云南省北部地區礦產資源規劃監測研究

魏東偉，談樹成，，，趙曉燕，葉 輝，馬國胤，李小燕，楊 林，趙志芳，，

(1.云南大學資源環境與地球科學學院，云南 昆明 650500；2.云南省地理研究所，云南 昆明 650223；3.云南省“一帶一路”研究院，云南 昆明 650500)

礦產資源規劃是國民經濟與社會發展總體規劃的一個組成部分，是一個國家或地區為協調社會經濟發展和合理開發利用礦產資源，以資源的合理積累、儲備、消耗及保護生態環境為主要內容，是依法審批和監督礦產資源勘查、開發利用、地質環境保護與恢復治理的重要依據[1]。云南省第三輪礦產資源規劃已開始編制，而回顧云南省第二輪礦產資源規劃的執行情況是編制三輪規劃重要的一個環節，同時對二輪規劃監測的研究可以為三輪規劃的實施提供借鑒和技術支撐。云南省礦產資源豐富，礦業開發活動活躍，尤其是云南省北部地區。截至2016年1月底，由國土資源部下發礦業數據表明：云南省北部地區涉及采礦權和探礦權數量分布為4 097塊和976塊，占全省采礦權數量的74.45%和63.58%。因此本文選擇礦業權占比高的云南省北部地區作為研究區。

1 礦產資源規劃監測研究的現狀

礦產資源規劃是指根據礦產資源稟賦條件、勘查開發利用現狀、一定時期內國民經濟和社會發展對礦產資源的需求，對地質勘查、礦產資源開發利用和保護等作出總量、結構、布局和時序的安排[2-3]。隨著遙感技術和GIS技術在礦產資源領域中的應用，國內許多學者利用遙感技術對礦產資源規劃的執行情況[4]、礦山地質環境評價[5]、礦產資源開發利用狀況[6]以及礦山地質環境恢復治理等多種信息相結合進行了研究。周進生等[7]通過遙感監測手段對礦產資源規劃執行情況、礦山環境和礦產資源開發利用狀況進行了評判，為改進礦產資源規劃、整頓礦業次序、治理礦山環境等提供了依據。楊金中等[8]對多年來礦產資源遙感調查和監測成果進行研究，總結出全國重點礦區的礦產資源規劃執行情況、礦產資源開發狀況、礦山環境等諸方面的規律。王娟等[9]利用遙感技術監測了甘肅省礦產資源規劃執行情況，對鼓勵開采區、禁止開采區、限制開采區、重點開采區規劃執行的情況進行了分析和研究，針對存在的問題提出了一些建議和措施。劉臻等[10]借助GIS建立了礦產資源規劃信息數據庫，構建了管理系統，建立了全國礦產資源規劃信息數據庫管理系統，實現了全國礦產資源規劃信息的整合與共享。陳德敏等[11]從法制的視野對礦產資源規劃進行了研究，認為礦產資源規劃除了進行遙感監測以外，還應從法制的角度來完善礦產資源規劃，對其進行監督，確保礦產資源規劃的科學性、合理性。劉偉等[12]利用GIS的空間分析功能，對規劃區敏感環境保護目標進行篩選、礦產資源開發對環境保護目標影響程度進行了定量表達，較為準確和科學地評價了礦產資源規劃對不同環境保護目標的影響程度和范圍。通過遙感技術能夠快速、高效的監測礦產資源規劃中資源的勘查、開發利用情況，對于新一輪的規劃修編以及礦山環境治理具有重要的參考價值。通過分析礦產資源規劃監測結果，預測區域國民經濟發展對礦產資源的需求量、根據礦產資源的賦存特點和區域發展概況，進行資源經濟區的劃分[13]。以上研究只針對礦產資源規劃的個別方面，沒有進行全面的研究。本文將礦產資源規劃中的礦產資源調查勘查規劃、礦產資源開發利用與保護規劃和礦山地質環境保護與恢復治理的監測納入研究的范疇，全面掌握礦產資源規劃執行情況。

