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    金属矿床勘查与开发定量生态评估体系初探——以福建罗卜岭斑岩型铜钼矿为例

    张纪伟 陈华勇

    张纪伟, 陈华勇, 2021. 金属矿床勘查与开发定量生态评估体系初探——以福建罗卜岭斑岩型铜钼矿为例. 地球科学, 46(11): 3818-3828. doi: 10.3799/dqkx.2020.373
    引用本文: 张纪伟, 陈华勇, 2021. 金属矿床勘查与开发定量生态评估体系初探——以福建罗卜岭斑岩型铜钼矿为例. 地球科学, 46(11): 3818-3828. doi: 10.3799/dqkx.2020.373
    Zhang Jiwei, Chen Huayong, 2021. Preliminary Study on Quantitative Ecological Evaluation of Exploration and Development of Ore Deposits: A Case Study of Luoboling Porphyry Copper Molybdenum Deposit, Fujian Province. Earth Science, 46(11): 3818-3828. doi: 10.3799/dqkx.2020.373
    Citation: Zhang Jiwei, Chen Huayong, 2021. Preliminary Study on Quantitative Ecological Evaluation of Exploration and Development of Ore Deposits: A Case Study of Luoboling Porphyry Copper Molybdenum Deposit, Fujian Province. Earth Science, 46(11): 3818-3828. doi: 10.3799/dqkx.2020.373

    金属矿床勘查与开发定量生态评估体系初探——以福建罗卜岭斑岩型铜钼矿为例

    doi: 10.3799/dqkx.2020.373
    基金项目: 

    国家杰出青年科学基金项目 41725009

    广东省财政项目“广东省矿产资源国情调查” 09-2019-XMZC-0011-82-0003

    详细信息
      作者简介:

      张纪伟(1997-), 男, 博士研究生, 矿物学、岩石学、矿床学专业, 主要从事金属矿床勘查与开发生态影响评估体系的研究.ORCID: 0000-0003-0602-5666.E-mail: zhangjiwei20@mails.ucas.ac.cn

      通讯作者:

      陈华勇, ORCID: 0000-0001-9106-9297.E-mail: huayongchen@gig.ac.cn

    • 中图分类号: P618.2

    Preliminary Study on Quantitative Ecological Evaluation of Exploration and Development of Ore Deposits: A Case Study of Luoboling Porphyry Copper Molybdenum Deposit, Fujian Province

    • 摘要: 定量评估矿床的经济价值与未来勘查开发对生态环境产生的影响,可以缓解矿产资源开发与生态文明建设之间的矛盾.基于多元数据,构建了以驱动力-压力-状态-影响-响应(Driving-Pressure-State-Impact-Response,DPSIR)模型为理论框架的综合评价指标体系,包含6个一级指标和23个二级指标.根据评价等级表,利用多层次模糊综合评价法进行指标权重计算以及综合均值分析,建立了一个完整的评估体系.该体系在福建罗卜岭斑岩型矿床开发设计中的应用表明,福建罗卜岭矿区开发适宜度评价为Ⅱ级,即对当地的经济发展起到明显的推动作用,但对生态环境会产生轻微干扰.该方法能较好地反映金属矿床勘查与开发对生态的综合影响,可操作较强,可为国土资源、环境保护以及矿山企业等部门进行矿产资源的开发评估提供参考.

       

    • 图  1  DPSIR模型评价指标体系框架结构

      Fig.  1.  The framework of evaluation construction based on DPSIR model

      图  2  罗卜岭矿床开发生态影响隶属度指数评价

      Fig.  2.  Evaluation chart of ecological impact for the Luobuling deposit development

      表  1  矿产资源勘查与开发阶段环境影响因素统计

      Table  1.   Statistics of environmental influence factors during mineral exploration

      阶段 序号 影响因素 影响内容 环境影响 影响强度
      勘查阶段 1 测量工作 设备安装等 植被干扰 一般
      2 物探化探工作 设备安装\取样等 植被干扰 一般
      3 驻地建设 营地建设\生产生活垃圾等 植被扰动\土壤\水影响 中度
      4 钻探施工 油料泄露\冲洗液排放\岩心切割\粉尘等 植被扰动\土壤\水影响 中度
      5 道路施工 土石挖掘\路基建设等 植被扰动\土壤
      6 探槽(剥土)施工 设备安装\土石挖掘与堆放等 植被扰动\土壤
      7 浅井施工(小圆井、方井) 设备安装\土石挖掘与堆放等 植被扰动\土壤
      8 坑道施工 平硐\斜井\竖井等 植被扰动\土壤
      开发阶段 1 资源开采 钻孔\爆破\铲装\排土\矿井水等 土地占用\植被破坏\水\大气影响
      2 选矿加工 矿物选矿加工\尾矿\废石\废水等 土壤\水影响
      3 固体废弃物排放 废石\矿渣等 土地占用\植被破坏\水影响
      4 废水排放 工艺排水\尾矿池流水\矿场水等 土壤\水影响
      5 废气排放 爆破炮烟\粉尘\选矿废气等 大气影响
      6 驻地建设 营地建设\生产生活垃圾等 土地占用\植被破坏\水影响
      注:资料来源于《绿色勘查指南》、《绿色地质勘查规范》、《绿色矿山评价指标》以及《国家绿色矿山建设规范》等.
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      表  2  金属矿床勘查与开发生态评估指标

