常規能源開發對地質環境有哪些影響
1. 石油開發地質環境狀況及其對能源開發的影響研究
石油不僅是人類主要的能源之一，也是人類環境污染源之一。據資料統計，每年有800多萬噸石油進入世界環境，污染土壤、地下水、河流和海洋。隨著黃土高原地區石油的大量開采利用，該地區呈現採油麵積大、油井多、產量低、開發技術落後等特點。它對自然環境帶來的污染日趨嚴重，直接影響到該地區的生態與生存條件。局部地區情況已經極為嚴重，已威脅到當地的農業生產和農民的生存環境。石油類物質已成為該地區的重點污染物之一，區內土壤、河流等已不同程度的遭到石油類的污染。
一、鄂爾多斯盆地主要含油氣系統
鄂爾多斯盆地是多旋迴的疊合含油氣盆地，地跨陝、甘、寧、晉、內蒙古5省(區)，面積32萬km2，顯生宙沉積巨厚。盆地基底為太古宙—古元古代變質岩系，中、新元古代為裂陷槽盆地，沉積物為淺海碎屑岩—碳酸鹽岩裂谷充填型;早古生代為克拉通盆地，沉積物為陸表海碳酸鹽岩台地型;晚古生代—中三疊世為克拉通坳陷盆地，沉積物由濱海碳酸鹽岩型過渡為陸相碎屑岩台地型;晚三疊世—白堊紀為大型內陸坳陷盆地，沉積物為陸內湖泊、河流相沉積型;新生代整體上升，盆地主體為平緩西傾的大斜坡，沉積物為三趾馬紅土和巨厚的風成黃土;周緣有斷陷盆地發生和發展。盆地內已勘探開發的4套含油氣系統均屬地層-岩性油氣藏。
1.上三疊統延長組岩油藏含油系統
最早勘探開發的延長組含油系統烴源岩以延長組深湖相及淺湖相黑色泥岩、頁岩和油頁岩為主，生烴中心分布在盆地南部馬家灘—定邊—華池—直羅—彬縣范圍，油源岩最厚達300～400m，有利生油區面積達6萬km2(圖3-3)，儲集岩圍繞生油凹陷分布，北翼緩坡帶有定邊、吳旗、志丹、安塞和延安等5個大型三角洲及三角洲前緣砂體，南翼較陡坡帶則發育環縣和西峰等堆積速率較快的河流相砂體及水下沉積砂體。儲滲條件靠裂縫及濁沸石次生孔隙改善，圈閉靠壓實構造，遮擋靠岩性在上傾方向的側變。
2.下侏羅統延安組砂岩油藏含油系統
延安組砂岩油藏以淡水—微鹹水湖相沉積的上三疊統延長組烴源岩為主要油源岩，屬混合型乾酪根;以沼澤相煤系沉積的侏羅系延安組為輔助烴源岩，屬腐殖型乾酪根，陝北南部的衣食村煤系更以含油率高為特徵。三疊紀末期，印支運動使鄂爾多斯盆地整體抬升。在三疊系頂部形成侵蝕地貌，以古河道形式切割延長組。規模最大的甘陝古河由西南向東北匯聚慶西古河、寧陝古河和直羅古河，開口向南延伸(圖3-4)。印支期侵蝕面的占河道切割了延長組，成為油氣下溢通道，溢出侵蝕面的油氣首先向古河床內的富縣組和延安組底砂岩運移和聚集，也向延安組上部各砂岩體及古河床兩側的邊灘砂體中運移、聚集，以壓實構造和大量岩性圈閉為其主要圈閉形式。
圖3-3 鄂爾多斯盆地晚三疊世延長組沉積期沉積相圖
3.奧陶系馬家溝組碳酸鹽岩含氣系統
鄂爾多斯盆地奧陶系陸表海淺海碳酸鹽岩的烴源岩主要為微晶及泥晶灰岩、泥質灰岩、泥質雲岩及膏雲岩，厚達600～700m。生烴中心:東部在榆林—延安一帶，西部在環縣—慶陽一帶，產生腐泥型裂解氣。加里東運動使鄂爾多斯盆地整體抬升，經受130Ma的風化剝蝕，導致奧陶系頂面形成準平原化的古岩溶地貌，盆地中部靖邊一帶分布有南北走向的寬闊潛台，周緣有潛溝和窪地，在上覆石炭系煤系鐵鋁土岩的封蓋和東側奧陶系鹽膏層的側向遮擋雙重作用下，古潛台成為天然氣運移聚集的大面積隱蔽圈閉(圖3-5)。
4.石炭-二疊系煤系含氣系統
鄂爾多斯盆地石炭系為河湖相和潮坪相沉積，二疊系為海陸過渡相和內陸河湖相沉積，以碎屑岩為主，僅石炭系有少量碳酸鹽岩。烴源岩主要為石炭系太原組和下二疊統山西組的煤系，顯微組成為鏡質體與絲質體，乾酪根屬腐殖型，煤層氣的組分以甲烷為主。北部東勝、榆林地區煤層厚20m，暗色泥岩厚50～90m，范圍約7萬km2;南部富縣、環縣地區煤層厚5～10m，暗色泥岩厚10～100m，范圍約6萬km2。儲集體以砂岩為主，主要物源區在北部大青山、鳥拉山一帶，各層砂體疊置，蔚為壯觀。山西組沉積中心位於盆地南部洛川—慶陽一帶，以盆地北部砂體最發育，共有6條大砂體向盆地內延伸，各條大砂體內部受古河網控制，呈現復雜的條帶狀。儲滲條件靠裂縫及後生成岩作用改善，圈閉靠壓實構造及上傾方向的岩性遮擋。
