西藏地区铜矿矿山开发占地现状研究

李 丽 王海庆 王 昊 汪 洁

（中国国土资源航空物探遥感中心 北京 100083）

引言

西藏自治区已发现一百多种矿产资源，已开发利用的矿种有22种，其中铜、铬、硼、锂、铅、锌、金、锑、铁，以及地热、矿泉水等为其优势矿种。部分矿种在全国占有重要地位。同时，西藏是我国铜储量最大的省区，铜矿资源潜力有望达到全国1/3以上[1]。矿产资源开发通常会破坏地表景观，占用大量的土地资源，导致严重的土壤退化，产生环境污染，还有可能诱发矿山地质灾害。西藏的铜矿不但储量大、品位高，其矿山大规模开采会对周边环境造成较大影响。

1 研究区概况与数据源

本文选择整个西藏自治区作为研究区。西藏自治区位于青藏高原西南部，地处北纬26度50分至36度53分，东经78度25分至99度6分之间，平均海拔在4000米以上，监测范围共涉及74个市县级行政单元，总面积122.84平方公里，约占全国总面积的八分之一。西藏现有铜矿矿权14处（截至2017年12月），主要集中在西藏东部地区。研究区数据源主要由国产卫星数据组成，以单波段灰度图像为主，空间分辨率为0.5米-5米，对影像数据进行几何校正等多项处理后适合人机交互解译。

图1 西藏自治区铜矿开发占损土地分布图

2 技术方法及路线

（1）技术方法

本文所采用的技术方法主要包括：

①遥感数据预处理

在利用遥感数据进行图像处理和分析之前，采用一定的方法，消除成像过程中由于图像变形、扭曲、模糊和噪声等产生辐射失真和几何畸变的过程，以减少遥感数据的误差[2]。本文研究采用2016年国产高分辨率卫星影像，卫星影像获取方式均为中心投影，并根据卫星参数进行正射校正，消除严重的几何畸变。

②图像增强处理方法[3]

本文所用影像采用模拟真彩色和数据融合等图像增强处理方法。

模拟真彩色

在利用遥感影像进行人工目视解译或野外验证调查时，须利用遥感影像的多光谱波段进行真彩色模拟，以便于目视解译。

数据融合[4]

数据融合的目的在于综合遥感影像全色波段的空间信息和多光谱波段的光谱信息，尽可能的减少信息损失而得到高空间分辨率和强特征显示能力的影像。根据数据融合的层次不同而分为像元级融合、特征级融合和决策级融合。融合方法主要有HIS融合、Brovey融合、PCA 变换融合、Panshrap融合、Gram．Schmidt波谱锐化融合等。

③人工目视解译

目视解译是遥感信息提取的常用方法之一，根据先验的目标地物的特征统计分析，建立一定的解译标志，通过人机交互的方式实现目标地物的提取。同时在遥感影像提取目标地物的过程中加入遥感专业人员的背景知识和经验，以提高解译的准确性。

（2）技术路线

利用arcgis软件平台对区域矿山开发环境变化信息进行统计和分析。主要技术流程如图2所示。

图2 主要技术流程

3 遥感解译标志

矿山开发占地一般分为四类：采场、中转场地、固体废弃物、矿山建筑。西藏铜矿的矿山开发占地也有其独特的影像特征。四类遥感解译标志如图。

西藏露天开采的铜矿采场一般形状不规则，裸露的土多为黄色，附近可能有车辆或者机械；中转场地可能有矿石堆、选矿装置或传送带，人为活动明显；固体废弃物为人工堆积的正地形，多顺着山坡往下倾倒，形成大型土堆，影像表面顺滑；矿山建筑为矩形或矩形组合，多为蓝色或砖红色，附近一般有车辆。

图3 西藏地区墨竹工卡县某铜矿矿山解译标志

4 遥感监测结果分析

经过遥感调查研究和野外验证，得到2016年西藏地区铜矿矿山开发占地信息。

2016年西藏地区因铜矿开发共占损土地面积达1421.36公顷，其中采场面积有525.88公顷（占铜矿开发占地总面积的37%），固体废弃物面积530.52公顷（占铜矿开发占地总面积的37.32%），二者面积之和达西藏铜矿总占地面积的74.32%。西藏地区铜矿多为露天开采，矿山生产产生采场和排土场面积较大。中转场地有282.93公顷，占铜矿占损土地总面积的19.9%；矿山建筑占地面积最小，为82.03公顷，占铜矿占损土地总面积的5.77%。

表1 西藏铜矿2016年矿山开发占地现状（单位：ha）

露天开挖采场破坏地表植被，应边开采边治理，及时进行绿化。大量堆积固体废弃物易引发矿区滑坡、泥石流等地质灾害隐患。排土场坡脚设置应与采场或矿山建筑等有一定距离，并设置拦挡措施[5]。且铜矿开采产生的废水废渣含有重金属元素，过久堆积会对土壤、地下水等产生二次污染，应及时处理。

图4 2016年西藏铜矿矿山开发占损土地类型（单位：ha）

从图中可以看出，西藏地区开发铜矿破坏的土地类型主要有林地、草地和其他土地。其中，矿山开发占损的土地中，占损林地的面积最大，有856.79公顷，占总占损土地面积的60.28%。铜矿开发林地破坏主要原因是矿山开采产生的固体废弃物排放和采坑开挖。固体废弃物排放压占林地面积410.13公顷，占林地破坏面积的47.87%；采场开挖破坏林地面积305.4公顷，占林地破坏面积的35.64%；排在第三的是矿山开发中转场地压占林地面积，有117.81公顷，占林地破坏面积的13.75%。

结语

（1）西藏铜矿开发主要集中在藏东地区，全部铜矿开发占损土地面积有1421.36公顷。

（2）在铜矿开采产生的占损土地面积中，固体废弃物排放占损土地面积最大，占铜矿开发占地总面积的37.32%；采场占损土地面积其次，占铜矿开发占地总面积的37%。建议对铜矿开采矿山便开采边治理，避免含重金属的矿渣过久堆放产生二次污染；及时平整排土场或进行围挡等措施，避免因大量排土导致泥石流或滑坡隐患；对开挖的采场要及时处理边坡，防止开采的过程中产生崩塌、滑坡隐患，导致矿山人员或财产受损。

（3）西藏铜矿开发破坏的主要土地类型为林地和草地。相关矿山企业应便开发边治理，尽量维护矿区生态平衡，最大程度减少对环境的影响。