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1一、矿床地质环境评价指标体系研究（一）指导原则：环境地质作用包括自然地质作用（指构造运动、岩浆活动、变质作用和地震等内动力地质作用和风化、剥蚀、搬运、沉积和成岩等外动力作用）和人为地质作用（指人为剥蚀、搬运、堆积、造形以及其他地质作用）。矿业活动可以改变某些矿物在地壳内的分布状况，发生人为迁移与富集作用。研究典型矿床地质－环境评价模型与建立矿床地质环境评价指标体系需要以所归纳的矿床地质环境因子序列为基础，各环境因子之间有一定的相对独立性。1、未扰动矿床环境因子:（与人无关，有利或有害的天然环境因子）①天然主要环境因子（A）：包括矿床类型、矿床规模、断裂（透、聚水能力）、围岩（生酸能力、耗酸能力、透水能力）、矿物（生酸能力、耗酸能力）（类型、结构、品位、储量）、元素（重金属元素）等；②天然次要环境因子（B）：包括水文、土壤、气候、地形等，可以通过填图进行环境有利度分区。③天然响应环境因子（C）：包括地下水（酸性水与重金属含量）、地表水（酸性水与重金属含量）、土壤（影响土壤类型、控制元素活动性和生物可利用性，土壤耗酸能力、重金属含量）、水系沉积物（主要是重金属以及是否有沉降重金属的富碳有机质沉积物）、生物地球化学（植物、动物、人类）等。可以利用地球化学、地球物理、遥感地质等方法所积累的资料提取环境信息。2、扰动矿山环境因子:（与人有关，有害的人为环境因子）①人为主要环境因子（A）：包括采矿过程（）、采矿方法（）、矿石加工（细微粉末和尾矿渣易吸附、易致酸、易迁移；提取等方式；冶炼炉碴）、矿石产量、矿山废弃物-废石产量、矿山排放水量、矿山尾矿水量、矿堆放射物；堆浸-废水产量、废气产量。②人为次要环境因子（B）：包括占地与使地面变形。可以通过填图进行环境影响度分区。③人为污染环境因子（C）：包括地下水（酸性水与重金属含量）、地表水（酸性水与重金属含量）、土壤（影响土壤类型、控制元素活动性和生物可利用性、土壤酸碱度、重金属含量）、水系沉积物（主要是重金属以及是否有沉降重金属的富碳有机质沉积物）、生物地球化学（植物、动物、人类）等。可以利用地球化学、地球物理、遥感等方法进行矿床地质环境评价与监测。3、矿床地质环境因子评价①分级定性评价：对各个矿床地质环境因子（后面详列的16个因子:矿床类型（0.06）、矿床规模（0.09）、区域地质（0.06）、地形地貌（0.03）、矿区构造（0.06）、围岩性质（0.08）、矿物特征（0.08）、围岩蚀变（0.06）、元素特征（0.07）、土壤特征（0.04）、水文条件（0.05）、气候特征（0.04）、采矿方法（0.06）、矿石加工（0.06）、矿石产量（0.09）、矿山弃物（0.07））拟采用环境有害度的分级定性评价，提出并使用环境指数的概念，括号内为暂定权值。定性评价分级：差（5.0-4.5）、劣（4.5-3.5）、中（3.5-2.5）、良（2.5-1.5）、优（1.5-1.0）。②分区定量评价：对有空间属性的地球化学、地球物理、遥感地质等资料拟采用环境有害度的分区定量评价。对地质调查（0.4）所获得的宏观直接环境信息、地球化学方法（0.3）所确定的微观直接环境信息以及地球物理（0.2）、遥感地质（0.1）等方法所推断的大部分间接环境信息分别赋与由大到小的权。括号内为暂定权值，它是根据在大多数情况下对生酸指数、耗酸指数、金属指数以及风化指数和水文指数等环境因子的贡献确定的。定量评价分区：根据信息加权后的综合因子数值进行综合指标的环境分区；也可根据需要，进行专项因子（如酸性因子、碱性因子、重金属因子、毒性因子和放射性因子等）的环2境分区。不同类型原始资料的处理结果：①只有图件，给出定性或半定量结果。蔡家营矿区资料属于此类型。拟按重节省因子、酸性因子和碱性因子分别提取环境信息，按相关图形套合度和该因子影响程度进行综合，但因原始资料所包含的环境信息不集中，结果还不理想。