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绿色勘查理念下地质矿山资源可持续开发研究论文

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2026-05-14 15:16:22    来源:    作者:xuling

摘要:传统勘查方式常造成植被破坏、水土污染等问题,而我国生态保护红线政策对矿业活动提出更高要求。2024年,自然资源部明确要求在新一轮找矿行动中全面实施绿色勘查。

  摘要:传统勘查方式常造成植被破坏、水土污染等问题,而我国生态保护红线政策对矿业活动提出更高要求。2024年,自然资源部明确要求在新一轮找矿行动中全面实施绿色勘查。遥感技术、地球物理勘查等绿色技术可减少地表扰动,其中航空地球物理勘查能降低90%以上的地面破坏。基于此,本文选择某金属矿山为研究对象,阐述了研究区域的地质情况,分析了地质矿山资源绿色勘查实践,提出了绿色勘查理念下的地质矿山资源可持续开发策略。

  关键词:绿色勘查理念;地质;矿山资源;可持续开发

  在全球生态文明建设与“双碳”目标背景下,传统矿产资源开发模式面临生态保护与资源保障的双重压力。绿色勘查理念是破解困境的关键路径,将环保优先、节能降耗、循环利用等原则贯穿勘查开发全过程,正在重塑现代矿业的发展范式。近年来,我国通过推广无人机航磁探测、阵列式扩频激电技术等多项绿色勘查新技术,实现了勘探深度提升至1200m的同时显著降低环境扰动,这为资源可持续开发提供了技术支撑。当前研究显示,绿色矿山建设需突破三大核心矛盾:勘查精度与生态保护的平衡、浅部资源枯竭与深部开采技术的适配、短期经济效益与长期环境效益的协调。特别是针对不同生态系统类型(森林、湿地、草原等)的差异化绿色勘查标准体系尚未完善,而循环经济导向的尾矿综合利用、充填开采等技术应用率不足30%,暴露出技术创新与管理体系的协同缺陷。因此,在地质矿山资源可持续开发中,矿山企业应当全面落实绿色勘查理念,结合矿山资源开发的需求,引入符合要求的绿色勘查技术,既可以提升地质矿山资源勘查效率,也可以推动矿山资源可持续开发。

  1研究区域地质概述

  研究区域内的地质矿产资源非常丰富,是我国重要的成矿带之一,研究区隶属于秦岭—大别成矿带,可划分为华北板块、扬子板块及秦岭造山带三大构造单元。该区域发育多组断裂系统,形成以EW向为主、局部NWW-NEE向展布的复杂构造网络。断裂活动与岩浆侵入具有明显的时空耦合性,其中泥盆纪陆相裂陷活动与成矿作用呈显著正相关关系。从地层与岩浆岩特征而言,需要从地层序列与岩浆活动两个层面分析。在地层序列中,主要包括前造山期、造山期后两个阶段。其中,前造山期以海相沉积为主,太古宇至中生界地层出露完整,发育多期火山岩建造;造山期后转为陆相沉积主导,泥盆系裂谷盆地沉积物厚度达3000m。在岩浆活动中,究区西段可见从超基性(橄榄岩类)到酸性(花岗岩类)的完整岩石序列,岩浆活动具多期,主要包括太古宙基性—超基性岩侵位、燕山期中酸性岩浆大规模侵入(锆石U-Pb年龄集中在160Ma~120Ma)。

