甘肃白银含铜黄铁矿

甘肃白银黄铁矿开发及污染效应张亚峰（班级：环境科学学号：101505019）【摘要】本文主要以甘肃白银黄铁矿的开发历史过程和当地环境状况为依据，分析该矿的开发对环境产生的影响及其污染机制，提出一些适当的治理措施。

1.引言白银黄铁矿位于甘肃省白银市境内。

矿区由折腰山、火焰山、铜厂沟、小铁山和四个圈km。

累计探明储量：黄铁矿矿石379.5万t、铜等矿区和多金属矿区所组成，总面积约252131.4万t、铅40.4万t、锌80.8万t、硫1636万t以及伴生金、银、镉、铟、铊、硒等可观储量，是我国大型金属矿区之一。

白银黄铁矿开发历史悠久，在折腰山、火焰山矿区迄今还可随处见到炼金、银的碎块瓦钵等物，据史料记载可追溯到唐朝或更早。

新中国成立前，1937～1947年霍世诚（1937）、陈贲（1940）、王之玺（1940）、甘肃省矿产测勘总队（1941～1943）、梁文郁、刘 隆、刘增乾（1944）、宋叔和、徐昌沛（1946）先后来此调查。

新中国成立后，国家对白银矿区进行了大规模的地质勘探工作。

随后制定开发方案并进入实际开发。

2.地质特征和矿石2.1地质概况白银黄铁矿位于北祁连加里东褶皱系东延部分。

出露地层以下古生界海底火山喷发沉积和海相碎屑岩为主。

矿床赋存在中寒武统富钠质海底火山喷发细碧角斑岩中，其中夹有千枚岩、硅质岩、大理岩及各类火山角砾岩和集块岩。

矿床为一复式背斜构造，各矿区均位于以石英角斑岩、石英角斑凝灰岩为核心的短轴背斜构造内。

矿体与中粒石英角斑凝灰岩关系密切，与地层大致呈整合产出，明显受层位控制。

矿体围岩主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化、重晶石化、绿帘石化、硫酸盐化、高岭土化等。

2.2成矿机制2.2.1成矿条件①物质来源：火山作用带来的地壳深部物质。

②能量：地壳深部热动力。

③介质：复合热卤水。

④运矿通道：生长性断裂系统、古火山机构联合控制了区域成矿，北西西及北东向两组断裂控制了岩浆上侵和喷发，构成据酸性核的火山穹窿构造。

火山口、破火山火山穹窿的边缘断裂为成矿热水的喷流和储存提供通道和就位空间。

⑤容矿空间：矿体赋存在偏碱质钙碱性火山岩建造中。

2.2.2成矿作用分析①火山作用使地壳深部物质得以向浅部迁移，形成准矿源层，不同时代和阶段的准矿源层经过热水作用得以再迁移、富集而形成硫化物再沉积。

②在深部热动力的驱动下，海水下渗并淋滤火山岩层中矿质形成中浅部含矿卤水。

③在生长性断裂的穿切下，从基底火山岩系中形成深部含矿热卤水，并迅速喷流之海底界面。

④不同来源热卤水在酸性火山岩物质堆挤集中区及其附近的海底次级盆地中与海水混合，使成矿流体进一步汇集并得以沉淀。

⑤后续的火山岩沉积层迅速覆盖，保护已沉淀物质不被分散，并为热卤水继续活动和叠加富集作用提供屏蔽条件。

⑥经过造山运动后，酸性火山岩系发生形变，并在酸性核的上部及其周围富集一定规模矿体。

⑦局部地区在表生风化作用的影响下，矿床物质被氧化，形成氧化带。

金属硫化物氧化生成硫酸盐，同时产生硫酸，降低地下水pH值，进一步促进金属硫化物溶解，伴随淋滤作用下渗到浅水面以下的金属硫酸盐，在还原环境中交代原生硫化物形成次生硫化物（如黄铜矿、斑铜矿在硫酸铜溶液作用下被交代形成辉铜矿）并附集成矿。

2.3矿物的化学成分及结构构造化学成分：白银矿区是多金属矿物的富集地带，伴随少量的非金属矿物。

金属矿物中以黄铁矿（化学成分为FeS2）为主，其余为方铅矿（化学成分为PbS2）、闪锌矿（化学成分为ZnS2）等硫化矿物。

非金属矿物主要为石英（化学成分为SiO2）。

结构构造：块状、浸染状、致密块状。

2.4矿物特征矿石矿物：黄铁矿。

脉石矿物：闪锌矿、方铅矿、石英、绿泥石、绿帘石、阳起石等。

2.5矿石中主要元素的品位白银黄铁矿中的矿石矿物主要存在于五个矿区，各矿区主要元素及品位如下：品位矿区折腰山火焰山小铁山铜厂沟四个圈Zn（%） 2.50 3.29 5.34 2.10 1.65Pb（%） 3.390.840.80S（%）42.5144.1333.5415.73 FeS2（S,%）46.2442.8621.0715.73 Ag(g/t)12.059.26126.15Au(g/t)0.710.79 2.283.环境影响3.1土壤破坏采矿时矿山表土剥离通常忽略了可耕种土壤的保存，各类废石废渣、尾矿的堆积也侵占了大量土地。

