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    环境整治后的九龙潭景区

    “屏峙青山翠色新,晴岚一带横斜曛。寻幽远出潼川上,几处烟村锁白云。”清朝著名诗人淡文远在《秦岭云屏》中所描写的秦岭胜景如今随着《西安市矿产资源规划(2006年~2020年)》的实施和秦岭北麓矿山专项整治工作的开展,已开始逐步展现在世人面前。


    “这是我们坚持‘既要金山银山,又要绿水青山’、加强矿山整治和矿山地质环境治理、实现资源开发与环境保护协调发展的结果。”谈到这几年来秦岭北麓生态环境的变化,西安市国土资源局局长田党生感触颇深地说。


    小矿种创出“大经验”


    西安市矿产资源较为丰富,多为非金属矿种,具有规模小、矿点多的特点,不易集中开发和管理。尽管黄金、建材类非金属矿产以及地热、矿泉水等资源的开发利用对全市的经济发展、基础设施建设,以及旅游宾馆等第三产业的发展起到了一定的促进作用,但从总体上看,矿业还不是西安市的支柱产业,在全市经济社会发展中仍处于从属地位。另一方面,西安作为我国西部特大型城市和闻名世界的四大古都之一,是国家重点旅游城市,名胜古迹、古文化遗址众多,生态环境必须得到有效保护,秦岭北麓要建设较多生态环境保护区和森林公园。因此,如何在保护好生态环境的前提下开发利用矿产资源,成为了西安市急需破解的难题之一。


    “矿业虽然在西安市的经济发展中所占比重很小,但其作用不可小觑。”该市国土资源局总工程师毛忠安介绍说,西安这几年的城市发展需要大量砂石粘土等建材类资源的支撑,尤其是地热资源,更是为古都西安的旅游产业带来了新的发展机遇。


    规划是龙头。要把“在保护中开发,在开发中保护”要求落到实处,既能管好用好资源,又能保护好生态环境,就必须顶层设计,从规划抓起。为此,西安市国土资源局2008年开始编制砖瓦粘土和秦岭矿山两个规划,并经过调研论证,提出规划蓝本。2009年3月23日,市政府首先发布了《西安市砖瓦粘土资源开发利用规划(2006年~2020年)》。随后,经省政府批准,市政府又于2010年6月3日发布实施了《西安市矿产资源规划(2006年~2020年)》。该规划坚持保护秦岭生态环境优先原则,突出生态环境保护优先原则,划定了10个禁止开采区、9个限制开采区和12个适度开采区。同时,该市还编制实施了市级和区县级矿业权设置方案,总的原则偏重于“限”和“禁”;编制了《西安市矿山地质环境保护与治理规划(2010年~2020年)》,划分了重点保护区、重点预防区、重点治理区和一般治理区。


    “我市高度重视秦岭北麓生态环境保护工作,采取最严格的环境保护和资源节约政策,为秦岭生态保护投入了大量人力和物力。在秦岭北麓矿产资源开发利用方面,我们坚持‘在保护中开发,在开发中保护,以保护为主’的原则。”田党生介绍说,他们强化了矿业权设置审查,严格控制了矿权数量,加大了矿山整顿力度。据了解,该市所有矿业权设置审批均以环境影响评价报告及环保部门的意见为前置条件,对于未到期的老矿山,将原先的“采选合一”改变为了“采选分离”,减少了矿业生产对生态环境的影响。并且,他们还停止在西安水源地、秦岭黑河流域新设采矿权,关闭了一批生产方式粗放、严重破坏环境的采石矿山。2004年之前,全市秦岭北麓有采矿权106个;经过数次矿产开发秩序治理整顿和日常严格审批管理,到2014年年底,矿权数量已减少到61个,其中探矿权21个、采矿权40个,采矿权数量较2004年减少了63%。