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  2地质矿山资源绿色勘查实践分析

  自2018年启动绿色勘查试点工作以来,研究区域通过制度创新与标准建设双轨推进,系统践行了生态文明建设理念。以《绿色勘查指南》为纲领性文件,地方自然资源保护部门出台《矿产资源绿色勘查指导意见》,构建了“全流程闭环管理”制度体系。该体系创新性地将生态保护要求嵌入传统勘查流程,涵盖五大核心环节:科学化勘查立项阶段引入生态承载力预评估机制;勘查方案设计采用“避让—减缓—补偿”三级生态保护策略;建立多部门联动的依法勘查合规性审查机制;工程施工全面推行ISO 14001环境管理体系认证;创新实施绿色达标分级验收制度,设置生态修复完成率、资源循环利用率等12项量化指标。研究区域制定“四位一体”保障体系:组织层面建立厅—局—企业三级联动领导小组,提升政策传导效率;责任机制方面推行勘查主体环境责任终身制,配套建立环境损害赔偿基金;示范工程遴选12个典型矿区作为省级示范基地,形成可复制的“生态修复+资源开发”协同模式;理念传播通过“绿色勘查宣传月”等载体,显著提升从业人员培训覆盖率。

  研究基于区域地质构造演变背景与矿产资源禀赋特征,采用“成矿系统—资源潜力—环境承载力”三维评价模型,分析了A金钼钨、B铅锌金、C金锰镍三大成矿带的资源潜力与生态敏感度。并且,规划编制严格遵循《绿色勘查技术规范》(DZ/T 0250-2020)及《矿产资源规划编制实施办法》,通过德尔菲法征询12位行业专家意见,确立了科学原则,主要包括成矿系统导向原则、生态阈值约束原则、技术经济协同原则。

  2.1 A金钼钨

  在该区域中,其属于研究区域的重要成矿带,包含了多个钼矿勘查区,整个矿带延伸方向很广。其中,主要存在的地质矿产资源有金、钼、钨。从现有勘查数据可知,已经发现了多处钼矿、钨矿、金矿等资源。基于这种情况下,在该处区域绿色勘查过程中,勘查人员引入了ROCK—600型便捷式全液压钻机。这种设备全面采用了全液压动力驱动方式,也使用了集成化设计,多数组件都是航空铝合金材料,最重的部件146kg,具有搬运简单、组装快、性能强、适应性好等特点,能够满足各种恶劣环境、复杂地质条件的使用需求。基于这种情况下,在某个矿山区域应用后,其钻进速度快,搬运时间短,占用土地面积少,可以很好落实绿色勘查理念,也产生较好的经济效益、环境效益。

  在ROCK—600型便捷式全液压钻机绿色勘查应用中,其要点如下。①设备环保设计特性。一方面,模块化轻量化结构。钻机采用航空合金铝材料,最大单模块重量仅146kg,裸机总重≤1.2t,实现人力可搬运的轻量化设计,减少对勘查区地表植被的碾压破坏,其4m×4m的最小作业平台需求,显著降低了对原始地表的扰动范围。另一方面,低碳动力系统。ROCK—600型便捷式全液压钻机配备3台涡轮增压柴油机(总功率73.5kW),通过液压传动系统实现21MPa高压驱动,相比传统钻机节能30%以上,尾气排放符合国Ⅵ标准。动力单元采用分体式设计,可根据工况灵活启停单台发动机以降低能耗。②绿色施工工艺创新。一方面,高效钻进技术。采用绳索取芯工艺(BQ钻杆可达600m深度),配合800r/min~1500r/min无级变速动力头,实现日进尺90m的高效钻进,缩短勘查周期从而降低环境暴露风险。其“以钻代槽”工艺可减少60%以上的地表开挖量。另一方面,生态保护措施。模块化设计允许直升机或重载无人机运输(如“驼峰600”无人机单架次可运载226kg设备),避免修建临时道路对植被的破坏;配套环保冲洗液与泥浆不落地处理装置,防止钻井液污染土壤和水体;液压系统运行噪音≤75dB,较机械传动钻机降低40%。

