图3-13 1978～2008年中国铁矿石原矿量变化示意图

图3-14 1949～2008年中国10种有色金属产量变化示意图

表3-8 中国主要矿产品、相关能源和原材料消费弹性系数表

数据来源:据国土资源部信息中心

矿产资源开发对地质环境造成了巨大的影响。固体矿产的采掘活动，破坏矿区原有的地形地貌，形成巨大的露天采坑或大片地表塌陷区;矿山固体废弃物(废石、尾矿、煤矸石等)的堆放大量压占土地。地下采矿对土地资源的破坏方式，主要表现为地面大面积塌陷、裂缝和变形。据国土资源部2005年统计，因采矿及各类废渣、废石堆置等，全国累计侵占土地达586万hm²，破坏森林106万hm²，破坏草地26.3万hm^2［30］。为了确保井下安全生产，矿产开发往往需要排出大量的矿井水。据统计，目前全国煤矿矿井每年涌水量在42亿m³左右，利用率仅为26%左右，造成水资源的极大浪费^［31］。同时，由于采矿疏干深度很大，致使矿区及其周围地区地下水位大幅度下降，影响了农业和其他用户的供水，导致排水和供水之间发生严重矛盾。采矿活动还引发了很多地质环境问题甚至地质灾害。采矿活动由于对地质体进行开挖和破坏，改变了长时期以来所形成的地质过程均衡，常常诱发一些地质环境问题。目前，全国因采矿引起的塌陷180余处，塌陷坑1600多个，塌陷面积1150Km²。全国发生采矿塌陷灾害的城市近40个，造成严重破坏的25个^［30］。矿山开采形成的废水、废石等废弃物污染了矿区的水土环境。矿业废水包括矿床疏干排出的矿井水、洗煤厂废水、选矿废水、采油废水等。其中煤矿、各种金属、非金属矿业的废水以酸性为主，并多含大量重金属及有毒、有害元素以及COD、BOD5、悬浮物等;石油、石化业的废水中含挥发性酚、石油类、苯类、多环芳烃等物质。大量废水未经达标处理就任意排放，甚至直接排入地表水体中，使土壤、地表水和地下水受到污染。矿区长期堆放的采矿废石、尾矿、煤矸石，经风化淋滤，释放出有害物质，也对水土环境形成污染。

(二)地下水资源开发

随着社会经济的发展，我国用水量呈不断增长的趋势，地下水开采量对用水量的贡献亦随之增大。据统计，1969年我国地下水开采量约为200亿m³，占总用水量的7.3%;到2001年，地下水开采量增加到1094.9亿m³，所占比例增至19.7%;2001年以后，地下水占总用水量的比例稳定在18.4%左右。从图3-15可以看出，我国总用水量在经历50年左右的快速增长以后，在20世纪90年代末以后用水量增速趋缓，地下水用水量则随着总用水量由快速增长转变为缓慢增长而趋于稳定，维持在1050亿m³上下。

虽然在总量上地下水开采趋于稳定，但是在区域上地下水开采量和开采程度差异很大。总体上北方开采程度高于南方，开采程度是南方的4～5倍(图3-16)。河北和天津地下水开采程度高达165.4%和118.6%，多年来一直处于超采状态。北京、山东与河南的地下水开采亦接近其可开采资源量的极限。开采程度介于50%～80%的省份有辽宁、山西、甘肃、内蒙古、陕西、黑龙江与上海。南方各省份地下水开采程度普遍小于20%，开采程度小于10%的有广东、海南、贵州、湖北、重庆、广西、云南和西藏。

图3-15 1949～2008年中国总用水量和地下水用水量变化示意图

图3-16 2008年中国区域地下水开采程度示意图

全国有2/3的城市供水和大量的农业灌溉用水依靠地下水，由于不合理开发利用，引发了一系列地质环境问题^［28］。在以地下水为主要供水水源的地区或城市，掠夺式开发、超采现象严重，尤以河北、天津、北京、山西、豫北、鲁北、胶东、辽中南的大中城市较为严重。据统计，目前我国已形成地下水区域性降落漏斗区100余个，主要分布在河北、山西、山东、北京、天津等地，其中最为严重的是华北平原。由于地下水超采，全国有40多个城市产生了地面沉降，其中沉降中心累计最大沉降量超过2m的有上海、天津、太原等城市;在大连、秦皇岛、莱州、烟台、青岛、北海等多个沿海城市出现了海水入侵现象。

(三)地质遗迹开发

我国有着丰富的地质遗迹。虽然人们很早就意识到了地质遗迹的科学价值和旅游价值，但是直到20世纪末我国才开始有意识地、系统地开发和保护地质遗迹资源。2000年以来，我国通过建立地质公园加快了地质遗迹开发和保护的步伐，从而减少工程经济活动对地质遗迹的破坏，充分发挥地质遗迹的科学和经济价值。2000年以来我国分四批建立了138个国家地质公园，其中有18个被列为世界地质公园。所建立的国家地质公园中，地层学、地史学和古地理学地质遗迹8个、古生物学和古人类地质遗迹18个、火山学和火成岩石学地质遗迹15个、大地构造和构造地质学7个、地貌学地质遗迹75个、水文地质学地质遗迹11个、环境地质学和地质灾害地质遗迹3个、工程地质学地质遗迹1个^［32］。

通过上述对矿产资源、地下水和地质遗迹开发活动分析，可以得出:矿产资源开发对地质环境的开发扰动强度呈快速增大的态势，而地下水开采对地质环境的作用强度趋于稳定，越来越多的地质遗迹资源得到开发与保护。