12矿床环境评价

美国地调所2003财年预算总预算：9.04亿美元，含3671万退休工资和在职人员医疗保险。设计工作费用：8.67亿美元，较2002年减少4700万美元。其中（8.67亿$）填图、遥感和地理调查129,294,000$地质灾害、资源224,656,000$水资源调查：177,828,000$生物研究160,481,000$技术支持86,104,000$设备88,975,000$其中（8.67亿$）填图、遥感和地理调查129,294,000$地质灾害、资源224,656,000$水资源调查：177,828,000$生物研究160,481,000$技术支持86,104,000$设备88,975,000$地质灾害与资源按研究1、地质灾害评价73,971,000$2、地质景观和海岸线调查73,217,000$3、资源评价77,468,000$地质灾害评价分项1、地震灾害47,570,000$2、火山灾害18,157,000$3、滑坡灾害2,662,000$4、全球地震图象网络3,508,000$5、地磁2,074,000$合计：73,971,000美元地质景观和海岸线调查分项1、地球表面动力学16,772,0002、国家地质图20,553,0003、海岸与海洋地质35,892,000合计：73,217,000美元地质资源评价1、固体矿产资源52,119,0002、能源资源25,349,000合计：77,468,000美元1995～2000五年计划美国国家矿产资源调查计划（MRSP)美国地质调查所目标任务：（1）继续有效地满足矿产资源数据资料和信息用户的需求（2）增进对矿床及其环境影响的基本认识（3）满足国家对矿产资源的长期需求矿产资源调查计划评估减轻环境影响研究资源调查信息与技术转让资源与环境评估评估协定书和方法地球化学背景和基线支持环境治理的研究矿床的环境性状矿产资源的前沿领域矿床研究与矿业界和外国合作调查基础数据资料和信息分析信息与技术转让问题：土地管理减轻环境影响资源供应信息需求计划内容评估减轻环境影响研究资源调查作用过程研究矿产资源调查计划各项子计划之间的相互关系01020304050607080901001994199619982000资源环境评估减轻环境影响研究资源调查信息与技术转让财政年度MRSP计划拨款比重变化图05101520253035404550矿产－环境评价减轻环境影响资源调查信息与技术转让19942000MRSP计划1994年和2000年经费比重图减轻环境影响研究地球化学背景和基线支持环境治理的研究矿床的环境性状背景和基线填图自然分布和与采矿有关的分布的判别影响治理的作用过程面向野外的监测技术矿床的地质环境模型金属释放、迁移和固定减轻环境影响研究内容地球化学背景和基线背景和基线填图自然分布和与采矿有关的分布的判别评审组建议将减轻环境影响和资源调查修改为子计划子计划资源和环境调查矿床研究矿产－资源前沿问题矿床地球化学性状与采矿和复垦有关的地质/地球化学资源过程目的：研究未开发矿床对下游水质和其它介质的影响，帮助矿业界制定减轻环境效应和环境治理规划。研究结果表明：两矿山向圣胡安河谷谷底输送了大量金属沉积物。美国地调所在科罗拉多州南部进行的土壤环境地球化学调查传统上的矿床资源评价预测可能赋存矿床的远景区新的矿床－环境评价污染危险区中危险区高危险区科罗拉多南部地区萨米特维尔（天然）矿区的环境研究美国地调所2000～2005战略五年计划美国地调所2000～2005战略五年计划USGS两大目标：（1）灾害：描述、总结和理解自然灾害及他们的危害，包括地震、火山、滑坡、地磁场变化、洪水、干旱、海岸侵蚀、海啸、森林火灾和野生动物疾病。（2）环境和自然资源：研究自然界物理、化学、生物和地质作用及人类活动对自然环境的影响。研究包括：数据采集、长期评价、生态分析和预测未来变化。美国地调所2000～2005战略五年计划USGS的资源概念包括：生物、土地、水、矿产、能源等自然资源。