  2.2 B铅锌合金

  在该研究区域中,其主要地质矿产资源是铅锌、金,以铅锌矿最为丰富,已经发现了多处大中型矿床。在勘查区域中,铅锌金找矿潜力非常大,预测铅锌矿潜力超过1×107t、金4.5×106。但是,在勘查区域中,大部分区域都属于核心保护区。在绿色勘查实践中,多个部门对勘查区域内的矿业权管理提出了明确的要求。①原则上禁止新设探矿权、采矿权。②严格控制整个区域的勘查活动,需要按照“分类处置,逐步退出”原则,采取针对性的措施引导现有的矿业权退出。③现阶段存在的探矿权不能开展任何勘查活动,也禁止办理延续手续。在这种情况下,该区域内很多探矿权开始消失,地质找矿工作主要转为利用当前矿山采矿工程进行深部探矿。为此,绿色勘查实践中,使用坑探废石不出坑,坑内钻探等方式,主要选择电驱动、小型钻探等钻机,并且整个勘探使用的水都来源于地下,也修建了废水池,所有废水都可以循环利用,避免产生各类废弃物,从而达到了绿色勘查目标。

  2.3 C金锰镍

  在该研究区域中,其主要地质矿产资源是锰、金、镍,以锰矿、金矿资源最为丰富。从矿山绿色勘查中,勘查人员主要采取了电磁法、构造叠加晕法等,并且也创新绿色工艺,从而产生了很好的绿色勘查效果。物化探手段绿色勘查的应用要点如下。①电磁法。采用低频电磁波场源,通过计算机成像处理分析地质构造,具有设备轻便(单件<15kg)、操作简单的特点,适用于森林沼泽区快速扫面,在航磁异常查证中成功定位隐伏矿体,其改进型音频大地电磁测深(AMT)可探测600m以内的锰、金、镍矿床。②构造叠加晕法。通过岩石地球化学采样(钻孔/坑道基岩样),分析原生晕分布特征,对热液型金矿深部盲矿预测成功率达84%,在该处金矿勘查中运用该方法发现16条矿体。③创新绿色工艺。采用1:5万水系沉积物测量替代传统槽探,配合无人机采样,减少地表破坏面积达90%;重力勘探使用≤5m×5m微型测网,降低植被碾压;电磁法采用非侵入式探头,避免钻井液污染;现代磁力仪功耗<20W,较传统设备节能70%;地震法采用可控震源(<80dB)替代爆破震源。基于这种情况下,勘查人员对数据整合应用,综合重力(22.5km剖面)、高精度磁法(±0.1nT)、AMT(69测点)三维数据交叉验证,使异常解释准确率提升至92%;运用AI算法处理10万+地球化学数据点(如As-Sb-Hg组合异常),可自动圈定找矿靶区,较人工判读效率提高8倍。

  3绿色勘查理念下的地质矿山资源可持续开发策略

  在研究区域中,其生态建设、保护等任务繁重,承担了水源保护、水土保持、生物多样性保护等工作。在这种情况下,地质矿产资源开发与生态环境保护矛盾非常突出。在该区域中,与其他地质矿产资源勘查开发重点区域是相同的,都存在较为严重的地质环境问题(如地质灾害、土地资源占用与保护、地下水系统破坏、生态环境污染等)。这些矿山地质环境问题在部分矿山并未得到有效解决,对当地生态环境带来较大的影响,也影响了地质矿山资源可持续发展。随着生态文明建设战略的提出,各个地区在发展地质矿山行业的过程,也开始采取多样性的措施保护生态环境的稳定性,促使研究区域地质矿产资源勘查与地质矿山资源开发对生态环境的消极影响开始降低。基于这种情况下,针对研究区域内的矿产资源分布特征与地质矿山资源可持续开发的要求,提出了如下绿色勘查开发策略。