      Table  2.   The indexes of metal ore deposit exploration and exploitation for ecological evaluation

      目标层 系统层 指标层
      勘查阶段 预开发阶段
      评价指标 指标属性 评价指标 指标属性
      金属矿床勘查与开发评估体系 驱动力系统(D) 矿山经济价值d1
      国家金属矿产资源需求d2
      +
      +
      矿山经济效益d1
      国家金属矿产资源需求d2
      +
      +
      压力系统(P) 修路、机台修建p1
      槽探、钻探工程施工p2
      设备、车辆、物料运输p3
      营地、生产和生活垃圾p4
      冲洗液排放p5
      油料泄露p6
      岩心切割、粉尘p7
      化探采样p8
      -
      -
      -
      -
      -
      -
      -
      -
      植被损坏面积p1
      地质灾害p2
      土地占用面积(km2p3
      环保搬迁规模p4
      环保搬迁潜在生态、人文及敏感因素p5
      水均衡破坏程度p6
      废水排放p7
      废气排放p8
      噪声污染p9
      固体废弃物排放p10
      -
      -
      -
      -
      -
      -
      -
      -
      -
      -
      -
      状态系统(S) 地形地貌s1
      地表植被s2
      生物多样性s3
      +
      +
      +
      矿山的规模s1
      矿床的成矿类型s2
      矿山开采方式s3
      地形地貌s4
      地表植被s5
      生物多样性s6
      +
      +
      +
      +
      +
      +
      影响系统(Ⅰ) 社区群众满意度i1 + 社区群众满意度i1 +
      响应系统(R) 政府干预程度r1
      企业生态政策执行情况r2
      +
      +
      政府干预程度r1
      企业生态政策执行情况r2
      +
      +
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      表  3  生态影响综合评估等级

      Table  3.   Rating scale of the comprehensive ecological impact assessment

      开发适宜度级别 生态综合影响程度 风险描述
      基本无影响 有效促进当地经济发展,满足国家战略需求
      轻度影响 对当地的经济发展起到明显的推动作用,但对生态环境产生轻微干扰
      中度影响 可以推动当地经济发展,实现矿产资源开发的经济效益大于生态破坏价值
      强烈影响 对当地的生态环境带来强烈影响,虽可以推动经济发展,但经济效益无法明显大于所破坏的生态价值
      极端影响 对环境造成极大破坏,且经济效益低下,经济效益无法高于生态破坏价值
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      表  4  判断矩阵

      Table  4.   Judgement matrix

      A A1 A2 An
      A1 a11 a12 a1n
      A2 a21 a22 a2n
      Am am1 am2 amn
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      表  5  评估指标重要性的判断标度

      Table  5.   Evaluation indicator importance judgment

      标度 含义
      1 两个因素相比,具有同样的重要性
      3 两个元素相比,前一个元素($ i $)比后一个元素($ j $)稍微重要
      5 两个元素相比,前一个元素($ i $)比后一个元素($ j $)明显重要
      7 两个元素相比,前一个元素($ i $)比后一个元素($ j $)强烈重要
      9 两个元素相比,前一个元素($ i $)比后一个元素($ j $)极端重要
      2, 4, 6, 8 上述两相邻判断中间值
      倒数 元素($ i $)与元素($ j $)的重要性之比为$ {a}_{ij} $,那么因($ j $)与因($ i $)的重要性之比为$ {a}_{ij}=1/{a}_{ji} $
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      表  6  平均随机一致性RI

      Table  6.   Average random consistency (RI)

      阶数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
      RI 0 0 0.58 0.90 1.12 1.26 1.36 1.41 1.45
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      表  7  评估指标权重表

