0 引言

建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计，尤其自2015年将美丽中国建设纳入“十三五”规划以来，生态文明建设始终被放在国家战略执行的突出位置。干旱荒漠生态系统在陆地生态系统中占有极其重要的地位，但生态环境脆弱，其抵抗能力稳定性和恢复能力稳定性均较弱。同时，在干旱荒漠地区资源储量巨大，重点矿产资源开发利用强度高，但矿业活动的开发使荒漠生态系统面临较大的生态环境问题（武强，2003；肖笃宁等，2003；徐友宁等，2011）。本研究通过对 2015—2019 年先后实施完成的4个专项综合研究和勘查项目的系列成果积累，聚焦西南天山西段乌恰地区有色金属资源基地生态环境现状与矿业活动相互矛盾、寻求新的找矿方法促进资源基地发展等方面存在的科学问题和技术难题，系统进行了集成性综合研究和专项深度研发，评价矿业开发对区域生态环境的影响，预测可能出现的生态环境问题和变化趋势，解决生态环境保护与资源协调发展的难题，优化资源配置、促进矿业开发合理布局，实现资源开发与生态环境保护的协调统一，为同类地区的矿产资源勘查开发规划提供了科学依据。

1 西南天山西段有色金属资源基地概况

西南天山西段有色金属资源基地地处天山、昆仑山两山交汇处，行政区划隶属于新疆维吾尔自治区乌恰县，是中国最西部的高原边境县和边防大县，也是中国向西开放的桥头堡和陆上能源资源安全大通道，在新疆丝绸之路经济带核心区建设中有着极其重要的战略地位。基地地处中温带干旱荒漠气候区，地势东南低，西北、西南高，群山环绕，属典型研究区主体为中高山区，平面呈马蹄形，一般海拔为 2300～4481 m，相对高差达 300～600 m，部分地段可达 900 m。基地具有典型的大陆性水文特征，水资源形态除地表径流外，以地下水储存为主。河流众多，常年流水且有独立出山口的河流共34 条。

研究区出露主要为中元古界阿克苏群（Pt₂），下古生界（Pz₁），泥盆系（D）、石炭系（C）、二叠系（P）、三叠系（T）、侏罗系（J）、白垩系（K）、古近系（E）、新近系（N）和第四系（Q）等（方维萱等，2019）。断裂构造对区域构造格架起着控制作用，主要的区域性断裂构造有乌恰断裂、切列克辛断裂带和乌帕尔断裂带（图1）。构造变形主要是受喜山期帕米尔突刺向北推覆和西南天山向南推覆的共同影响的结果，受其影响研究区中新生代地层中表层断裂和褶皱构造较为发育（方维萱等，2017，2018；王磊等，2019）。区内岩浆活动较少，仅在萨热克地区地表出露少量的辉绿辉长岩脉群。基地（矿集区）内集中了大部分矿产资源，成矿潜力巨大，也是近年来有色金属资源储量迅速增长的地区。2015年，已查明主要金属保有资源量（122b+333 级）分别为：铁 16543×10³ t，铜269014 t，铅1002843 t，锌5488697 t，锑35029 t，金 132697 kg，银 407 t，锶 11175 t（方维萱等，2019，2020；方维萱，2022；王磊等，2022a；王磊等，2022b）。矿产资源具有分布广、矿种较多、配套程度不高，部分矿种储量大、质量较好以及还有少数特色矿产等特点。矿山地处重要河流的源头区或草原区，矿产勘查开发、地灾防治和生态重建等问题相互交织、相互制约，构成一个复杂的资源-环境-生态系统。

2 调查评价方法技术体系

在全面收集研究区及外围水工环地遥等资料的基础上，以当地政府矿业开发与生态环境之间的关系问题为需求导向，以保障西南天山西段乌拉根 —萨热克地区有色金属资源基地可持续开发和生态文明建设为目标，进行新疆乌恰有色金属资源基地生态资源环境综合评价工作。重点从资源潜力评价分析和矿业开发与生态环境功能区划2个方面分析矿业开发对区域生态环境的影响，对西南天山地区特殊生态环境下的有色金属资源基地进行生态资源环境综合评价（图2）。针对开展区域 1∶5万和乌拉根、萨热克、大红山铁矿、花园铜矿等典型矿区1∶1万生态资源环境调查工作，以水文地质、环境地质、生态环境调查为手段，初步摸清乌拉根—萨热克地区的资源、生态、环境现状，分析矿业开发对区域生态环境的影响，预测可能出现的生态环境问题和变化趋势，为西南天山有色金属资源基地可持续发展提供理论依据。对研究基地内的矿业经济区或成矿远景区进行综合技术经济要素调查，建立综合技术经济评价模型（张会琼等，2017，2019；张立新等，2019；王寿成等，2023），为西南天山地区有色金属资源基地经济发展规划、基地矿产资源勘查、开发利用和保护决策提供科学依据。