    除了加强矿山整顿之外,该市国土资源局还强力关闭了众多占地面积大、破坏耕地严重的砖窑。目前,灞桥区、阎良区范围内的老旧砖瓦窑已全部关闭,并通过增减挂钩解决了部分新增建设用地的指标问题。同时,该局积极推进矿产资源规模化、集约化、现代化开发利用,在长安区、临潼区积极推广隧道窑技术,建成了高效节地的魏寨新型建材基地和示范企业。


    特别是2013年10月《西安市秦岭生态环境保护条例》实施后,该局更是积极贯彻落实,研究进一步加强探矿权管理的措施,于2014年3月印发了《关于全面加强探矿权管理有关问题的通知》,提出全市探矿权在2017年年底前结束探矿工作,提交勘探报告;具备条件的,可依法申请探转采(探矿权转为采矿权);未提交勘探报告的,不再保留探矿权。按照这一目标,西安地区探矿权将于2018年全部有序退出。


    2014年3月,陕西省国土资源厅在西安市召开全省矿产资源节约集约利用现场会,将该市粘土砂石矿节约集约利用矿产资源的做法总结为小矿种大管理的“西安经验”向全省推广。同年5月,省国土资源厅下发《关于推广西安市长安区户县工作经验,加快推进全省砂石粘土矿山整合工作的通知》,要求全省各地市学习借鉴“西安经验”。


    与此同时,相关区县政府及市级相关部门自2014年下半年以来,采取强有力措施,对存在问题的矿山进行停产整顿,加大了秦岭北麓矿山清查治理的力度。临潼区、长安区政府组织对秦岭峪口采砂采石开展拉网式排查,对所有已经关闭的采矿点进行全面复查;灞桥区、未央区、高陵县政府强力打击河道非法采砂、毁田挖砂行为;蓝田县政府对全县矿山停产整顿,逐个审核矿山开采手续;周至县政府对采矿证到期、资源枯竭的骆峪2个石英石矿山实施关闭,拆除厂房和设备;户县政府明确全县不再设立新的矿权,对手续不全的矿山停产整顿,责令限期补办相关手续。目前,全市已确定关停矿权13个,其中采矿权9个、探矿权4个。


    以整合促整治保“双增”


    虽然西安在矿产资源管理方面做了大量工作,实现了矿业开发秩序的稳步好转,促进了秦岭地区的生态保护。但是,由于历史原因,以及西安城市建设对建材的持续需求,全市石料类矿山数量多、布局散、规模小、工艺落后的状况还没有得到根本改变。


    “结合秦岭生态保护和国家在矿产资源利用方面的新要求,我们必须采取强力措施,以整合促整治,压缩矿山数量,提升开采工艺,推动环保跟进,走规模化、集约化、现代化之路,从总体上减少对生态环境的影响。”田党生说,今年1月,陕西省政府印发了《关于深入开展开山采石专项整治,切实加强采石场管理的通知》。根据省政府通知精神,该市迅即研究制订了《西安市秦岭北麓矿山专项整治方案》。


    “我们要坚持生态优先原则,正确处理资源开发与生态保护二者关系,以资源整合为突破口,以提高节约集约化水平为方向,制定更加严格的秦岭北麓矿产资源限制开采、逐步关停的路线图和时间表。通过努力,力争达到矿山数量和矿区面积‘双减’、矿山产出效益和生态恢复面积‘双增’的目标。如此以来,既能维护好矿业开发秩序,又能保护好生态环境,还能满足城市建设对建材类资源的需求。”田党生表示。


    《西安市秦岭北麓矿山专项整治方案》就是在这样的背景下提出的。在方案制订过程中,他们充分听取了秦岭矿山所在地的蓝田县、户县、周至县3个县政府的意见,征求了市委宣传部、市财政局、市环保局、市林业局、市安监局、市秦岭办、市政府法制办等20个部门的意见,并做了相应修改。3月26日,岳华峰常务副市长召开专题会议,对方案进行了讨论研究,并做了进一步修改完善。3月31日,董军市长主持市政府第105次常务会议,研究审议并原则通过《西安市秦岭北麓矿山专项整治方案》。4月13日,市政府办公厅以市政办发[2015]25号文件印发该方案。