②有坐标数据，利用数学模型给出定量结果。以上分级定性评价和分区定量评价均属环境质量评价指数模型，单因子或多因子模型均可适用。③模糊综合评价法：对有坐标数据，采用数学模型直接完成，详见后面所述。（二）环境评价指标内容及其体系框架地质环境质量评价指标体系的设计原则：地质环境是一个由众多因子构成的复杂巨系统，这些因子之间相互作用、相互制约的关系反映了地质环境质量的优劣程度。建立能够综合体现大子制环境质量状况的指标体系是开展环境地质评价的基础。在众多指标中要选取最敏感、易度量和内函丰富的主导性指标，使之能准确地描述地质环境现状和未来的变化趋势。因此，建立地质环境质量评价指标体系应遵循科学性、系统性、可比性、针对性、时空多层次性和可操作性的原则。矿床环境评价指标主要包括：矿床有害元素总量及其状态（地质有效性）；控制有害元素迁移的因素；有害元素环境分布状态；有害元素与生态系统关系等。矿床地质环境指标体系如下表所示：矿床环境评价指标有害元素总量及地质有效性指标控制元素迁移的条件指标矿床有害元素环境状态指标有害元素对生态系统效应指标矿床规模矿床类型构造特征围岩性质围岩蚀变矿物特征气候地形景观土壤环境土壤基准值地下水基准值地表水基准值水系沉积物基准人体健康危险度动物健康危险度植物健康危险度3元素特征水文地质植物基准值（三）矿床地质环境评价指标1、矿床类型：环境指数为5（沉积喷气型、火山块状硫化物矿床）、4（钙碱性斑岩矿床、浅成热液Au-Ag矿床）、3（中温热液Au矿床、碱性斑岩矿床）、2（矽卡岩型矿床、密西西比型铅锌矿和平卧铅锌矿）、1（卡林型金矿）。蔡家营矿床为5。如火山成因的块状硫化物矿床是最容易产生酸性水、贱金属硫化物矿物含量高而容矿岩石缓冲能力低的矿床类型。不同类型矿床所产生环境影响明显不同，评价其环境效应参照表排序进行。表不同类型矿床产生酸水潜力排序2、矿床规模：环境指数为5（特大型）、4（大型）、3（中型）、2（小型）、1（矿点）。主成矿元素按矿床规模划分，分为特大型、大型、中型、小型、矿点或矿化点五级，分析其环境潜在危害。伴生元素根据其含量，结合矿石量进行总量估算，分析其潜在危害。蔡家营矿床为4。3、区域地质：环境指数为5（）、4（）、3（）、2（）、1（）。以区域岩石耗酸能力为主，抗风化能力、透水性能力和区域断裂密集程度为辅确定环境指数。即耗酸能力越低、抗风化能力越差、透水性能力越强和断裂密集程度越大，则环境指数值越高。蔡家营矿床为3。①构造：位于区域大断裂或剪切带附近也可使岩石氧化深度加大。断裂可以集中附近的地下水。②岩石：岩石分为岩浆岩类：超基性岩（橄榄岩、辉岩、金伯利岩、苦橄岩、苦橄玢岩）、基性岩（辉长岩、玄武岩、辉长玢岩）（含铁镁的角闪石、辉石、橄榄石等多）、中性岩（闪长岩、安山岩、闪长玢岩）（正长岩、粗面岩、正长斑岩）（含正长石、斜长石等多）、酸性岩（花岗闪长岩、英安岩、花岗闪长斑岩）（花岗岩、流纹岩、花岗斑岩）（含石英等多）；沉积岩类：碎屑岩类（砾岩、砂岩、粉砂岩）、火山碎屑岩类（集块岩、火山角砾岩、1.沉积喷气型最强2.火山块状硫化物矿床3.钙碱性斑岩矿床4.浅成热液Au-Ag矿床5.中温热液Au矿床6.碱性斑岩矿床7.矽卡岩型矿床8.密西西比型铅锌矿和平卧铅锌矿9.卡林型金矿最弱4凝灰岩）、粘土岩类（粘土、泥岩、页岩）、化学和生物化学岩类（铝质岩、铁质岩、锰质岩、硅质岩、磷灰岩、碳酸盐岩和可燃性有机岩等）；变质岩类：接触热变质岩（石英岩、角岩、大理岩等）、气成水热变质岩（矽卡岩、云英岩、蛇纹岩等）、动力变质岩（碎裂岩、糜棱岩等）和区域变质岩（石英岩、板岩、大理岩、千枚岩、片岩、片麻岩等）。①抗风化能力：如富黑云母岩的地层易风化，而长英质地层一般只产生碎石和碎屑。②透水性能力：渗透性好的砂岩可以作为区域蓄水层。③耗酸性能力：不同岩石具有不同的中和酸的能力，本研究参照国外学者最新研究成果，对矿床产出的主要围岩或主岩耗酸的能力进行分级（表），并以此作为环境评价标准。