心得体会地球环境癌症砒砂岩也是资源.docx

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心得体会地球环境癌症砒砂岩也是资源

心得体会：

“地球环境癌症”砒砂岩也是资源

黄河是世界上公认的最复杂难治的河流，难治的症结在于“水少沙多、水沙异源、水沙关系不协调”，其巨量泥沙造成河道萎缩、“二级悬河”形势日趋严峻。

黄河泥沙处理和利用是事关黄河安危的一项非常现实而又十分紧迫的事情，我们应采用战略思维、历史思维、辩证思维、创新思维、底线思维等科学的思想方法，统筹防洪、生态环境、民生与泥沙资源利用的关系，把砒砂岩治理及资源利用与减少入黄泥沙协同考虑，把采砂等资源利用行为纳入河道河势理顺和河道整治框架中。

本文仅就砒砂岩资源利用途径进行初步探讨。

砒砂岩是一种松散岩层，是古生代二叠纪（约2.5亿年前）和中生代三叠纪、侏罗纪、白垩纪的厚层砂岩、砂页岩、泥质砂岩组成的岩石互层。

砒砂岩为陆相碎屑岩系，由于其互层间厚度小、压力低，造成其成岩程度低，砂粒间胶结程度差、结构强度低。

砒砂岩岩性为砾岩、砂岩及泥岩，交错层理发育，且颜色混杂，通常以粉红色、紫色、灰白色、灰绿色互层相间而存在，俗称“五花肉”。

砒砂岩岩层自身物理、化学性质在当地特殊的自然、人文环境中，极易发生风化剥蚀；遇水如泥、遇风成砂，水土流失非常严重，当地群众深受其害，视其害毒如砒霜，故称其为砒砂岩。

砒砂岩治理难度大，被中外专家称为“世界水土流失之最”、“地球环境癌症”、“地球身上的牛皮癣”等。

黄河下游河床沉积的粗泥沙有约1/4来源于黄土高原的砒砂岩区，砒砂岩是黄河河床淤积抬高酿成洪水灾害的“罪魁祸首”之一，有人从这个角度称砒砂岩流“毒”千里。

黄河问题的实质是泥沙问题，解决砒砂岩分布区的水土流失问题，是解决黄河泥沙问题的重中之重。

因此，分析砒砂岩特性，以“砒砂岩资源”新思路，化“毒”为宝、变“害”为利，探索砒砂岩资源利用途径，对根治黄河粗泥沙之源的砒砂岩区、保障黄河安澜具有十分重要的意义。

砒砂岩特性：

抗侵蚀性弱

砒砂岩集中分布在黄土高原北部晋陕蒙接壤地区的鄂尔多斯高原，主要分布在内蒙古鄂尔多斯市的东胜区、准格尔旗、伊金霍洛旗、达拉特旗、杭锦旗，陕西的神木、府谷两县，山西的河曲、保德和清水河县等区域，在各主要直接入黄支流的分布面积以窟野河和皇甫川最大。

按覆土程度可大致分为裸露砒砂岩、盖土和盖沙三大类型区，总面积1.67万平方千米。

砒砂岩分布区是黄土高原最为集中的碎屑基岩产沙区，是黄河中游发生剧烈侵蚀的中心，部分地区土壤侵蚀模数高达3万～4万吨每平方千米每年，同时也是黄河粗泥沙集中来源区的主要组成部分。

砒砂岩的矿物成分主要为石英、钙蒙脱石、钾长石和方解石，其他含量较低。

不同地域的砒砂岩，除钾长石外，其他矿物成分含量无明显差异。

不同颜色的砒砂岩，石英、钾长石和钙蒙脱石这几种主要矿物含量差别不大。

灰白、紫红色相间砒砂岩主要矿物含量稍大于灰白色砒砂岩和紫红色砒砂岩，且不含高岭石。

我们通过在皇甫川流域二老虎沟小流域进行典型取样，对不同颜色砒砂岩进行了化学成分分析。

分析表明，各颜色砒砂岩中的二氧化硅含量均最高，就所取的灰白、红白、紫红3种颜色6个样本而言，其含量达到54.11%～65.42%，另据其他所取样本的检测分析，甚至可以达到77.75%。

但是，不稳定组分氧化钙、氧化钾、氧化钠都具有一定的含量，其中，灰白色砒砂岩中氧化钙含量最高，达到13%以上；紫红色砒砂岩中氧化钾含量为2%左右；3种颜色砒砂岩的氧化钠含量基本上也均在2%以上。