    该方案以严守秦岭生态环境保护为出发点,适当兼顾了城市建设对矿产资源的基本需求。方案提出的目标具有可操作性,通过各区县政府的努力和市级相关部门的支持是可以实现的。可以说,西安矿山整治,社会高度关注,各方热切期待,时机已经成熟。4月21日,西安市政府新闻办公室召开媒体通报会,向社会公布了《西安市秦岭北麓矿山专项整治方案》,自此拉开了西安市整治秦岭北麓矿山的序幕。


    事实上,西安市政府组织开展的这次专项整治工作,很好地体现出了保护与开发的关系。该市整治方案要求,要坚持保护生态优先、属地管理为主、依法稳步推进和节约集约利用4个原则;在秦岭生态环境保护上,要算大账、长远账、整体账、综合账,不能因小失大、寅吃卯粮、急功近利,应按照“山青、水净、坡绿”的目标,不断推进生态环境保护;在资源开发方面,要求从现在起,全市矿山数量只减不增,对现有矿山通过关闭一批、整合一批、提升一批等方式,坚决把矿山数量压下去,积极稳妥推进矿山整治。


    对整治的总体目标,方案中也有明确体现:一是取缔所有违法勘查开采行为;二是从现在起,使秦岭北麓矿权数量只减不增;三是重要生态保护区、水源保护区、风景名胜区、沿山面坡及交通干道可视范围内不得进行矿山开采活动,最终以矿权数量逐步减少、有序退出为目标。而这也与国土资源部等部委联合开展的资源整合总体要求一致。


    为了确保此次整治工作顺利推进,该市还明确了整治阶段和任务:近期阶段,也就是在2015年年底前,将违法勘查开采行为全部取缔到位,使采矿权减少到30个以下、探矿权减少到15个以下,矿权减少率为22%;中期阶段,即到2016年年底前,将采矿权减少到19个以下、探矿权减少到9个以下,矿权减少率为54%,并于2018年年底前,使探矿权全部退出,矿权数量减少率为68%;远期阶段,即到2020年年底前,将采矿权控制在17个以内,达到国家级绿色矿山建设标准,全市矿山数量比2014年减少72%。


    依法规范促共赢


    为了促进专项整治工作,方案还因矿制宜,针对各个不同矿种制定了相应的措施。对于现有金属、能源类矿山,以退为主。凡资源储量接近枯竭、综合利用率低的矿山,劝其退出,并对矿山环境恢复治理后予以关闭;虽有资源储量,但开采方式落后、矿山环境恢复治理不到位的,给予半年宽限期促其整改,若达不到要求,对矿山环境恢复治理后予以关闭;有资源储量且能做到采选分离、“边生产,边治理矿山环境”的,要提升环保标准,由区县政府从矿区生态环境影响、企业履行开采与保护责任、对地方和社会贡献以及资源储量等方面进行全面评估,在资源储量评估确定的服务年限到期后,对矿山环境恢复治理后予以关闭。


    同时,对现有建筑石料矿山,以整合压缩改造提升为主,坚决减少此类矿山的数量,对年生产规模10万立方米以下的采石企业全部予以关闭。户县、蓝田县、周至县可以各布局1个~2个年产百万立方米以上的现代化建筑石料矿山,按照绿色矿山标准建设,实现规模化、集约化、现代化开采。