表基岩类型及其耗酸的能力类型岩石类型耗酸性能力I花岗岩、正长岩、花岗片麻岩、石英砂岩低或无II砂岩、页岩、砾岩、高级变质岩、中酸性火山和岩浆岩、钙硅质片麻岩中～低III含少量钙质低级～中级镁质火山岩、超镁质岩、玻质火山岩高～中IV石灰岩、白云岩、高钙质沉积岩或变质岩“无限”4、地形地貌：环境指数为5（500米）、4（350～500米）、3（200～350米）、2（50～200米）、1（50米）。其次考虑地形影响岩石风化速度：阳坡＞阴坡；缓坡＞陡坡。是否具备特征地形或地貌；地形条件决定矿床或矿山废弃物物质迁移途径及强度，相对高差是主要控制因素。为评价方便，主要根据相对高差将地形初步分外五级：50米，50～200米，200～350米，350～500米，500米。蔡家营矿床为5。5、矿区构造：环境指数为5（裂隙很密）、4（裂隙较密）、3（裂隙中等）、2（裂隙不密）、1（裂隙稀少）。蔡家营矿床为3。断裂可以集中附近的地下水，矿化前或矿化后的裂隙可充当地下水通道。角砾岩筒周围的环形裂隙易于剥蚀蚀变，并使得岩筒周围同心型水系发育，该区有较高的渗透性，局部可汇集成地下水流。矿床氧化深度受气候、矿石矿物学特征、容矿岩石和矿床附近裂隙密度等多种因素控制。地下水（大气氧）为风化作用的营力。矿脉、富硫矿物透镜体或断层聚集地下水（大气氧）流动，使水（大气氧）接近富硫物质，隔绝围岩的酸缓冲剂；相反，低渗透性的粘土蚀变带控制地下水（大气氧）流动，使硫化矿物不被氧化。6、围岩性质：环境指数为5（）、4（）、3（）、2（）、1（）。蔡家营矿床为4。以矿区围岩耗酸能力为主，抗风化性、透水性、可溶解性和矿区断裂密集程度为辅确定环境指数。即耗酸性越低、抗风化性越差、透水性越强、可溶解性和断裂密集程度越大，则环境指数值越高。5围岩或主岩性质影响矿床风化过程中元素演化的地球化学行为，特别是影响到介质条件（水体和土壤等pH值），因此控制着元素迁移规律，是矿床环境评价的重要指标。①耗酸能力：是否有灰岩、大理岩、白云岩、钙质和白云质大理岩、泥质岩、泥质板岩、页岩、杂砂岩等强耗（缓冲）酸能力的高钙质沉积岩和变质沉积岩类；中等耗酸能力的镁铁质与超镁铁质岩石、长石质片麻岩；弱到中等耗酸能力的燧石岩、火山熔岩（英安岩、安山岩和玄武岩）、粗面岩、火山碎屑岩以及板岩、千枚岩、石英岩和角闪岩等变质岩类；弱耗酸能力的石英岩、二长岩、石英二长岩、花岗片麻岩、深成花岗岩、角砾岩、碎屑沉积岩（泥质岩、粉砂岩）和变质沉积（碎屑）岩以及极弱耗酸能力的火山岩；含铁硫化物低的矿床金属/硫比值高，脉石或围岩有较高的耗酸（缓冲）能力；而含铁硫化物高的矿床金属/硫比值低，脉石或围岩耗酸（缓冲）能力较低，可能伴生低pH的水。②透水能力：孔隙或渗透性，如强抗风化能力、具有最强透水性的多孔硅化蚀变带和具有最弱透水性的泥化蚀变带影响地下水的积聚与流向。脆性的硅质岩（燧石、粉砂岩、石英砂岩）和角砾岩通常是碎裂的，可以积聚地下水流。流纹岩具有多孔、渗透性和很好的排水性。流纹岩可以快速地分解成铝土矿和富铝土壤，并呈现负地形。细粒碎屑质含矿岩石通常渗透率较低。岩石空隙率：岩石空隙率指岩石空隙总体积占岩石总体积的百分比。岩石空隙率与岩石结构及深度关系密切。常见岩石空隙率（%）序列为：泥碳（80）致密块状岩浆岩＞变质岩（71）＞亚黏土（47）＞细砂（42）＞粗砂（40）＞黏土（40）＞砾石（27）＞砂岩（10-15）石灰岩和大理岩（1-8）。岩石透水类型以渗透系数（m/昼夜）划分成如下序列：良透水的卵石、砾石、砂层和有大溶洞的岩层（＞10）透水的砂层、砂岩、砾岩和裂隙发育的岩层（1-10）半透水的粉砂岩，泥灰岩（1-0.1）劣透水的亚砂土和亚黏土（0.1-0.01）不透水的黏土和无裂隙的岩石（＜0.001花岗岩分布广、规模大，质地均一，强度大，孔隙度小，渗透率低，导热性、热稳定性和抗辐射性好，存在节理、裂隙、断层。玄武岩非常致密，孔隙度极低，规模大，导热性能好，熔化温度高，强度大。节理发育，渗透性较强。凝灰质岩：非常致密，孔隙度极低，厚度巨大，分