圖3-4 鄂爾多斯盆地早侏羅世甘陝古河示意圖
二、石油開發引起的主要地質環境問題
(一)石油類污染物的產生
在石油的勘探開發過程中，從地質勘探到鑽井及石油運輸的各個環節中，由於工作內容多，工序差別大，施工情況復雜，管理水平不一，以及設備配置和環境狀況的差異，使得污染源的情況比較復雜。石油開採的每一個環節都可能產生石油類污染物(圖3-6)。
石油開采不同作業期所產生的石油類污染物具體描述如下:
1.鑽井期
在油田進行鑽井作業時，會產生含有石油類污染物的鑽井廢水及含油泥漿。這是鑽井過程中，由沖洗地面和設備的油污、起下鑽作業時泥漿流失、泥漿循環系統滲漏而產生。廢水含抽濃度在50～1200mg/L之間，水量從幾噸至數十噸不等。另外，有些情況下，在達到高含油層前，要經過一定數量的低含油地層，從而引起油隨鑽井泥漿一起帶至地面。同時，一經到達高含油層，地壓較高時少量高濃度油可能噴出。
圖3-5 鄂爾多斯盆地奧陶系頂面古地貌圖(據范正平等，2000)
圖3-6 石油開采過程中石油類污染物的來源及污染途徑示意圖
2.採油期
採油期(包括正常作業和洗井)，排污包括採油廢水和洗井廢水。在地下含油地層中，石油和水是同時存在的，在採油過程中，油水同時被抽到地面，這些油水混合物被送進原油集輸系統的選油站進行脫水，脫鹽處理。被脫出來的廢水即採油廢水，又稱「采出水」。由於採油廢水是隨原抽一起從油層中開采出來，經原油脫水處理而產生，因此，這部分廢水不僅含有在高溫高壓的油層中溶進了地層中的多種鹽類和氣體，還含有一些其他雜質。更為主要的是，由於選油站脫水效果的影響，這部分廢水中攜帶有原油———石油類污染物;另外，在研究流域范圍內，也存在採用重力分離等簡單的脫水方法，並多見於單井脫水的油井。一般地，油井採油廢水含抽濃度在數千mg/L，單井排放量平均為數十m3/d。洗井廢水是對注水井周期性沖洗產生的污水或由於油井在開采一段時間後，由於設備損壞、油層堵塞、管道腐蝕等原因需要進一步大修或洗井作業而產生的含油廢水。
3.原油貯運過程的滲漏
原油在貯存、裝運過程中由於滲漏而產生落地原油，以及原油在管道集中輸運過程的一些中間環節均有可能造成一定數量的原油泄漏或產生含油廢水。
4.事故污染
事故污染包括自然因素和人為因素兩種情況:自然事故包括井噴，設備故障和採用車輛運輸時山體滑坡引發的交通事故而造成原油泄漏。延安地區地表黃土結構鬆散、水力沖刷劇烈，由於山體滑坡而導致的污染事故更為頻繁。人為事故指各種人為因素造成採油設備、輸油管線被破壞及原油車輛運輸時，人為交通事故引起的翻車等污染事故。事故污染具有產污量大、危害嚴重，難以預測的特點。
(二)石油開采過程中對水土環境的影響
在石油的各個環節都可以產生污染，污染對象以土壤為主，其次為地表水體，地下水的污染以間接污染為主，在鄂爾多斯盆地沒有明顯指標顯示石油泄漏或滲透污染了地下水，即地下水中沒有檢測出有石油類污染物。但在石油開發過程中，地下水的水質發生了明顯變化，礦化度明顯增加，其他指標也發生了很大變化。
1.對土壤的影響
(1)落地原油對土壤環境的影響
大量的泄漏原油進入土壤中後，會影響土壤中微生物的生存，造成土壤鹽鹼化，破壞土壤結構，增加石油類污染物含量。原油泄漏後，原油在非滲透性基岩及黏重土壤中污染(擴展)面積較大，而疏鬆土質中影響擴展范圍較小。特別強調的是，黏重土壤多為耕作土，原油覆於地表會使土壤透氣性下降，土壤肥力降低。在最初發生泄漏事故時，原油在土壤中下滲至一定深度，隨泄漏歷時的延長，下滲深度增加不大，根據在隴東油田和陝北油田等實地調查表明，落地原油一般在土壤內部50cm以上深度內積聚，因此，原油泄漏後主要污染土壤的耕作層。
(2)石油類污染物在土壤中的垂直滲透規律
鄂爾多斯盆地氣候乾燥，降雨量少，地表多為戈壁砂礫覆蓋，土壤發育不良，含沙量高，因此，在該盆地進行油田開發，其產生的石油類污染物更容易沿土壤包氣帶下滲遷移，危害生態環境。其遷移速度決定於土壤對污染物的吸附能力。一般原油比重小於1，長期在土壤中既不是靜止不動，又不類似於可溶性物質上下迅速遷移。為了弄清油類物質在土壤中的遷移狀況，採用野外取樣分析的方法，對石油類污染物在油田區土壤中的遷移規律進行了研究。