    对现有其他非金属矿山,除保留个别具有地方特色的矿种(如蓝田玉、水泥用大理岩等)外,以退出为主。在采矿许可证到期后不再延续,对矿山环境恢复治理后予以关闭。


    对现有探矿权,以退出为主。现勘查阶段为普查的探矿权,延续时均应提高到详查阶段;现勘查阶段为详查的探矿权,原则上不予延续,到期后提交详查报告。详查报告的资源储量达到最低开采规模和最低服务年限要求,并符合相关法律法规政策规定可转为采矿权,不符合相关规定的,予以注销。按上述要求,2017年年底前全市探矿工作将全部结束,2018年探矿权将全部有序退出。


    “专项整治并不是一棍子把矿山企业都打死,这也不是科学发展的表现,也不符合生态保护的初衷。”谈到整治工作,田党生表示,我们必须进一步统一思想认识,坚决摒弃把生态环境保护和发展对立起来的片面化、绝对化观点,科学把握生态和发展辩证统一的关系。国家已经开始积极推进绿色矿山、和谐矿区建设,要求矿山以实现矿产资源集约利用为核心,做到开采方式科学、生产工艺先进、企业管理规范、矿区生态环保、矿区社会和谐,总体目标是“开矿一处,造福一方;开发一点,保护一片;矿区和谐,科学发展”,努力达到资源开采与生态环境保护共赢的局面。这是矿产资源管理的奋斗目标。


    实际上,矿山企业科学合理的开发活动对周边环境影响不大,有的甚至还能改善和重塑生态。当开采进行到一定阶段后,企业按照矿山地质环境保护与恢复治理方案对边坡、台阶进行覆土、绿化、恢复植被,植被破坏问题将逐步得到解决,甚至可以提升景观。从国内外一些成功的经验来看,通过“边开采,边治理”和生态环境修复,可以将矿山建设成矿山公园,成为旅游景点,转化为新的经济增长点。


    正缘于此。2015年1月,陕西省政府办公厅印发的《关于深入开展开山采石专项整治,切实加强采石场管理的通知》规定,新建采石矿山生产规模不得低于10万吨/年,年产10万吨以下采石场要逐步关停。到2020年,关中地区每个县保留1家~3家、陕北每个县3家~5家、陕南每个县5家~7家采石企业。


    “开展矿山整治,首先是把矿山数量减下去。同时,矿山整治也不是一下子将矿山全部关闭。建筑石料类矿山对支撑城市建设,以及满足基础设施和建筑市场需求必不可少,起着不可替代的作用,因此现阶段还有必要保留少量矿山。”4月21日,西安市政府副秘书长宓维新在西安市秦岭北麓矿山专项整治工作新闻通报座谈会上也表示,该市矿山整治方案贯彻了陕西省人民政府办公厅《关于深入开展开山采石专项整治,切实加强采石场管理的通知》的要求,将整治范围从采石矿山扩大到包括金属类矿山在内的所有矿山,而且提高了矿山设置门槛。


    实现资源开采与环境保护协调发展

     

    乌兰盆地盐湖平原发现淡水

     

    项目组织专家在打井现场实地考察

     

    格尔木大型抽水试验

     

    神奇柴达木,祖国聚宝盆。如今,在这里开发建设的循环经济试验区更引世人瞩目。

    为保障柴达木循环经济试验区的用水需求,11月25日,中国地质调查局西安地调中心联合青海省国土资源厅在西宁召开柴达木循环经济试验区地下水资源与可持续利用研讨会,进一步加大水文地质调查成果对柴达木国家循环经济试验区的支撑服务作用。

    1.发挥专业优势为柴达木寻找地下水

    自从上世纪50年代共和国第一支勘探队的驼铃声惊醒沉睡的高原大地,地处青藏高原东北部的柴达木盆地,及其丰富的矿产资源进入人们的视野。经过50多年的勘探开采、开发建设,柴达木盆地逐渐形成以石油天然气、盐湖化工、有色金属、煤炭开采等基础工业。但柴达木地区生态系统非常脆弱,生态环境的敏感性和不稳定性突出,环境保护的任务非常艰巨。