3 取得的主要成果及认识

3.1 特殊景观生态格局特征

以景观生态学理论与盆-山-原镶嵌构造理论为指导，以构造地貌、景观结构、景观功能、动态变化与社会功能耦合结构构成景观生态的五要素进行景观生态格局划分。以垂向山地-平原构造地貌为指标，划分了 5 个景观类；以土地利用类型+植被覆盖为指标，划分了6个景观型；结合自然生态系统 （雪山、草地、河流）和人工生态系统（农田、村镇、工矿）的镶嵌耦合特征，划分了23个景观类型（师庆东等，2014；宗召磊等，2015；王磊等，2020a）。研究表明，乌恰地区构造地貌具有明显的垂直自然带谱：侵蚀性中高山、剥蚀性高中山、倾斜洪冲积平原、河流阶地、侵蚀河谷。景观类型也具有明显的景观分异的垂直地带性：侵蚀性中高山雪山景观—侵蚀性中高山草甸—剥蚀性高中山草地—倾斜洪冲积平原草地—倾斜洪冲积平原村镇—倾斜洪冲积平原农田—侵蚀河谷平原河流垂直分带特征。形成以河流为廊道，以山地景观、平原景观、村镇景观、工矿景观、农田景观为斑块的盆-山-原镶嵌构造景观生态格局。

3.2 不同景观源-汇系统结构

将地球化学岩相学理论与景观生态学理论相结合，对景观异质性及不同景观的相干约束和协同放大机制，进行了遥感、构造岩相、水文地质、工程地质、土壤类型及样方测量等多方法综合调查与评价，评估西南天山乌恰地区脆弱生态系统的结构、功能和生态景观动态演变规律（王磊等，2020a）。

（1）对乌恰地区的水资源分布、地表水和地下水的水化学类型和控制因素分析得知（王磊等，2020b），乌恰地区水资源以地表水为主（HCO₃^- + SO₄ ²--Ca²⁺ +Na⁺ +Mg²⁺型弱碱性水），雪融水（SO₄ ^2- + HCO₃^--Ca²⁺ +Na⁺ 型弱碱性水）和泉水（SO₄ ^2- +Cl^--Na⁺ 型中偏弱碱性水）为辅。地表水主要风化源为方解石、白云石和石膏，受岩石风化作用和蒸发结晶作用的共同影响；地下水水化学源为古近纪膏岩层及侏罗统含煤岩层的水岩作用的离子溶解、析出，主要受沉降与水-岩作用影响。

（2）以土壤系统分类学为指导，将乌恰地区土壤类型划分为 14 个土类，建立土壤的垂向分带序列：高山雏形土，中山雏形土、干旱土和新成土，冲积扇区干旱土、新成土和盐成土，河流及其阶地新成土和干旱土。通过现场实地调查和遥感解译，将乌恰地区 6个图幅内的土地利用现状划分了 9个一级类型和18个二级类型（鲁佳等，2020）。

（3）对于乌恰特殊的景观格局与生态过程的相互关系及尺度转化关系，将源-汇景观理论应用于区域生态系统进行研究，侵蚀性中高山雪融水为侵蚀河谷平原河流的“源”景观，而侵蚀河谷平原河流为雪融水的“汇”景观，又为倾斜洪冲积平原草地和绿洲的“源”景观。剥蚀性高中山景观岩石风化作用同时是地表水水化学源，在河流-土壤-绿洲的物质传输过程中形成离子的源-汇系统，形成了雪融水-河流-土壤-绿洲的水资源传输的源-汇系统。

3.3 找矿预测模型建立与资源潜力评价

通过乌拉根—萨热克典型铜铅锌矿床沉积微相、储矿相体结构、储矿构造样式与控矿规律研究 （方维萱等，2017，2018；王磊等，2019），采用构造岩相学、矿物地球化学岩相学思想和研究方法，建立了3种找矿预测要素组合和找矿模型，分别为：砂砾岩型铜矿床（点）+上侏罗统库孜贡苏组砂砾岩+铜单元素及综合异常；砂砾岩型铅锌矿床（点）+下白垩统克孜勒苏群第五段砂砾岩+铅锌单元素及综合异常；砂岩型铜矿床（点）+中新统安居安组下段砂岩+铜单元素及综合异常。以此为基础，划分了3个成矿带：北部萨热克式砂砾岩型铜矿带、中部乌拉根式砂砾岩型铅锌矿带和南部花园式砂岩型铜矿带；圈定找矿靶区18处，分别为：萨热克式铜矿找矿靶区 4处，乌拉根式铅锌找矿靶区 6处，花园式铜找矿靶区 8 处，为乌恰地区矿产资源勘查开发布局提供了科学依据。