分別對隴東西峰油田和慶城油田的井場附近土壤剖面中石油類物質的含量進行了測定，測定結果見表3-5至表3-7。
表3-5 慶城油田石油類污染物在土層中的縱向分布情況
表3-6 西峰油田石油類污染物在土層中的縱向分布情況
表3-7 陝北安塞杏2井放噴池附近石油類在土層中的縱向分布情況
由表3-5至表3-7可知，由於土壤的吸附等作用，石油類污染物隨土層縱向剖面距離的增大，其含量逐漸降低，尤其是50cm以內污染物降低得很快。石油類污染物主要積聚在土壤表層80cm以內，而且一般很難下滲到2m以下。長慶油田所在區域多為風沙土和灰棕漠土壤，顆粒較粗，結構較鬆散，孔隙率比較高，垂直滲透系數較一般土壤大。但由於西北各油田所在地氣候乾旱，降雨量少，土壤中含水率很低，使污染物的遷移滲透作用大大減弱，又很少有大量降水的淋濾作用，因此油田開發過程中產生的這些落地原油只積聚在土壤表層，滲透程度較淺，對深層土壤影響較小。
2.對地表水體的影響
鄂爾多斯油田地跨陝、甘、寧3省(區)，境內主要水系有3個，即甘肅隴東馬蓮河水系、陝西延安延河水系、陝西靖邊無定河水系。石油開發過程中這三大水系都不同程度地受到了污染。
隴東石油開發區地表水最主要的污染物是COD和氯化物，其中COD污染最嚴重，14個樣品中全部超標，環江超標尤其嚴重;氯化物污染指數除葫蘆河、固城川及蒲河各樣點中的未超標之外，其餘均超標，也以環江為最。pH值均未超標;石油類除環江韓家灣斷面嚴重超標外，其餘樣品的石油類介於0.04～0.3mg/L;揮發酚除柔遠河華池悅樂斷面超標1倍之外，其餘未超標;環江洪德橋由於地質原因，TDS含量非常高，這部分苦水下泄影響了下游水質，但隨著下游水量增加，礦化度逐漸降低。
總體來看，在隴東地區環江和馬蓮河幹流的污染最為嚴重的，其次是柔遠河，蒲河污染最輕。環江與馬蓮河幹流已不能滿足Ⅲ類水體功能使用要求，柔遠河和蒲河已不能滿足Ⅱ類水體功能使用要求。
根據吳旗縣水文站從1987年至1992年的水文資料(表3-8)，可以看出在石油資源大規模開發前北洛河上遊河水中的硫酸鹽，氯離子、六價鉻含量年均值已超過國家標准Ⅲ類標准，尤其是氯化物含量和硫酸鹽含量超過標准2～3倍，礦化度均大於1000，大部分為高TDS水，而且總硬度在500～600mg/L之間，超標嚴重。
表3-8 吳旗縣水文站水質監測數值統計單位:mg·L－1
洛河上游地區水質礦化度及各種鹽類含量超標與洛河上游地下水補給區的白堊系、第三系(古、新近系)地層含鹽有關，地下水本身礦化度或含鹽量高。吳起地區的白於山南緣存在吳起古湖，乾枯後形成含鹽地層，在地下水補給時將大量鹽分輸入洛河。吳起西北方向定邊地區存在大量鹽池及含鹽地層，鹽分進入地下水向東南方向補給也不容忽視。90年代以來，石油資源大規模開發之後，TDS、六價鉻、氨氮、氯化物、高錳酸鹽指數、硫酸鹽、總硬度等均呈明顯的上升趨勢，說明目前的洛河上游「高鹽、高礦化度(TDS)、高硬度」是在本地較高的基礎上進一步水質污染造成的。
陝北地區，石油開發區地表水體中六價鉻均超標，其他重金屬均未超標，揮發酚大部分都不超標，只有兩個樣品超標，超標分別為1.8，0.6倍，相對而言，化學需氧量和氨氮超標率大一點。氯化物超標最嚴重，超標率達到了63%，其次為硫酸鹽，硫酸鹽有一半多斷面超標，接下來是硝酸鹽和總磷，氟化物全部不超標。
表3-9是2006年、2007年長慶油田公司安塞油田開發區地面水中有害物監測結果。其中對環境污染最嚴重是石油類，最大超標32倍，硫化物最大超標120倍，揮發酚最大超標4.2倍，COD最大超標1.71倍，BOD5最大超標5.23倍。其中超標嚴重地點主要在王窯水庫、杏子河馮莊上游。從表3-9可以看出，2007年8月監測數據超標情況比2006年4月監測數據值高。
表3-9 長慶油田公司安塞油田區地面水中有害物監測結果表單位:mg·L－1
3.對地下水的影響
鄂爾多斯盆地地下水埋藏較深，結合上述土壤和地表水體污染特徵來看，落地原油和石油廢水對地下水沒有影響，石油開發對地下水的影響主要是注水井對地下水的影響，這主要在石油開發過程中，大量掠去地下水，改變了地下水環境。
(1)地下水污染狀況