      Table  7.   Weights for evaluation indicators

      目标层 Ⅰ级指标层 Ⅱ级指标层 权重 评价指标 权重 总权重 一致性检验
      金属矿床勘查与开发评估体系 驱动力系统(D) 矿山经济效益 0.372 2 矿山经济效益 0.333 3 0.041 4 RI=0,完全一致
      国家金属矿产资源需求 0.666 7 0.082 7
      压力系统(P) 生态破坏 0.032 1 植被损坏面积(比值) 0.165 8 0.001 8 CR=CI/RI=0.094 7
      地质灾害 0.056 3 0.000 6
      土地占用面积(km2 0.057 1 0.000 6
      环保搬迁规模 0.028 4 0.000 3
      环保搬迁潜在生态、人文及敏感因素 0.316 7 0.003 4
      水均衡破坏程度 0.166 1 0.001 8
      水污染 0.060 5 0.000 6
      大气污染 0.060 5 0.000 6
      固体废弃物污染 0.060 5 0.000 6
      噪声超标程度 0.027 9 0.000 3
      状态系统(S) 自然禀赋状态 0.244 9 地形地貌 0.400 0 0.098 0 CR=CI/RI=0.017 0
      地表植被类型 0.073 1 0.017 9
      矿区植被覆盖率 0.135 0 0.033 1
      区域野生动物类型 0.242 4 0.059 4
      生物多样性 0.149 4 0.036 6
      矿山状态 0.151 5 矿山的规模 0.428 6 0.064 9 CR=CI/RI=0.001 8
      矿床的成矿类型 0.142 9 0.021 6
      矿山开采方式 0.428 6 0.064 9
      影响系统(Ⅰ) 社会影响 0.099 7 社区群众满意度 1.000 0 0.009 9 RI=0,完全一致
      响应系统(R) 政策响应 0.099 7 政府干预程度矿山企业生态政策执行情况 0.250 0 0.024 9 RI=0,完全一致
      0.750 0 0.074 8
      注:一阶矩阵和二阶矩阵的RI的值为0,本身具有完全一致性,故不需要再次判断一致性.
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      表  8  生态影响评估指标评判等级

      Table  8.   Evaluation grade of ecological impact assessment index

      目标层 Ⅰ级指标层 Ⅱ级指标层 开发适宜度评判等级 评判等级确定方式
      金属矿床勘查与开发评估体系 矿山经济效益 矿山经济效益 0 0 1 0 0 定量计算
      国家金属矿产资源需求 0.2 0.8 0 0 0 调查问卷
      生态破坏 植被损坏面积 0 1 0 0 0 定量计算
      地质灾害 0.2 0.6 0.2 0 0 调查问卷
      土地占用面积(km2 0 1 0 0 0 定量计算
      环保搬迁规模 1 0 0 0 0 根据已有客观尺度
      环保搬迁潜在生态、人文及敏感因素 0.4 0.6 0 0 0 调查问卷
      水均衡破坏程度 0 0.2 0.4 0.4 0 调查问卷
      水污染 0 0 1 0 0 根据已有客观尺度
      大气污染 1 0 0 0 0 根据已有客观尺度
      固体废弃物污染 0 0 1 0 0 根据已有客观尺度
      噪声超标程度 0 1 0 0 0 根据已有客观尺度
      自然禀赋状态 地形地貌 0 0 1 0 0 根据已有客观尺度
      地表植被类型 0 1 0 0 0 根据已有客观尺度
      矿区植被覆盖率 0 0 0 0 1 文献综述
      区域野生动物类型 0 0 1 0 0 文献综述
      生物多样性 0 1 0 0 0 文献综述
      矿山状态 矿山的规模 0 0 0 1 0 根据已有客观尺度
      矿床的成矿类型 1 0 0 0 0 根据已有客观尺度
      矿山开采方式 0 1 0 0 0 根据已有客观尺度
      社会影响 社区群众满意度 0.35 0.5 0.15 0 0 调查问卷
      政策响应 政府干预程度 0 0.3 0.7 0 0 调查问卷
      矿山企业生态政策执行情况 0.8 0.2 0 0 0 调查问卷
      注:①定量计算:利用已有方程或前人研究,如矿山经济效益:经济发展贡献率=(建设项目产生的经济价值)/地区生产总值×100%;②调查问卷:针对某一指标进行调查分析,如社区满意度,共有上杭县48人填写调查网络问卷,35%的人认为非常满意,50%的群众认为满意,15%对该矿山的开发建设持有中立态度,根据结果进行开发适宜度评估等级的确定;③根据已有客观尺度:根据已有的量化的指标进行分析研究,如水污染采用水污染单项因子超标浓度进行量化、大气污染采用大气污染单项因子超标程度;④文献综述:根据前人的研究结果或已有数据,直接进行赋值.
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    出版历程
    • 收稿日期:  2020-12-01
    • 网络出版日期:  2021-12-04
    • 刊出日期:  2021-11-30

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