    在柴达木,既要发展经济,又要保护自然环境,发展循环经济是唯一的现实选择。

    2005年10月,柴达木循环经济试验区成立,成为国内面积最大、有丰富资源的循环经济试点园区,也是国家首批13个循环经济产业试点园区之一。2010年3月,国务院批复《柴达木循环经济试验区总体规划》,试验区建设由地方战略上升为国家战略,规划了格尔木、德令哈、乌兰、大柴旦四大循环经济工业园及其与之配套的资源开发与加工基地,打造以盐湖资源开发为核心,融合盐湖化工、油气化工、煤炭清洁利用、金属冶金、新型材料等多产业横向扩展,资源深加工纵向延伸的循环型工业体系。

    循环经济发展的宏伟蓝图绘就,但没有充足的水源保障成为柴达木发展的软肋。柴达木盆地地处内陆,干旱少雨,特殊的自然条件导致区内水资源短缺且时空分布极为不均,且与柴达木矿产资源开发基地、工农业产业园区分布很不匹配,导致规划建设的许多工业园区和资源开发加工基地缺少可靠稳定的水源保障。据规划预测,试验区近期水资源需求为每年11.47亿立方米,中期(2020年)为12.13亿立方米,远期(2030年)为16.09亿立方米。

    缺水,成为了严重制约柴达木循环经济试验区发展建设的瓶颈,“以水定产,以水定规模”成为试验区产业发展的基本原则。

    柴达木循环经济试验区对水资源的需求,引起各级部门的重视。中国地质调查局敏锐把握这一需求,在2010年启动实施《柴达木盆地重点地区1∶5万水文地质调查》项目,旨在发挥专业技术优势,在重点地区开展地下水资源与环境调查,圈定具有供水前景的富水地段,评价地下水资源及其开发利用的生态环境效应,为各级政府重大工程决策提供科学依据。

    2.瞄准需求部署调查研究和技术攻关

    研讨会上,《柴达木盆地重点地区1∶5万水文地质调查》项目负责人、中国地质调查局西安地调中心水环处副处长党学亚详细介绍了项目实施6年来取得的丰硕成果。

    党学亚介绍,项目实施之初,试验区建设迫切需要解决以下问题:一是试验区及其经济园区和产业基地到底有多少水资源,地下水有多少,在哪里,如何开发利用,开发利用对生态环境的影响如何。二是格尔木、德令哈危及城市及人民生命财产安全的地下水位上升灾害是怎样形成的,如何防治。三是大面积盐碱区有没有适宜农牧民群安全饮水以及工业园区经济发展用水的可靠水源。

    瞄准这些需求,围绕试验区规划布局,项目在区内划分出那陵郭勒河、格尔木河、柴达木河、乌兰盆地等9个片区实施1∶5万水文地质调查。同时开展柴达木盆地地表水资源计算与评价、地表水与地下水转化、地下水循环机理和更新能力、地下水与植被生态关系、水资源合理开发利用与配置、水文地质抽水试验资料二次开发利用等7个专题研究,开展干旱内陆盆地1∶5万水文地质调查方法、柴达木盆地1∶5万水文地质调查成果表达形式及数据库建设等3项综合研究,同步开展柴达木盆地地下水动态监测。

    项目实施6年来,地调局西安中心组织青海三大水工环专业队伍和国内知名科研院所共14家单位,以及澳大利亚、加拿大、瑞士等国的水文地质学家共900余名工程技术人员,开展调查研究和技术攻关。截至2015年,中国地质调查局投入1.23亿元,带动青海省、州、市(县)政府跟进投入约1亿元,开展了水源地勘查、地下水位上升灾害勘查和区域供水水文地质勘查,形成了中央公益性调查先行、地方公益性和商业性投入跟进、快速转化成果服务地区经济社会发展的地质工作新模式。