2 研究區概況

研究區為云南省北部地區，包括怒江傈僳族自治州、迪慶藏族自治州、麗江市、大理市、楚雄彝族自治州、昆明市、昭通市、曲靖市8個地州(市)，68個縣(市、區)，位于北緯24°32′22″～29°15′09″和東經98°07′34″～105°19′18″之間。研究區地處我國重要的西南三江成礦帶和揚子西南緣成礦帶，礦種種類多，儲量大，以有色金屬、稀有金屬、稀散金屬和貴金屬為主，品位中，礦產資源十分豐富，礦業已成為云南省北部地區五大重要支柱產業之一。研究區能源礦、金屬礦、非金屬礦開發利用程度均較高，主要包括煤等能源礦產和鉛、鋅、銀、銻、銅等金屬礦產，此外，還包括磷礦、建筑石料用灰巖、磚瓦用頁巖等眾多非金屬礦產。根據2008年完成的《云南省礦產資源總體規劃》(2008～2015年)劃出礦產資源勘察區塊(204個)、礦產資源開發利用區塊(180個)和礦山地質環境保護與恢復治理區塊(46個)、礦山地質環境保護與恢復治理工程(126個)，研究區涉及到礦產資源勘察區塊(107個)、礦產資源開發利用區塊(85個)和礦山地質環境保護與恢復治理區塊(31個)、礦山地質環境保護與恢復治理工程(48個)。

3 礦產資源規劃監測方法及技術路線

研究中采用遙感作為主要技術手段，從宏觀到微觀、全區到局部的視角，監測和調查了研究區礦產資源規劃的執行情況。首先收集了2015年云南省北部地區重點礦集區遙感數據、2015年土地變更調查與監測遙感數據和2011年礦山遙感監測數據等，并對2015年云南省北部地區重點礦集區遙感數據進行了預處理。然后建立礦山環境遙感解譯標志，結合采礦權、探礦權和以往監測成果等相關資料進行礦山環境解譯并對解譯結果進行驗證，最后在GIS平臺上對監測結果進行分析處理從而實現對礦產資源規劃執行情況的監測，技術流程如圖1所示。

4 遙感解譯標志的建立

遙感影像反映的是某一區域內特定地理環境的綜合體，它是由相互依存、相互制約的各種自然景觀、人文景觀及地理地形要素等構成的，因此各要素在遙感影像上的表現也必然具有一定的相關性。遙感解譯是從影像上獲取目標地物信息的過程，主要建立地物性質、電磁波性質及影像特征三者之間的關系[14]。它主要依據影像特征來判別電磁波的性質，從而進一步確定地物的性質，也就是通過影像特征來識別地物。本文主要通過人機交互解譯方式來建立礦山開采圖斑和礦山環境恢復治理的解譯標志。

4.1 地下開采類解譯標志

地下采場因在地下，所以無法利用地表色調和形態特征進行識別。但因有開采活動，所以地理環境有明顯的人為攪動跡象，與周邊原生地理環境景觀形成明顯比差，在影像上可以看出采礦道路發育并形成斷頭路，附近溝壑有棄石、廢渣堆積，常與選礦廠或尾礦庫相連接等標志。因此可根據礦權界線、礦山道路、軌道、選礦廠等確定采礦硐口的位置，如圖2(左)所示。

4.2 露天開采類解譯標志

露天采場的遙感解譯主要根據遙感圖像的形態、色調、陰影、紋理等特征進行識別。露天采場常沿礦脈延伸方向展布，呈負地形，大部分礦區開采呈梯形發育，常呈深色調，有大型設備活動的跡象，采場內無植被，采礦專用道路發育，呈亮色調。人為活動與地貌環境破壞明顯，采場周圍常伴有礦山建筑和其他礦業設施，如圖2(右)所示。