据不完全统计，全国矿山累计占压土地达586万km2，森林破坏约106万km2草地263万km2。

地表植被破坏后受风力水力的侵蚀加剧，大片土地出现沙漠化。

此外，矿山选冶排出的废液和尾矿重金属不达标的排放也污染侵蚀了矿区周围及河流下游的土地，导致大片农田荒芜损毁。

3.2地质灾害采矿易诱发多种地质灾害，造成人员伤亡及巨大的经济损失。

地面及边坡矿区的开采打破了原有的力学平衡，进而影响山体斜坡的稳定，导致山体变形，诱发崩塌和滑坡等地质灾害。

同时，矿山排放的废石废渣常堆积于山坡或沟谷，在暴雨诱发下极易发生泥石流。

特别是甘肃白银黄铁矿地处黄土地带，土壤质软疏松，植被稀少，遇到夏、秋强降雨季节，极易发生水土流失、崩塌、山体缓坡，引起严重的水土流失。

3.3水体破坏采矿过程中的废渣和尾矿暴露在大气中，其中的硫化物（特别是品位较高的黄铁矿）容易发生氧化使降水成为酸雨，加上选液废水的不达标，往往使矿区附近的地表水体遭到污染和影响，甚至无法饮用、灌溉。

另外，采矿内疏干排水改变了地下水自然流畅及补、排条件，打破了大气降水、地表水、地下水的均衡转化，常常形成以采矿区为中心的大面积降落漏斗，造成泉眼干涸、水源枯竭。

3.4大气污染开采矿山时，爆破产生的大量粉尘和有害气体，严重地污染了大气环境，对职工及当地居民的身体健康、农作物生长构成一定危害。

如空气长期较干燥的情况下，硫化物氧化产生的二氧化硫会影响环境质量和农作物的正常生长。

3.5重金属污染与矿山酸性排水（以尾矿为主）3.5.1重金属污染机制白银矿区是多金属矿区，金属元素大都与硫元素结合形成硫化矿物，其中以黄铁矿为主，下面以黄铁矿为例，说明重金属污染机制。

22222474.522pH FeS O H O Fe SO H +−+≥++=++当时：2223410=4()8Fe O H O Fe OH H +++++23224.54442pH Fe O H Fe H O+++<++⎯⎯⎯⎯→+硫化杆菌当2.5<时:3222241415216FeS Fe H O Fe SO H ++−+++⎯⎯⎯⎯→++硫化杆菌2.5pH ≤当时：32222414=15216FeS Fe H O Fe SO H ++−+++++23224442Fe O H Fe H O+++++=+3.5.2矿山酸性排水（AMD ）尾矿中金属元素与硫元素结合形成的硫化矿物及其类似化合物逐渐被氧化产生H +，随着尾矿深度的加深，H +因逐渐累积浓度增大，尾矿酸性迅速增大，绝大多数以化合态存在的金属矿物解离成游离态，金属离子和多余的H +随排水管道流出，进入当地水体（如河流、湖泊），通过外动力地质作用的影响，最后影响水体周边及下游环境和人民。

4.治理技术或方法矿物的开采对环境产生的影响和污染多种多样，有些具有区域性，有些具有普遍性。

针对这些特征，我们应该坚持并贯彻“预防为主，防治结合”措施。

4.1土壤治理土壤重治理方面，可以根据当土壤污染的情况及土壤的特点，因地制宜。

治理方法有：1.有选择性的选取适应当地土质的低成本作物或植物有效地种植，如水稻、菜心、玉米等的低累积抗性作物。

2.利用多种低成本的废物改土剂，如糖厂滤泥、碱性红矿土等来治理被重金属污染的土壤。

3.使用超富集植物+低累积作物套种、配以可降解混合有机添加剂加强的复合植物修复技术，在不间断农业生产的情况下可以有效治理重被金属污染的土壤。

4.2地质灾害治理对于地质灾害，我们应采取“积极预防，治理为辅”的方针。

利用先进的地质灾害预防仪器，提做好前做好准备，防患于未然。

滑坡：采取支挡、铆固、加固边坡、改变滑体外型及疏排地表、地下水等措施。

泥石流：以拦挡为主，排泄疏导，即在极易发生泥石流的采矿区修筑拦截坝、拦淤、封固流域内大量的松散固体物质，并在合理位置修建沟渠，以便发生泥石流能快速让其流畅地排走。

水土流失：以保持林草为主，建立防水蚀、风蚀兼顾的综合防护林体系。

4.3水污染治理水污染治理主要有以下方法：1.采用先进工艺，减少废液、矿浆的排放。

2.重复使用选矿废水。

3.控制废液中污染物浓度，回收有用产品。

4.加监测管理，制定法律和控制标准。

4.4大气污染治理加强当地大气质量监测，同时种植对大气中粉尘、悬浮微粒等具有吸收功能的植物。

4.5重金属污染及矿山酸性排水治理从重金属污染机制可以看出，重金属污染和矿山酸性排水主要原因在于大气中的氧气和硫化矿物的氧化产生的H+。

治理思想主要就是隔绝氧气和中酸产生的H+，具体方法如下：1.氧障技术.。

即将尾矿密封，上面种植植物。

2.酸中和。

使用中酸矿物（如碳酸盐类矿物方解石等）或价格低廉的碱性化学物质中和产酸矿物。

3.人工方法。

建立人工湿地，缺氧石灰沟，转换井，石灰塘，石灰石过滤床(LSB)5.结论在开采和利用矿物的同时，也会对环境产生严重的影响。

白银黄铁矿四个矿区已开采完成，小铁山矿区至今仍在开采阶段。

对于已开采完的四个矿区过去产生的环境问题，应以治理为重点。

对于还在开采阶段的小铁山，应以预防为主，治理为辅。

同时，加强科学技术的创新，改进设备和仪器；加强宣传工作，普及、提高公民的环保意识。