在对塔西地区构造岩相学垂向相序结构研究基础上，经原型盆地恢复、盆地动力学、盆地形成演化与构造变形史等综合研究，建立了乌拉根中—新生代沉积盆地 5 个主要期次，早三叠世—早侏罗世山体隆升与山前断陷山盆转换、早侏罗世—中侏罗世主成盆期、中侏罗世—晚侏罗世构造反转期、白垩纪—古近纪挤压‒伸展转换主成盆期、新近纪陆内周缘山间盆地，具有铜铅锌‒铀‒天青石‒煤‒天然气‒岩盐等同盆共存富集成矿规律。结合模式类比法，通过找矿预测要素对比研究，建立了砂砾岩型铜铅锌多金属矿床的找矿预测模型与资源潜力评价体系。通过对乌拉根—萨热克矿集区内的8个典型矿床的综合研究，建立了砂砾岩型铜矿床（点）+ 上侏罗统库孜贡苏组砂砾岩+铜单元素及综合异常，砂砾岩型铅锌矿床（点）+下白垩统克孜勒苏群第五段砂砾岩+铅锌单元素及综合异常，砂岩型铜矿床（点）+中新统安居安组下段砂岩+铜单元素及综合异常的 3 个找矿预测要素组合及找矿预测模型；划分了北部萨热克式砂砾岩型铜矿带、中部乌拉根式砂砾岩型铅锌矿带及南部花园式砂岩型铜矿带等 3 个成矿带，为乌恰地区矿产资源勘查开发布局提供了科学依据。

3.4 资源环境综合评价与区划

在生态资源环境综合地质调查基础上，以资源开发综合效益最大化为原则，结合国土空间生态保护修复规划进行生态-资源-环境功能区划分，建立了生态环境资源功能区划方案，通过典型小流域生态景观及生态环境研究，共划分了水源涵养功能区、荒漠化控制功能区、水土保持功能区、水域河流功能区、城镇功能区、农业功能区和资源基地功能区等 7 个生态功能区。在此基础上，对西南天山有色金属资源基地生态-环境-资源-社会-经济五位一体综合评价，结合层次分析法和模糊综合评价法构建综合评价指标体系，本区矿产资源开采规划区块划分为鼓励开发区、限制开发区和禁止开发区 （图3）。以乌拉根铅锌矿区和萨热克铜矿区为代表的资源量达大型以上、经济效益突出、地质环境影响较小的鼓励开发区；以吾合沙鲁—杨叶铜矿区、江格结尔铜铅锌矿区、喀什炼铁厂铅锌矿区和康西铅锌矿区为代表的资源潜力达中型以上、潜在经济效益中等、地质环境影响较小的限制开发区；以克孜勒苏河流域、卓尤勒干苏河流域和康苏河流域等以生态环境保护为主的禁止开发区。为优化资源配置，促进矿业开发合理布局，实现资源开发与生态环境保护的协调统一，为实现绿色矿业发展提供重要支撑。

4 结论

在新疆塔里木盆地西南天山西段地区，通过 2015—2019年先后实施完成的4个专项综合研究和勘查项目的系列成果积累，聚焦西南天山西段乌恰地区有色金属资源基地生态环境现状与矿业活动相互矛盾、寻求新的找矿方法技术促进资源基地发展等方面存在的科学问题和技术难题，系统进行了集成性综合研究和专项深度研发，主要结论如下：

1—铅锌矿床（矿点）；2—铜矿床（矿点）；3—煤矿；4—常年流水河流；5—季节性河流；6—公路；7—水电站；8—乌拉根尾矿库；9—雪山；10—禁止开采区；11—限制开采区；12—鼓励开发区；13—地名

（1）从景观生态学与生态地质学两个新视角，建立了西南天山乌恰地区特殊景观生态格局研究的新理论方法，以构造地貌、景观结构、景观功能、动态变化与社会功能等5个相互耦合的景观生态要素进行景观格局的划分。

（2）揭示水-岩（山）-土-植的生态景观异质结构、景观相关约束与协同放大作用，构建乌恰地区不同景观（雪融水-河流-土壤-绿洲）源-汇系统结构。

（3）首次建立了砂砾岩型铜铅锌多金属矿床的找矿预测模型与资源潜力评价体系。建立了3个砂 （砾）岩型矿床的找矿预测要素组合及找矿预测模型，划分了3个成矿带（找矿预测区），即北部萨热克式砂砾岩型铜矿带、中部乌拉根式砂砾岩型铅锌矿带及南部花园式砂岩型铜矿带，并圈定找矿靶区 18处。

（4）首次创建了生态-环境-资源-社会-经济五位一体的综合评价技术方法，建立了生态环境资源功能区划方案，划分了鼓励开发区、限制开发区及禁止开发区，为实现绿色矿业发展提供重要支撑。

参考文献