4.3 礦山環境恢復治理解譯標志

礦山環境恢復與治理主要包括植樹造林、土地復墾、地質災害防治等。通過對比兩期影像，根據影像上地物的幾何形態、色調、結構、紋理等特征進行室內解譯，對于室內無法準確直接解譯的地物，參照其他相關專業資料和圖件，結合實地調查綜合分析來解譯，以便提高遙感解譯精度[15]，如圖3所示。

圖1 技術路線圖

5 礦產資源規劃執行情況監測

5.1 礦產資源調查與勘察執行監測

截至2016年1月底，云南省礦產資源勘查規劃分為重點、鼓勵、限制、禁止4類規劃區。云南省北部地區涉及的107個勘查類規劃分區中，涉及到重點勘察區43個，鼓勵勘察區18個，限制勘查區12個，禁止勘察區34個。通過對2011年(基準年)探礦權和2015年(現狀年)探礦權的數據進行整理，利用ArcGIS的統計分析工具進行分析，得到礦產資源勘查規劃執行情況監測結果。通過對2011～2015年礦產資源勘查規劃區塊內礦權個數的統計，如表1所示。從表1的監測結果發現云南省北部地區2011～2015年礦產資源勘查規劃區塊內的探礦權設置數量均減少，對探礦權的整合力度較大。

圖2 云南省某地下開采硐口和開采面

圖3 云南礦山環境恢復與治理遙感影像圖

勘查礦類2011年2015年變化重點鼓勵限制禁止重點鼓勵限制禁止重點鼓勵限制禁止能源礦/個2813497178410004-197-249-7-13金屬礦/個410776203731943109519-216-466-108-54非金屬礦/個10972414334106-76-31-4-8

根據《云南省礦產資源總體規劃》中探礦權規劃數量得到表2。對表2的監測結果分析得出，云南省北部地區礦產資源勘查規劃執行情況較好，107個勘查區塊中有68個規劃區塊符合規劃，占勘查規劃區塊個數的63.6%；區塊內探礦權設置數量超出規劃數量較多，應加強對探礦權的整合；區塊內探礦權設置數量低于規劃數量，應加快除禁止勘查區內探礦權的審批；在禁止勘查區內探礦權應停止審批。從空間上看，云南省礦產資源勘查規劃執行情況總體上較好，但滇東北、滇西北地區執行情況較差，涉及到昭通市、曲靖市、麗江市、怒江州等，如圖4所示。

圖4 云南省北部地區礦產資源勘查規劃執行情況分布圖

5.2 礦產資源開發利用與保護執行監測

2011年(基準年)礦山監測成果通過收集獲取，2015(現狀年)礦山監測通過2015年云南省北部地區重點礦集區遙感數據和2015年土地變更調查與監測遙感數據解譯獲取。通過GIS軟件對兩期解譯結果并結合采礦權與礦產資源開發與保護分區的規劃目標進行空間分析，得出礦產資源開發規劃執行情況。截至2016年1月底，云南北部地區涉及的85個開發利用類規劃分區中僅有33個規劃分區符合礦產資源開發規劃要求，另有52個規劃分區不符合礦產資源開發規劃要求，不符合規劃的分區個數占云南省北部地區涉及到開發利用類規劃分區總數的61.2%。不符合規劃的重點開采區、鼓勵開采區應加強資源整合，限制開采區應限制采礦權審批，禁止開采區停止采礦權審批并加強監測頻率和監管力度，開發規劃執行監測情況如表3所示。

云南省北部地區開發規劃分區執行情況用采礦權數量和正在開采圖斑數量來表征。通過對開發規劃分區中采礦權數量以及正在開采圖斑數量的變化進行統計，得到表4和表5。根據表4和表5可知，云南省北部地區開發規劃分區執行情況時間特征為：第一，開發區塊內采礦權設置個數減少，尤其是非金屬礦采礦權減少幅度較大；第二，開發區塊內正在開采的圖斑數量整體上變化不大，非金屬礦類的開采圖斑有上升趨勢，能源礦類的開采圖斑變化不大，金屬礦類的開采圖斑有減少的趨勢；第三，重點開采區和禁止開采區中的采礦權數量和開采圖斑數量均減少，但是開采圖斑數量減少的幅度較小。