在隴東油區，各主要油田區塊的地下水由於採油活動使得地下水中的指標超標嚴重(表3-10)。馬嶺油田地下水中氨氮超標最為嚴重，監測結果全部超標，六價鉻6個監測點位中有5個超標或接近標准值;氯化物也有超標現象。華池油田地下水有1個監測點位的大腸菌群指標嚴重超標;各點COD均超標或接近標准值。樊家川油田地下水中氨氮、六價鉻、氯化物、細菌總數、大腸菌群全部超標，其中，大腸菌群污染最為嚴重;另外，氟化物也有超標現象。總體上講，屬較差水質，不適合人類飲用。這些污染與石油開發有很大關系，但是也存在其他的污染因素。
表3-10 隴東油區地下水水質指標表單位:mg·L－1
總體來說，隴東油田地下水的主要污染物是COD，56.25%超過國家Ⅲ類標准，其次是氯化物，31.43mg/L;pH值未超過國家Ⅲ類標准;石油類全部未檢出;礦化度變化范圍為452.67～15736.00mg/L。
陝北地區石油類、六價鉻、氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽部分超標，其餘的測試項目均未超標;個別地區石油類超標十倍多，部分井水和泉水六價鉻超標，不是很嚴重;部分樣品氯化物超標較嚴重，最高超標500倍。硝酸鹽有1個井水樣超標。泉水的pH值較大，井水次之，油層水最小(表3-11)。
表3-11 陝北地區地層水與河水TDS、硬度、氯離子含量對比表
續表
將各地的地下水與其地表水的礦化度、硬度、氯離子進行對比分析，以揭示地下水的地表水的相互關系。表中選取的河水水樣是根據地層水的樣點位置選取的，在地層水的附近。選取井水、泉水與相應的河流水進行對比，可以看出井水的TDS、硬度、氯離子的含量都比河水低，從其他指標看來地下水的水質也優於同一地區的地表水，這與在調查中發現的當地居民基本飲用地下水的情況相一致。
陝西靖邊安塞油田位於大理河上游，從1990年到2006年，靖邊青陽岔215km2的范圍內先後打成近千口油井，致使這里的淺層地下水滲漏，深層高鹽水上溢，地下水資源衰竭，加之民采混亂，蜂窩式的濫采，使油層、水層相互滲透污染，80%的水井乾枯，部分能出水的水井水質苦澀，不能飲用。
(2)注水井對地下水的影響分析
以隴東地區為例，目前，隴東油田共有7座采出水處理廠，采出水經處理後回注地層，主要工藝流程為:沉降罐脫出水—除油罐除油—過濾—絮凝—殺菌—回注。
污水回注層位是直羅組(深度約1000m以下)。地層中夾有多層較厚的泥質粉砂岩與泥岩等弱透水層或不透水層，貫通上下岩層的導水構造極不發育，回注水不大可能突破不透水層向上部地層運移和滲透，更不可能進入潛水層與地表水。同時，直羅組砂岩層孔隙度大(19%～22%)，納水容量大，以注水井為基點，影響半徑500m范圍內，僅按射孔段砂岩平均厚度30m(直羅組砂岩層厚達200～340m)計算，孔隙體積約為500萬m3時。可見，選擇直羅組作為回注層是合理可行的，在壓力驅使下采出水回注直羅組地層後，不大可能突破多層隔水層而污染地下水。
采出水在回注前必須處理達到《地下水質量標准》(GB/T14848—1993)Ⅲ類標准值，這樣與深層承壓水水質無明顯差異，某些組分還低於地下承壓水水質，故不可能對深部承壓水產生不良影響。此外注水的水體是隨原油的開采來自深層地層，經過原油脫水處理後，它的體積遠遠小於開采時含水原油體積，再返注於作業區深部地層，有利於原油采空區的填充，不大可能因此引起水文地質與工程地質條件的改變。
但是，采出水處理後一般含有較高的礦化度與硬度，並含有一定的DO，H2S，CO2，硫酸鹽還原菌和腐生菌。因此在回注過程中易產生沉澱而堵塞污水處理系統及地層孔隙，導致注水不暢，嚴重時易造成采出水迴流污染地表水及地下潛水。DO，H2S，CO2和厭氧菌還可能造成污水處理系統及管線的腐蝕穿孔，也有可能使采出水向非注水層滲漏，引起地下水污染。
通過野外調查，鄂爾多斯盆地在石油開采過程中，用處理後的污水作為回注水的量實際上很少，大部分回注水還是採油部門通過購買當地的淡水資源(TDS含量小於1.5mg/L)進行回注，該盆地需要回注水的量很大，這樣大量的佔用了當地極為寶貴的淡水資源。
4.對植被影響