    3.摸清柴达木水资源家底

    在部省共同努力下,项目基本实现了对盆地重点地区的全覆盖,共完成1∶5万水文地质调查1.2万平方千米,基本摸清了柴达木盆地水资源家底。

    调查发现,在柴达木盆地,地表水与地下水具有各自的优势。进入柴达木盆地内部平原区的较大河流有79条,地表水资源总量为每年49.71亿立方米,进入平原区的河水平均约有70%转化为地下水;地下水的补给资源总量为每年42.44亿立方米,85%以上来自河水补给,与地表水的重复量为每年35.85亿立方米。

    “由此可见,柴达木盆地的地下水与地表水转换频繁,关系十分密切。而且,在柴达木盆地,地下水具有调蓄能力强、不受冰冻影响的特点,尤其在冰冻季节,地表水利用困难时,地下水就成了这一时期的主要供水水源。”党学亚在汇报时指出。

    通过调查,项目组在盆地内圈定了7处特大型、5处大型、13处中型和3处小型地下水富集区,可采资源总量达每年13.2亿立方米。其中,7处特大型地下水富水区均具有建设巨型供水基地的潜能,可为格尔木、德令哈、大柴旦3个循环经济园区,以及都兰—诺木洪特色农业、花土沟—茫崖油气与盐化工等两个资源开发基地提供水资源保障。5处大型地下淡水富水区,可采资源量在每天5万~9万立方米,可为格尔木、大柴旦等两个循环经济园区,以及都兰—诺木特色农业开发基地提供集中供水水源。

    “可以说,通过这次调查,区内规划建设的四大循环经济工业园区及其配套的资源开发与加工基地,基本都有规模不同的地下水富集区和数量不等的地下水资源可供集中开发利用。”党学亚的一番话,让在座的青海省、海西州等政府有关部门的负责人为之振奋。

    项目还获得了大量水文地质数据,为试验区开发利用地下水及生态环境保护提供了最新的基础水文地质资料;初步建立了覆盖盆地主要流域的地下水动态监测网。项目实施的79眼探采结合井,提供了能够满足40万人口安全饮水的供水水源,及时支撑了城乡安全饮水和四省连片藏区国家精准扶贫工程。目前,格尔木沼泽盐碱区、德令哈和都兰县农牧区等地的8000余名农牧民和1万余头牛羊的饮水难题已得以解决。

    4.评价地下水开采对生态环境的影响

    地下水的开采会引发一系列的地质环境问题,在生态环境脆弱区开采地下水,更要科学和谨慎。

    项目组专门开展了地下水开采对柴达木盆地生态环境影响评价工作,发现柴达木依赖地下水生长的天然植被,主要分布于戈壁砾石带前缘—细土平原以及淡水湖和咸水湖滨地区。在这一地区,开采地下水,显现出地下水开采的环境正负效应并存。在格尔木第二水源地扩采进行的大型抽水试验,发现在格尔木洪积扇每天开采15.2万立方米地下水的基础上,增采13万立方米,水源地下水降落漏斗半径稳定在1000米左右,对环境的影响不大。

    近年来在格尔木、德令哈、乌兰三大循环经济园区普遍发生的地下水水位上升,造成了格尔木市城市内涝和德令哈市尕海镇和柯鲁柯镇部分村庄被淹的严重灾害,成为了百姓和政府急切需要解决的大问题,也引起柴达木1∶5万水文地质调查项目的特别关注。项目组通过调查,发现格尔木市区地下水位大幅上升的主要原因是上游河流来水持续较丰,建议在扇区大规模开采地下水和束水归流河道,联合抑制地下水上升;德令哈地下水位上升,是由于过度灌溉以及农灌渠道设施“跑、冒、滴、漏”,叠加连续较丰的河水补给所致,建议加强节水措施,提高灌溉效率,适度扩大地下水开采。