由于土地和资源管理决策复杂化，传统的环境和资源界限已变得模糊，需要多学科进行交叉综合研究，美国地调所非地学如生物人员多于地学人员。今后，将集中研究预测模型和决策系统，为社会服务。美国地调所矿床环境研究介绍七个具体科学目标：为减灾规划进行地质灾害评价；提供地质灾害短期预测并快速查明灾害后果；进一步提高从全球经济和环境角度对国家能源和矿床资源的认识；预测气候不会对环境的影响；建立生态系统结构和功能的地质框架；解释人类健康与地质作用之间的联系；确定地下水资源与有害废弃物隔离的地质控制条件。矿床环境研究要点－与美国地调所Leach教授交流认识目前，矿床环境主要命题：（1）水质量;（2）空气微粒（飘尘）;（3）水文地质;（4）生物有效性;（5）视角－不同学科专家观点、公众观点、政府（官员）观点。矿床环境研究要点－与美国地调所Leach教授交流认识环境矿床学研究热点：（1）矿床自然背景：重金属自然含量（地球化学背景或基线）；（2）研究缓冲系统。矿床环境研究要点－与美国地调所Leach教授交流认识几点事实：一般情况下，自然矿床（未扰动）周围水体中金属元素含量在环境标准之下，而细悬浮物中金属元素含量较高，所以，可采用过滤法消除重金属。矿床环境研究要点－与美国地调所Leach教授交流认识几点事实：地质体特别是水体中硫钙含量比控制缓冲能力的强弱。水中元素含量随季节变化大。矿床环境研究要点－与美国地调所Leach教授交流认识最重要一点：矿床地质学和地球化学家比其他学科专家更了解与矿床环境有关的问题，应该在该领域发挥更大的作用。美国地调所近期矿床环境在研或完成项目介绍－东部矿产组影响美国东部矿床的环境作用USGS东部矿产组研究重点是研究影响块状硫化物的环境作用。选择块状硫化物矿床主要考虑这类矿床经济意义大，含有害的硫化物高，主岩缓冲能力差，对环境危害大。对这些矿床采集了大量样品，包括复垦的老矿山、废弃矿山、开采中的矿山和已获批准将进行开采的未扰动矿床。美国地调所近期矿床环境在研或完成项目介绍－东部矿产组研究目的：（1）为土地开发商和矿业公司提供更好的经验框架去评价在东部特殊气候的条件下，矿床或矿山潜在环境效应。（2）提供一个理论和概念框架来设计更有效更经济实用的减轻危害修复方案。美国地调所近期矿床环境在研或完成项目介绍－东部矿产组研究思路：目前的研究策略是采用综合、多学科方法去了解影响矿床和矿山废弃物环境行为的地质、地球化学和生物化学作用过程。美国地调所近期矿床环境在研或完成项目介绍－东部矿产组研究方法：野外研究强调在生物作用媒介存在下的水－岩作用。水样包括现场测定pH、电导率、温度、流速和许多不稳定组分如溶解氧、溶解铁、磷、氮。固体采样包括围岩、矿石、矿化水系沉积物、固体废弃矿石（杂石）、土壤、水系沉积物和植物。现场还测定土壤pH值和地电化学指标。美国地调所近期矿床环境在研或完成项目介绍－东部矿产组研究方法：室内分析包括测定固体的矿物和化学组分，水中溶解组分以及固体和水的稳定同位素组成。低温试验包括热量计和溶解性试验。美国地调所近期矿床环境在研或完成项目介绍－东部矿产组课题介绍－Mian州秃山块状硫化物矿床北Mian州秃山铜、锌、金和银矿是极好的了解块状硫化物矿床土壤环境特征的研究区，因为它未受采矿扰动。USGS的研究是确定矿区地表和地下水中重金属、溶解硫、酸多少来自矿床的矿床的自然风化作用（环境基线）,多少来自如酸雨等人类活动。美国地调所近期矿床环境在研或完成项目介绍－东部矿产组课题介绍－Mian州秃山块状硫化物矿床研究任务：1、矿物地球化学综合剖面，采集风化矿石（铁帽和氧化矿）、次生富集矿和原生矿，研究矿床的长期风化行为；2、研究区地表和地下水中氧、氢、硫稳定同位素组成，追踪该区水文系统的水和硫酸盐的来源。初步结果显示秃山周围湖中硫酸盐主要来自大气。美国地调所近期矿床环境在研或完成项目介绍－东部矿产组课题介绍－GreatSmoky山国家公园（GSMNP）北卡罗来纳州的GSMNP有两个废弃铜矿山：Fontana和HazelCreek。