石油勘探開發是對地層油藏不斷認識發展的過程，不僅擴大了人類活動的范圍，更使原先無人到達或難以進入的地區變的可達和易進入，尤其是生態環境脆弱地區，對於黃土丘陵溝壑區、戈壁風沙區來說，灌木、蒿草在維持該地區生態系統平衡方面具有很重要的作用，地表剝離引起的植被破壞，短時間內很難恢復。從用地構成看，井場、站(所)對植被是點狀影響，道路、集輸管道是線狀影響，線狀影響遠大於點狀影響;從用地方式看，臨時用地植被可採取人工和自然恢復，永久性用地則完全被人工生態系統代替，雖然經人工植樹種草，植被覆蓋率上升，但可能造成遺傳均化，生態系統功能減弱。
石油生產過程產生的污染物對生長在土壤上植被資源也同樣產生影響，污染物超過植物耐污臨界點和適應性，將導致局部脆弱生態系統的惡化。對於荒漠戈壁沙灘植被來講，自然更新很慢，及不易恢復。一般來說，採油、試油等過程中產生的落地原油在地表1m以內積聚，在1m以下土壤中含油量很少，一般不會污染地表水層，對區域地下水基本不產生影響。油田產生的廢水、含醇廢水經專門收集處理達標後，除部分生活污水用於綠化外，其餘全部回注奧陶系，不外排。
同樣，由於石油輸送是密閉式地下管道輸送，也不會對植被造成影響。當原油泄漏時，在管道壓力的作用下，原油噴發而出，加上自然風力影響，原油噴濺在周圍植物體表上，直接造成植物污染，情況嚴重的造成植物枯竭，死亡。輸油壓力越大，噴濺范圍越廣，污染越嚴重。
三、地質環境問題對石油開發的影響
石油開采破壞生產環境、增加了生產成本、引發所在生產地居民和生產單位的矛盾。油田道路與管線的修建，對山區方向來的洪水有一定的阻擋作用，水通過自然沖溝自流而下，而道路和管線則起到一定的阻擋和匯集作用，改變洪水流向，形成局部地段較大的洪水，會產生新的水蝕。而經污染的高礦化度的水必定會加速這種水蝕，縮短了石油管線等的使用壽命。
基於石油生產及運輸(管道)的特點，不會像煤炭開采一樣造成比較大的較明顯的地質問題(塌陷、滑坡、泥石流、荒漠化)，不會形成嚴重的事故(如坍塌)而造成的人員及財產損失。它對地質環境的危害相對緩和(與煤炭資源開采相比)。然而其對水體、土壤、氣體、作物的影響，必定會危害原本和諧的生態環境，引起當地居民的強烈不滿。在沒有給當地政府和居民帶來良好經濟效益的時候，石油的開采及煉化過程必定會步履維艱，如建設征地、勞動力僱傭等。而這些會直接減緩甚或停止生產的順利進行，從而加大了生產成本;另外，石油開采和生產引起當地土地和水資源的損失，嚴重影響了當地居民的生存狀態，反過來，當地群眾為了奪回屬於自己的土地和水資源，阻礙石油部門的開采活動。
2. 石油開發對地質環境造成了哪些影響
石油開采過程中會產生大量的含油廢水，廢水中還有大量的石油與懸浮物，這些污染物如果未經有效處理進行排放，或者處理不夠徹底而進行排放，會對地表水與地下水造成嚴重的污染，地表水與地下水通過食物鏈被動植物所吸收，經過長時期的沉積，會對人體與動植物造成嚴重的破壞，影響人體健康，影響作物的產量。同時利用受污染的水進行灌溉，還會對土壤造成污染。油田土壤環境污染,主要來自鑽井、洗井、試井、採油和修井過程中的落地原油或井噴及固體廢棄物。土壤一旦遭受石油污染,便會引起多項環境要素的改變,以致危害生態環境。土壤被石油污染影響其通透性，凡能聚在土壤中的石油烴,絕大部分是高分子組成,它們粘著在植物根繫上形成一種粘膜，阻礙植物根系的呼吸與吸收,引起根系腐爛。因此採油區應種樹種草綠化、凈化保護土壤,石油污染的土地不能急於種糧食、蔬菜等,石油污染的土壤長出的稻米光澤較差,粘性較低,蔬菜味道不佳、易腐爛、不易保存。所以對落地原油和泥漿等要回收處理,一方面可回收資源,另一方面可保護環境。 石油開采過程是造成土壤水土流失的主要過程其影響表現為四個方面。首先是井場、道路、站所、油氣管道等工程施工建設擾亂和破壞土壤主體構型,影響土壤通氣和透水,改變了地表、地面坡度的原地貌形態和地表土壤結構;毀壞了地面植被，使松動土體岩性物質裸露地表,土壤抗蝕,抗沖性降低,加速了土壤的侵蝕。其次是嚴重破壞了原有的水保設施，為區域經濟的一時增長,加劇了水土流失,形成了邊治理邊破壞的被動局面。再次,井場平整,道路、油氣管道開挖而移動土體,土方隨意堆放,加之坡地開挖土方,沒有採取任何護欄措施,疏鬆的土方隨坡而下,易受暴雨沖刷,可誘發崩塌、滑坡,加速地面侵蝕,造成嚴重水土流失;易受風力影響造成沙塵天氣,使區域環境質量明顯下降。