    “在这些地区合理布局地下水开采,不仅能够提高水资源保障能力,而且降低了地下水位,扩大可用耕地面积,可实现经济社会效益和环境效益的双赢。”党学亚解释道。值得一提的是,柴达木1∶5万水文地质调查项目的实施拉动海西州及格尔木市政府实施了地下水位上升灾害治理勘查,提升了当地人居地质环境安全保障。

    通过勘查实践和科技攻关,项目组聚焦干旱盆地水资源开发利用中的资源评价与生态约束等关键问题,以格尔木、德令哈等水资源需求和开发利用程度较高的格尔木河、巴音河等内陆盆地河流为典型加强科学研究,建立了基于生态约束的地下水资源评价参数体系,并联合中国、澳大利亚、加拿大、瑞士等国内外先进的水文地质科学研究团队和试验测试技术力量,推动地下水循环演化研究技术方法创新,为西北干旱盆地类似地区地下水勘查评价研究提供了示范。

    5.搭建成果服务与需求对接平台

    研讨会上,柴达木盆地1∶5万水文地质调查成果,受到与会专家的肯定,尤其受到青海省各相关单位的关注。青海省国土资源厅副厅长李志勇表示,就青海省而言,水工环地质工作比以往有更多的事情要做,两项主要任务就是水资源保障和保护生态环境,在柴达木循环经济试验区,这两项工作就更加显得尤为重要。

    会议不仅推介了地质调查成果,还搭建起中国地质调查局西安地质调查中心与青海省政府部门对接的交流平台。会议特邀青海省地质调查局相关负责人介绍了青海省“十三五”水工环工作需求及调查工作部署。

    地调局西安中心主任李文渊表示,西安地调中心以支撑服务国家和西北地区经济社会发展为目标,先后实施了西北地区大型盆地地下水勘查,鄂尔多斯地下水勘查、陕北能源化工基地地下水勘查等重大地调科研项目,培养了一支在国内有重要影响的水文地质调查与科学研究团队。柴达木盆地是国家级循环经济试验区,承担着支撑青海经济社会发展、保护三江源、支援西藏建设以及通过发展循环经济为资源丰富、生态环境脆弱地区走出一条可持续发展示范之路的重任,是西安地调中心坚定支撑和努力服务的重要目标。

    中国地质调查局水环部副主任(主持工作)郝爱兵指出,柴达木盆地1∶5万水文地质调查项目,是中国地质调查局继鄂尔多斯地下水勘查项目之后实施又一个地下水整装勘查项目,也是目前水工环领域投入最多的一个项目,希望项目对地下水资源的调查更加细化,地下水开采对生态环境的影响评价更加全面,可采用图集等更多形式服务政府和社会,进而提升项目成果的服务水平。

    “下一步,柴达木盆地需要持续加大地下水勘查的力度,拓展地下水勘查和服务的领域,开展地下水与卤水成矿机制研究,不断完善柴达木各大流域地下水动态监测网,特别是水资源主要开发利用区的地下水动态监测;为了提高水资源保障能力,有必要开展山前第四系地下水库调蓄能力探测及蓄水资源的地质控制技术研究、盆地深部水文地质结构探测及深部地下水循环演化研究、重要流域地表水地下水联合利用研究;争取将格尔木河打造成我国内陆干旱盆地地下水科学与合理开发利用研究示范基地。”党学亚结合现在的工作成果和基础,给出了柴达木盆地未来水文地质工作的建议。 

    水润柴达木

    摘要:采用实验模拟-数值模拟-野外实例相结合的研究手段,剖析东太平洋Cascadia边缘天然气水合物成藏过程。运用相关资料提出了南海天然气水合物成藏的概念模式,建立了南海天然气水合物饱和度估算模型,为我国天然气水合物勘探开发提供了理论基础。