根據《云南省礦產資源總體規劃(2008～2015年)》規劃要求和監測結果 (圖5)，云南省北部地區開發規劃分區執行情況空間特征為：第一，云南省北部地區礦產資源開發與利用保護區塊不符合規劃的主要分布于滇東北和滇中地區；第二，在禁止開采區出現了開采活動發育的區塊；第三，滇東北滇中的重點開采區、鼓勵開采區和珠江源禁止開采區規劃執行情況較差。

表3 開發規劃執行監測情況表

表4 開發規劃分區礦權情況統計表

表5 開發規劃分區正在開采圖斑統計表

圖5 云南省北部地區礦產資源開發與保護規劃執行情況分布圖

5.3 礦山地質環境保護與恢復治理執行監測

截至2016年3月底，云南北部地區涉及31個礦山地質環境保護與恢復治理區和48個重點治理工程。如圖6所示，礦山地質環境保護與恢復治理區正在開展礦山地質環境恢復治理工作的有12個，已完成工作的有10個；礦山環境保護與恢復治理重點工程正在開展工作的有7個，已完成工作的有15個。從遙感監測結果表明，云南北部地區礦山地質環境保護與恢復治理規劃的礦山地質災害與“三廢”治理、礦區土地復墾等工作相對比較落后，僅在云南磷化集團有限公司晉寧磷礦礦區、云南磷化集團有限公司昆陽磷礦礦區、云南馳宏鋅鍺股份有限公司礦區、武定鈦礦區、蘭坪金頂鉛鋅礦開展了生態環境恢復治理工作，環境恢復治理總面積為1 333.8 hm2。另外在部分煤礦區，發現有部分煤矸石被運往電廠、水泥廠、煤矸石磚廠或作為鋪路材料，煤矸石綜合利用綜合利用率一般；云南省北部地區礦山地質環境保護與恢復治理執行情況較好的地區為滇中地區，較差的地區是滇東北和滇西北。總的來說，云南省北部地區礦山地質環境恢復治理速度較為緩慢，基本依賴自然恢復力量。

表6 礦山地質環境保護與恢復治理執行情況統計表

圖6 云南省北部地區礦山地質環境保護與恢復治理執行情況圖

6 分析與建議

6.1 勘查區塊規劃執行情況分析

云南省北部地區涉及的107個勘查類規劃分區中僅有68個規劃分區符合礦產資源開發規劃要求，另有39個規劃分區不符合礦產資源開發規劃要求。建議在《云南省礦產資源總體規劃(2016～2020年)》中進一步加強對探礦權的整合力度以及對禁止勘查區的監管，同時加強對執行情況較差地區的監測頻次和提高監測效率。

6.2 礦產資源開發利用類區塊規劃執行情況分析

云南省礦產資源開發利用類規劃分區中滇東北和滇中地區的重點開采區、鼓勵開采區和禁止開采區規劃執行情況較差，尤其禁止開采區有開采活動發育的現象。在《云南省礦產資源總體規劃(2016～2020年)》中應進一步加強礦產資源開發利用規劃專題研究，制定滿足區域社會經濟發展需求的規劃分區。近年來，隨著云南省經濟的快速發展，高速公路、鐵路、高鐵等重大建設項目的開展，致使對礦產資源中建材類資源的需求量較為旺盛。云南省北部地區二輪規劃涉及重點開采區、鼓勵開采區、限制開采區和禁止開采區總共85開采個區塊，有52個開采區塊不符合規劃，不符合規劃的區塊主要分布于滇東北和滇中地區。鑒于2015年是《云南省礦產資源總體規劃(2008～2015年)》收關之年，而第三輪礦產資源規劃即《云南省礦產資源總體規劃(2016～2020年)》正在編制之中，建議相關礦政管理部門在《云南省礦產資源總體規劃(2016～2020年)》中細化滇東北、滇中地區的重點開采區、鼓勵開采區和禁止開采區等規劃執行情況較差地區的規劃編制，在《云南省礦產資源總體規劃(2016～2020年)》中應進一步明確上述規劃執行情況區域規劃意見中的縮短規劃監測周期，并加強采用國產衛星技術、如一年兩次規劃執行監管力度，以盡早完成三輪規劃任務；同時，加強礦產資源開發利用規劃的專題研究，如結合區域社會經濟的發展進行需求分析，可適當在部分建材需求旺盛區域進行規劃調整、增加建材類礦產規劃區塊，編制滿足區域社會經濟發展需求的規劃分區方案，以更好地推進《云南省礦產資源總體規劃(2016～2020年)》成為真正有效指導區域礦產資源開發管理的綱領性文件。