最後是施工中產生的廢水匯入地表徑流，造成水污染;棄土、棄渣及生活廢棄物,雖已就地回填,但仍為鬆散堆積物,大幅度降低原水土保持功能。石油開采是對地層油藏不斷挖掘的過程,不僅擴大了人類活動的范圍，更使原先無人到達或難以進入的地區變的可達和易進入，尤其是生態環境脆弱地區,對於黃土丘陵溝壑區、戈壁風沙區來說,灌木、蒿草在維持該地區生態系統平衡方面具有很重要的作用，地表剝離引起的植被破壞,短時間內很難恢復。從用地構成看,井場、站(所)對植被是點狀影響,道路、集輸管道是線狀影響,線狀影響遠大於點狀影響;從用地方式看，臨時用地植被可採取人工和自然恢復,永久性用地則完全被人工生態系統代替，雖然經人工植樹種草,植被覆蓋率上升，但可能造成遺傳均化,生態系統功能減弱。 總結 石油開采全過程對環境地質問題的影響是多方面的同時也是十分嚴重的，在石油開采過程中我們要在追求開采經濟效益的同時，要更加註重生態環境的保護，加強對環境地質問題的綜合治理，努力謀求資源開發與環境保護的協調、可持續發展。
3. 開發油田對地質會造成那些影響
淺層的油氣田開發對地質是有些影響，大量的地層虧空會局部淺層局部地應力作用。回不過根據目前幾個國內答老油田來看，還沒因為油田開發造成地質災害的先例。所以開發油田到目前為止造成地質災害的幾率是非常低的。反而一些油田正利用鑽在地質構造上的深井，觀察該區域構造應力的變化，幫助預測地質災害。
4. 地質環境對土地資源開發利用有何影響急急急急急。。。。。
地質環境：指由岩石圈、水圈和大氣圈組成的環境系統，在長期的地質歷史演化的過程中，各個圈層之間進行物質遷移和能量轉換，組成了一個相對平衡的開放系統。而土地資源的合理利用是決定人類能否持續、健康、快速發展的重要問題，對實現可持續發展的戰略目標，並且與提高土地資源利用效益具有重要的現實和指導意義。兩者有緊密的連休，特別是地質環境對土地資源開發利用有巨大的影響，而地質環境是由於地球不斷演化所產生的產物。億萬年來，岩石圈和水圈之間，岩石圈和大氣圈之間，大氣圈和水圈之間，通過物質交換和能量流動建立了地球化學物質的相對平衡關系。人類所處的地質環境是在最近一次造山運動和最近一次冰期後形成的。影響著人類很多的地方，因此，為了促使社會、經濟、生態系統的良性循環，將生態穩定、建設和發展作為中心任務，果斷實施保護、鞏固、發展的建設策略，加強水土保持，加強生態環境保護的科學研究和新技術的推廣應用以及生態環境保護的科技支持能力。
人類和其他生物全部依賴地質環境生存發展，同時，人類又不斷改變著地質環境，土地開發利用也是其中的一想改變。
在土地開發利用之前，需要觀察好當地的地質環境，做好全面的調查。才能制定相應的措施。在開發利用土地資源中，密切注意地質環境，盡量減少對地質環境的影響。
①地質環境是生物的棲息場所和活動空間，為生物提供水分、空氣和營養元素。地質環境的區域差異，導致生物向不同方向進化。生物是地質環境的產物，但又改變地質環境，例如土壤是植物和地質環境相互作用下形成的。生命在長期演化中,同環境愈來愈適應,因此生物體的物質組成及其含量同地殼的元素豐度之間有明顯的相關關系。英國地球化學家E.哈密爾頓等人通過對人體臟器樣品的分析發現，除原生質中主要組分（碳、氫、氧、氮）和岩石中的主要組分（硅）外，人體組織（特別是血液）中的元素平均含量和地殼中這些元素的平均含量具有明顯的相關性（見圖）。這說明人體是地殼物質演化的產物。②地質環境向人類提供礦產和能源。目前人類每年從地層中開採的礦石達4立方公里,從中提取金屬和非金屬物質。人類還從煤、石油、天然氣、水力、風力、地熱以及放射性物質中獲得能源。礦產資源是經過漫長的地質時代形成的，屬於不可更新資源,經人類開發利用後,很難恢復，因此礦產資源的合理開發和有節制地使用是非常重要的。③人類對地質環境的影響隨著技術水平的提高而愈來愈大，例如採掘礦產,修建水庫,開鑿運河都直接改變地質、地貌；大規模毀壞森林草原，導致水土流失，土地沙漠化；礦物燃料的大量燃燒，增加大氣層二氧化碳含量，造成全球氣候異常;人類向地質環境排放大量工業廢棄物,造成對有機體有害的化學元素如汞、鉛、鎘等在地表的濃度增高。