    1.项目概况

    2011年至今,中国地质调查局青岛海洋地质研究所开展了天然气水合物成藏机理研究工作,充分利用国际典型水合物成藏区卡斯凯迪亚(Cascadia)边缘等地区资料和研究成果,对天然气水合物的成藏系统模式进行了总结和修正,结合我国南海天然气水合物实际调查情况,分析了南海天然气水合物成藏机理,为我国水合物勘探开发提供了依据。

    2.  成果简介

    (1)实验模拟获取了天然气水合物形成的微观细节与机理,夯实了成藏理论基础。对南海神狐钻探区含有孔虫沉积物进行了天然气水合物形成模拟实验,获取了关键细节过程和机理特征。结果表明,粘土对甲烷水合物的相平衡条件影响不大,大量水合物在有孔虫壳体内先形成微粒子,水合物难以胶结沉积物颗粒,致使饱和度为0~14%期间声波速度增长缓慢,声波信号呈减弱趋势;随水合物体量增大,胶结型水合物增多,纵横波增长速度加快,声波信号衰减减弱。验证已有速度模型表明,联合权重方程和BGTL理论(李改进的比奥特哥斯曼理论)可准确地估算南海水合物饱和度,2个模型中参数取值分别为W=3.5、N=2和 G=0.6、N=1。

    (2)数值模拟推动了水合物宏观成藏过程,揭示了成藏控制因素和相关机制。提出基于自由能来分析水合物成藏条件和成藏过程的思路,研制了“天然 气水合物成藏机理数值模拟分析系统”软件。对布莱克海台和南海神狐海域水合物成藏进行数值分析,揭示了被动大陆边缘扩散型水合物聚集速率主要取决于甲烷供给速度,阐明了不同有机质含量、不同产气速率、不同地温梯度及沉积速率条件下天然气水合物含量空间分布的差异性。以布莱克海台等典型赋存区为例,获得了应力场等因素对天然气水合物成藏控制作用的机理。

    (3)剖析Cascadia水合物成藏过程,实例解剖南海水合物成藏模式。完善了Cascadia边缘水合物成藏模式(图1),天 然气水合物的大致成藏过程为:有机质通过远洋沉积输人或浊流沉积输人,之后被沉积和埋藏,产生一部分原位甲烷,另一部分甲烷通过通道由深部运移上来。 富甲烷的孔隙流体和游离甲烷气沿着一系列丝状断裂上移,进入海底附近水合物稳定域内,大量甲烷生成天然气水合 物,过量的甲烷继续运移至海底,从而导致大量海底碳酸盐的形成。

    神狐海域水合物钻探区的高分辨率地震数据解释结果显示,该区存在3条主控断层、众多滑塌断层及气烟囱。结合天然气水合物地震相特征分析,认为神狐海域天然气水合物可能呈多层分布,稳定带底部天然气水合物层厚度较大,连续性较好。通过与邻区LW3-1-1大气田对比认为,除神狐海域除生物成因气以外,可能存在热解成因气形成天然气水合物。神狐海域天然气水合物成藏的主控制因素可能是气源和断层,其成藏模式主要有2种类型(图2):在断裂或滑塌构造发育区,天然气水合物的气源以热解成因气为主,天然气水合物呈多层分布;在构造平缓地区,天然气水合物的气源以生物成因气为主,如气烟囱等特殊地震相,天然气水合物呈单层分布,且主要分布在BSR之上一个狭窄的范围内。目前神狐海域钻遇的天然气水合物主要是以单层分布的生物成因的I型天然气水合物。

    3.成果意义

    通过实验模拟和数值模拟,在Cas-cadia边缘、南海神狐等海域取得了天然气水合物成藏模式的新认识,获得了含有孔虫沉积物中天然气水合物形成过程 及与饱和度的关系结果,分析了主要成藏要素对天然气水合物形成的控制机理,对我国天然气水合物成藏规律研究和资 源评价具有较好的理论和实用价值。(中国地质调查局青岛海洋地质研究所 胡高伟 袭建明 供稿)

    天然气水合物成藏机理新认识