  3.1优化绿色勘查设计,坚持依法依规施工

  在地质矿山资源勘查项目中,其立项符合国家产业政策发展的要求,重点加强勘查稀缺性的矿产资源,也要关注重要成矿带的勘查情况,并且加大对大中型矿山外围及深部区域的勘查。一般情况下,在地质矿产资源勘查项目立项前,需要先进行生态环境影响评价,从源头上降低对整个勘查工作对生态环境的影响。在地质矿山资源勘查中,地质勘查单位需要在地质矿山资源勘查实施方案中明确绿色勘查工作技术标准,也要识别整个勘查过程存在的环境风险,采取针对性的应对措施,细化绿色勘查工作的内容,建立健全绿色勘查组织管理体系,制定符合要求的保障措施。在这种情况下,设计单位应当选择对生态环境影响最小的地质矿山资源勘查设计实施方案,充分发挥绿色勘查技术的优势,逐步取代传统勘查技术。另外,也需要按照要求开展生态环境影响评价工作。探矿权人需要履行综合勘查、综合评价的义务,严格按照要求进行地质矿山资源勘查施工,及时恢复勘查工作破坏的生态环境,整个勘查过程都需要突出绿色勘查理念。在地质矿山资源勘查项目完成后,需要由项目所在地的自然资源部门进行验收,合格后才能转入下一步工作。

  3.2借鉴绿色矿山经验,践行绿色发展要求

  当前,国内外很多矿山都建立了绿色矿山建设模式,探索了具有特色的技术经验,通过对这些技术经验进行借鉴,结合我国地质矿山资源可持续开发的需求,将其进行本土化应用,可以推动矿山行业实现绿色化发展。针对研究区域的矿山而言,从现有地质矿山资源开发的情况,应当充分发挥技术引导的作用,选择符合需求的绿色矿山企业建设技术经验,加快推动安全环保、节约高效的绿色设备及工艺,有利于实现地质矿山资源的可持续开发。在具体实施中,加大开采技术、选矿技术的创新力度,不断提高开采回采率、采矿贫化率、选矿回收率等指标,可以显著提高地质矿山资源综合利用水平,从而体现绿色发展理念。也要重视设备、工艺等选择,加快推动节能减排工作,逐步实现地质矿山清洁生产,可以改变以往矿山“杂乱散烂”的现象、针对当前地质矿山占用的土地资源,需要采取科学有效的措施进行复垦复绿,才能实现采矿无痕的目的。

  3.3建立长效激励机制,实现地质矿山资源可持续开发

  在绿色勘查理念下的地质矿山资源可持续开发需要构建“政策引导—市场驱动—技术支撑”三位一体的激励机制体系,才能推动我国矿山行业实现可持续发展。首先,创新政策激励体系。借助财税杠杆调节,对采用绿色勘查技术的企业实施资源税减免(如深部开采减免30%);设立省级绿色矿山专项基金,对生态修复达标企业给予50万/年~200万元/年奖励;推行矿产资源权益金动态调整机制,按资源利用率阶梯式征收。同时,搭建绿色审批通道,对符合《绿色矿山建设规范》项目缩短环评周期至20个工作日;优先配置采矿权延续指标给复垦率>95%的矿山企业。其次,建设市场驱动机制。通过落实碳交易延伸应用,将矿山生态修复量纳入CCER交易体系(1公顷合格修复林=50tCO2当量);建立矿产资源“探采—修复”平衡账户,允许修复指标跨年度交易。并且,创新金融工具,发行绿色矿山债券(票面利率下浮0.5%~1.5%);开发环境责任保险产品,保费与环保绩效挂钩。最后,技术赋能长效机制。相关部门搭建数字化监管平台,运用InSAR遥感监测构建矿山开发“生态资产负债表”;区块链技术实现资源储量、环境数据不可篡改存证。此外,发挥了产学研协同的作用,设立绿色矿业技术创新联盟(如紫金矿业—中国地大联合实验室);科技成果转化收益的30%直接奖励研发团队。

  4结语

  绿色勘查理念的实践表明,矿产资源开发与生态保护的协同发展已成为新时代矿业转型的核心命题。通过研究区域绿色勘查案例可见,采用电磁法、构造叠加晕法等低扰动技术,不仅将矿区地质资源利用率提升20%以上,更实现了采矿迹地植被覆盖率超85%的生态修复目标。因此,在地质矿山资源可持续开发中,勘查人员应当全面落实绿色勘查理念,加强绿色勘查技术的使用,既可以提升地质矿山资源勘查工作效率,也可以保障资源开发的经济效益、环境效益统一。