重點觀察當地的地質情況，才能更好地掌握當地的土地情況。從而充分利用土地資源。所以地質環境對土地資源開發利用有重大影響。
5. 煤炭開發地質環境狀況及其對能源開發的影響研究
一、煤炭賦存的地質環境狀況
1.地質概況
地質學中的鄂爾多斯盆地是指中朝板塊西部連片分布中生界(特別是二疊系和侏羅系)的廣闊范圍。長期以來，地質工作者把它看作是一個獨立的、自成體系的中生代沉積盆地。本書所研究的鄂爾多斯能源基地的范圍與地質學中的鄂爾多斯盆地范圍基本一致，大致在北緯34°～41°20'，東經105°30'～111°30'。具體的地理邊界為東起呂梁山，西抵桌子山、賀蘭山、六盤山一線。南到秦嶺北坡，北達陰山南麓，跨陝西、甘肅、寧夏、內蒙古、山西5省(區)。面積約40萬km2。
鄂爾多斯盆地是一個不穩定的克拉通內部盆地，盆地基底形成後，在其後的蓋層發展演化過程中，先後經歷了坳拉槽—克拉通坳陷(內部和周邊)—板內多旋迴的陸相盆地及其前淵—周邊斷陷等盆地原型的多次演化，現在的鄂爾多斯盆地是上述若干個盆地原型的疊加(孫肇才等，1990)。從中生界開始，基底地層對於蓋層的影響就已經很不明顯，並且表層褶皺在盆地內部也極不發育。所以盆地內中生界以上的地層產狀大都比較平緩，斷裂和裂隙比較少。
鄂爾多斯盆地的基底岩系分為兩類，一類是由變粒岩岩相(麻粒岩、淺粒岩、混合花崗岩及片麻狀花崗岩等)組成的太古宇;另一類是由綠岩岩相組成為主(綠片岩、千枚岩、大理岩和變質偽火山岩)的中古元古界。基底岩系之上的沉積蓋層年代自中元古界至第三系(古、新近系)，累積最大厚度超過10000m。其中，中古元古代在全盆地范圍內沉積了厚達1500m的長城系石英砂岩和薊縣系合疊層石的硅質灰岩。早古生代在盆地中部沉積了400～700m的碳酸岩海相沉積，在南緣和西緣同期沉積達4500m。晚石炭至早二疊世早期，在本區形成了一個統一的以煤系地層為特徵的濱海相沉積，沉積厚度為150～530m。晚三疊世盆地范圍內部形成內陸差異沉降盆地，包括了5個明顯的陸相碎屑岩沉積旋迴，即晚三疊世延長組，早中侏羅世延安組、中侏羅世直羅-安定組、早白堊世志丹群下部及上部(孫肇才，1990)。早白堊世末期的燕山中期運動，導致本區同中國東部濱太平洋區一起，在晚白堊世至第三紀(古、新近系)期間，作為一個統一的受力單元，在開闊褶皺基礎上發生大面積垂直隆起。就在這個隆起背景上，形成了環鄂爾多斯中生代盆地的以汾、渭、銀川和河套為代表的新生代地塹系，並在其中沉積了厚達數千米至萬米的以新第三系(新近系)為主的地塹型沉積。而盆地中心部位的晚白堊世至第三紀(古、新近紀)地層大面積缺失。
第四紀以來，鄂爾多斯盆地中南部大部分地區沉積了大厚度的黃土;而其北部卻由於隆起剝蝕而沒有黃土沉積。
鄂爾多斯盆地南部大部分為黃土高原。黃土高原的地形外貌在很大程度上受古地貌的控制。基底平坦而未受流水切割的部分為黃土塬，而受到較強侵蝕的塬地則變為破碎塬。在陝北的南部和甘肅隴東地區的塬地保存較完好，如著名的洛川塬和董志塬。在流水和重力作用下，黃土地層連同基底遭到嚴重切割的地貌成為黃土梁和峁。另外，由於流水侵蝕還可形成狹窄的黃土沖溝和寬淺的黃土澗地，使梁峁起伏，溝壑縱橫，地形支離破碎，是人為活動頻繁、植被破壞與水土流失最為嚴重的地區。
鄂爾多斯北部隆起的高平原地區由於氣候乾旱，長期受風力侵蝕，形成眾多的新月形流動沙丘和半固定、固定沙地。北部有庫布齊沙漠，南部有毛烏素沙地，東部為黃土丘陵。庫布齊沙漠為延伸在黃河南岸的東西帶狀沙漠，大部分流動和半流動沙丘邊沿水分較好。毛烏素沙地多為固定和半固定沙丘，水分條件較好，形成了沙丘間灌草地。
2.煤炭賦存的地質環境
鄂爾多斯盆地煤炭資源豐富，已探明儲量近4000億t，佔全國總儲量的39%。含煤地層包括石炭系、二疊系、三疊系和中下侏羅統的延安組。
(1)侏羅紀煤田