6.3 礦山環境與恢復治理規劃分區規劃執行情況分析

礦產資源保護類規劃分區的執行情況不理想，建議《云南省礦產資源總體規劃(2016～2020年)》中加強對遙感和GIS技術的應用。云南省北部地區涉及到的恢復治理措施有礦山地質災害防治、地貌修復、土地復墾等，其中土地復墾方面相對較落后。近幾年礦山公園的建設是一大亮點，如云南磷化集團有限公司昆陽磷礦礦區的礦山公園，如圖7所示。但是云南北部地區涉及礦山地質環境重點治理區中，已開展礦山地質環境恢復治理工作中存在著治理效果不佳的情況。因此建議云南省國土資源廳在《云南省礦產資源總體規劃(2016～2020年)》編制中進一步強調采用遙感和GIS技術，加強礦山地質環境恢復治理工作監測頻率，切實促進礦山地質環境恢復治理工作有序高效推進，促進礦山環境全面好轉，使《云南省礦產資源總體規劃(2016～2020年)》成為云南省生態文明建設的重要指導文件。

圖7 昆陽磷礦礦山公園足球場及尾礦回收利用池

7 結 論

2015年是云南省礦產資源二輪規劃的收官之年，掌握二輪規劃的執行情況對云南省第三輪礦產資源規劃的編制具有重要的意義。本文根據以往監測成果、國土資源部下發的礦業權數據、遙感影像等數據，建立解譯標志，應用地理學、地質學、遙感技術的理論和技術對云南省北部地區《云南省礦產資源總體規劃(2008～2015年)》的執行情況進行了監測研究。

1) 本文通過室內和野外工作相結合的方法，利用GIS、遙感技術對云南省北部地區的礦產資源二輪規劃進行了監測，增強了監測的時效性同時節約了監測成本，因此可以將GIS、遙感技術應用到《云南省礦產資源總體規劃(2016～2020年)》的實施。

2) 利用國土部下發探礦權數據并結合二輪規劃的規劃目標，利用ArcGIS軟件的統計分析功能對礦產資源調查與勘查規劃執行情況進行了監測研究，同時分析了監測結果并提出相應建議。

3) 利用國土部下發采礦權數據、高分遙感數據等數據，對礦產資源開發利用與保護規劃、礦山地質環境保護與恢復治理規劃的執行情況進行遙感監測與調查，充分掌握了礦產資源開發利用與保護規劃、礦山地質環境保護與恢復治理規劃的執行情況。對二輪規劃執行情況較差的區域進行了分析，同時提出了相應的建議。

在分析勘查區塊執行情況時本文未考慮公益性探礦和戰略儲備性質的探礦。在已經完成恢復治理的礦山隨時間的變化存在地質環境惡化的現象。從遙感影像和野外查證得到部分礦山已開始開展恢復治理，但有些礦山設施未拆除或者治理效果隨時間而逐漸減弱，今后可能存在礦山環境逐漸惡劣的隱患，因此監測成果要實時監測。

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