它们被认为是酸性矿水（pH低至3.1和重金属总量达30mg/L）的来源地。由于矿床产在区域强黄铁矿的片岩（页岩本身是天然酸性岩水的来源）中使问题复杂化。USGS主要研究酸性水系对TennesseeValleyAuthorityFontana湖的影响。美国地调所近期矿床环境在研或完成项目介绍－东部矿产组课题介绍－Vermont铜矿带废弃矿山水系流出的酸性水对环境正产生危害。USGS与当地民间组织合作，评估靠近SouthStrafford的Elizabeth矿周围酸性矿水的影响；这项评估作为今后这些地区土地复垦提供基础资料。现在，来自Elizabath矿坑和废矿堆水是酸性的，含极高的重金属。USGS研究重点形成酸性岩（矿）水的化学和水文作用。与Elizabath矿山研究小组合作研究集中在评估汇水区上游有毒重金属含量。美国地调所近期矿床环境在研或完成项目介绍－东部矿产组课题介绍－弗吉尼亚ContraryCreek问题：ContraryCreek流过弗吉尼亚中部的采矿区，注入Anna湖。该区矿山已废弃且很少进行过复垦。来自矿山的水pH低至2.7，重金属含量达300mg/L，硫酸盐含量达2300mg/L。虽然水质这么差，藻类和细菌大量繁殖。美国地调所近期矿床环境在研或完成项目介绍－东部矿产组课题介绍－弗吉尼亚ContraryCreek目前的研究结果显示水体酸化和水中重金属源于多种作用，如黄铁矿和其它硫化物氧化、铁氧化物和氢氧化物的沉淀、已沉淀的重金属盐类的溶解、蒸发作用、藻类和细菌作用等。今后的研究集中在酸性矿水对Anna湖的影响。美国地调所近期矿床环境在研或完成项目介绍－东部矿产组课题介绍－PrinceWillianForest公园环境问题公园分布有若干个块状硫化物矿床。1995年，国家公园管理处复垦该处并安装地下水监测井。在复垦前，地表水pH值低达2.6，重金属含量大于25mg/L。不良水质源于堆放在地表的尾矿（细颗粒黄铁矿）风化。美国地调所近期矿床环境在研或完成项目介绍－东部矿产组课题介绍－PrinceWillianForest公园与国家公园管理处合作，USGS对矿山附近地表水和地下水综合特征进行评价，以了解复垦的效果。除水化学外，现场研究包括矿山废弃物的矿物和地球化学特征，确定黄铁矿氧化、酸的产生和重金属活化主要作用过程。与国家公园合作研究的内容还包括调查复垦区季节性池塘水化学与水中两栖动物的关系。美国地调所近期矿床环境在研或完成项目介绍－东部矿产组课题介绍－试验地球化学预测矿山酸化水的地球化学行为最大受限因素是矿物和其它化合物的稳定性知之甚少，而这些正是决定矿床周围地下水和地表水化学行为控制因素。全面了解这些化合物的稳定性非常重要：（1）了解酸化水形成条件和预测气候变化如何改变问题的严重性。（2）帮助设计有效的复垦策略。美国地调所近期矿床环境在研或完成项目介绍－东部矿产组课题介绍－试验地球化学重金属盐华的稳定性数据目前比较少。盐华是高可溶的、水合的、重金属硫酸盐化合物，其在旱季，对酸化水系环境中重金属的储存和环境的酸化起抑制作用。在雨季和春季融雪期，这些盐易溶且放出大量重金属和酸至汇水区，破坏环境。美国地调所近期矿床环境在研或完成项目介绍－东部矿产组课题介绍－试验地球化学水绿矾石钟乳（杯水pH=-0.7）板铁矾（白)和针绿矾石笋（紫）美国地调所近期矿床环境在研或完成项目介绍－东部矿产组课题介绍－试验地球化学USGS研究已对出现在美国东部的盐华矿物进行了鉴定。已得到数据的整理表明这些重金属盐稳定性有规律可循。结果可用于估计那些还缺乏数据化合物的稳定性参数。下一步试验研究将确定估算方法和测量那些无法用估算法的化合物稳定性常数。最终，这些新数据用于建立酸性矿化水化学及其与围岩和汇水区的相互作用的模型。美国地调所近期矿床环境在研或完成项目介绍－东部矿产组课题介绍－阿拉斯加汞矿的环境地球化学研究USGS已经测量矿附近水系