部分样本还测出含有少量三氧化硫和五氧化二磷，这两种物质极易溶于水，并发生化学反应生成硫酸、磷酸等。

砒砂岩中所含这些不稳定成分非常容易与水等物质发生化学反应，导致内部结构发生改变，这是砒砂岩抗侵蚀性弱的重要原因之一。

为进一步了解砒砂岩与水的相互作用关系，我们利用蒸馏水将砒砂岩样品分别浸泡1个月和3个月，干燥后对其矿物成分进行分析。

试验表明：

砒砂岩中石英的平均含量不到50%左右，按照成熟砂岩的石英含量通常大于75%的标准判断，该区砒砂岩的成熟度是较低的；砒砂岩中石英、斜长石、钾长石、蒙脱石和方解石等主要矿物成分的含量随着浸泡时间的增加，会发生不同程度的变化，总体来说，石英明显减少，蒙脱石、方解石成分有所增加，而斜长石多有增加，钾长石有所减少。

由此说明，砒砂岩在浸泡过程中存在着水—岩复合作用关系，这也是砒砂岩极易发生水力侵蚀的岩性机制所在。

可将砒砂岩化“毒”为“宝”

任何事物都是矛盾的对立统一体，矛盾双方在一定条件下可以相互转化，砒砂岩也不例外。

砒砂岩的“毒”与“宝”、“害”与“利”，用辩证思维来看，给予一定条件，其矛盾的对立面也会向对方转变，实践证明了砒砂岩资源的可利用性。

1.土地资源

韩霁昌等人在位于陕、蒙、宁的毛乌素沙地，利用境内广泛分布的砒砂岩和沙（二者物理特性具有互补性），复配成新型“土壤”，变“两害”为“一宝”。

研究分析和工程示范结果已表明：

合理配比砒砂岩和沙，可以替代传统的客土（黄土）造田技术，大量降低建设成本和生态环境成本；推广应用复配成土技术，可有效利用砒砂岩和沙资源，使荒漠变为良田，且节水效果明显，对于干旱区开展现代农业意义重大；改变了传统的砒砂岩和沙以防挡为主的治理观念，达到既利用又治理的效果，使毛乌素沙地的综合开发利用成为现实，推广应用前景十分广阔。

2.非传统矿产资源

矿产资源是人类社会赖以生存和发展的物质基础，国家的资源安全和社会的可持续发展都要求有矿产资源的可持续供给作为保障。

然而，传统矿产资源是一种不可再生资源，随着开采年限的增长将逐渐耗尽与枯竭。

在严峻的资源形势下，从社会可持续发展角度出发，为解决传统矿产资源的接替问题，开展非传统矿产资源研究具有重要的社会经济意义。

砒砂岩的主要矿物成分是石英、钙蒙脱石、方解石和长石，像黄河泥沙一样，也是一种非传统资源，可望成为21~22世纪我国经济发展新型稳定的可接替资源之一。

3.材料资源

通过对砒砂岩分布区的黄土、沟床沙、红砒砂岩风化物、白砒砂岩风化物的有机质与易溶盐含量、颗粒组成、渗透性、可塑性、抗剪强度等指标的测定分析表明：

黄土、沟床沙、红砒砂岩风化物这3种材料是良好的筑坝材料，并可作为防渗材料；白砒砂岩风化物属不良级配土，但与红砒砂岩风化物混合可互补不足，仍可作为筑坝材料。

黄委绥德水土保持科学试验站于1997年进行了砒砂岩风化物试验坝研究，采用爆破方法松动砒砂岩，利用推土机运料上坝及碾压的施工方法，在准格尔旗皇甫川三级支沟敖包沟上游段修筑了一座淤地坝，该坝至今运行正常。

砒砂岩丰富的矿物组成和化学成分，可作为胶凝材料的天然原料。

比如：

将砒砂岩固化或改性为筑坝等建筑材料；通过碱激发的方法将砒砂岩转变为建筑材料，碱激发改性砒砂岩软化系数随龄期的增长而提高，矿粉能够显著提高改性砒砂岩的抗压强度；通过相应工艺，在一定自然条件下免烧免蒸养固结成砖、路边石和路缘石等建筑产品。

黄河水利科学研究院和大连理工大学等在这方面已做了有益的探索，其可行性、有效性得到证实，产业化前景广阔，可改善砒砂岩分布区建筑材料产品比较匮乏的局面，有望成为当地经济支柱产业之一。