含煤岩系為下中侏羅統的延安組，由砂、泥岩類及煤層組成，其中泥岩、粉砂岩約佔70%左右，透水性弱，其上覆直羅組、下伏富縣組均為弱透水岩層。侏羅紀地層中地下水的補給、徑流條件差，以風化裂隙為主，構造裂隙不很發育，風化帶深度約40～60m，風化帶以下岩層的富水性很快衰減。礦井涌水量在一定深度後不僅不再隨開采深度的增加而增大，而且會減少，風化帶以下地下水徑流滯緩，水質很差，礦化度高。礦床水文地質類型一般屬水文地質條件簡單的裂隙充水型。但在有第四系鬆散砂層(薩拉烏蘇組)廣泛分布及燒變岩分布區，水文地質條件往往變得比較復雜，特別在開采淺部煤層時、可能形成比較嚴重的水文地質和地質環境問題。按照礦井充水強度及水文地質條件的差異，可將侏羅紀煤田劃分為4個水文地質分區:①黃土高原梁峁區。主要分布於盆地北部。區內地形切割強烈，上部無鬆散岩層覆蓋或砂層巢零星分布，降水量少而集中，不利於地下水的補給與匯集，岩層富水微弱，礦床充水以大氣降水為主，礦井涌水量很小，礦床水文地質條件簡單。②燒變岩分布區。沿主要煤層走向呈帶狀分布，深度一般在60m以淺，寬度受煤層層數、間距、傾角、地形等因素控制。岩層空隙發育，透水性能好，其富水性取決於補給面積和含水層被溝谷切割程度，當分布面積較大或上覆有較廣泛的第四紀砂層時，富水性較強，對淺部煤層開采有影響，也常是當地重要的供水水源。③第四系砂層覆蓋區。砂層出露於地面且廣泛覆蓋於煤系之上，厚度數米至數十米，甚至更厚。區內大氣降水雖然較少，但砂層的入滲條件很好，可以在大范圍內獲得大氣降水的就近滲入補給，然後匯集到砂層厚度較大且古地形低窪處，以泉或蒸發的形式排泄，在礦井開采淺部煤層時常是最主要的充水水源，可能出現涌水、涌砂問題。該區淺部煤層開采礦床水文地質條件中等至復雜居多。砂層水和燒變岩水往往有密切的水力聯系，賦存有寶貴的水資源，但不適當的採煤和采水都可以導致大面積補給區的破壞和水質的污染及生態環境的惡化。因此，在煤田開發中應將採煤、保水和生態環境的保護作為一項系統工程統一規劃。④一般地區。不用上述3個水文地質分區的其他地區。該區煤系地層地下水的補給條件不好，含水微弱，礦床水文地質條件屬簡單，少數中等，礦井涌水量多數為每小時1m3至數十立方米。
(2)陝北三疊紀煤田
該煤田位於盆地中部的黃土梁峁地區。地下水在黃土梁區接受大氣降水的少量補給，在溝谷中排泄，徑流淺，水量小，岩層富水性弱，風化帶以下岩層富水性更弱，礦化度很高，水文地質條件多為簡單，屬裂隙充水礦床。
(3)石炭、二疊紀煤田
分布於盆地東、南、西部盆緣地區的石炭二疊紀煤田，煤系基底為奧陶、寒武系灰岩，是區域性的強含水層，煤系本身含水比較微弱，屬裂隙-喀斯特充水礦床。其礦床水文地質條件的復雜程度，取決於煤系基底灰岩水是否成為向礦井充水的水源及其充水途徑和方式。現分區敘述如下:①東部地區。包括准格爾煤田和河東煤田。煤系下伏灰岩強含水層的地下水位埋藏很深，常在許多礦區的可採煤層之下，煤系地層含水微弱，礦床水文地質條件簡單，奧陶系灰岩水為礦區的主要供水水源。從長遠看，當煤層開采延伸到奧陶系灰岩水位以下時，灰岩水將威脅到下部煤層的開采。②南部渭北煤田。奧灰水地下水位標高為380m左右，而煤層賦存標高從東至西逐漸始升。如在東部太原組煤層的開采普遍受到奧灰水的威脅，而西部銅川礦區的多數煤層則均賦存在灰岩地下水位以上。在渭北煤田，由於奧灰與煤系的接觸關系為緩角度不整合，使得不同地區煤系下伏的灰岩岩性和富水性不同，形成不同的水文地質條件分區。380m水位標高以上的煤層，其礦床水文地質條件多為簡單至中等，而380m水位標高以下的煤層，水文地質條件屬中等至復雜。奧陶系、寒武系灰岩沿煤田南部邊緣有部分山露或隱伏於第四系之下，接受大氣降水直接或間接補給，灰岩和強徑流帶也沿煤田的南部邊緣分布於淺部地區。故開采淺部煤層時，礦井涌水量大，開采深部煤層時突水的可能性增大，但水量則有可能減少。在韓城礦區北部，黃河水與灰岩水之間有一定的水力聯系。灰岩水是當地工農業的最主要水源、要考慮礦坑水的綜合利用和排供結合。③西部地區。煤系與奧陶系灰岩之間有厚度較大的羊虎溝組弱含水層存在，奧灰水不能進入礦井，煤系含水比較微弱，礦床水文地質條件多屬以裂隙充水為主的簡單至中等類型(王雙明，1996)。
二、煤炭開發過程中的地質環境狀況變化
煤炭開發引起的地質環境問題受礦山所處的自然地理環境、地形地貌、地層構造、水文氣象、植被，以及礦產工業類型、開發方式等經濟活動特徵等因素的影響。目前鄂爾多斯盆地煤礦地質環境問題十分嚴重。地下開采和露天開采對礦區地質環境影響方式和程度不同。該區煤礦以地下開采為主，其產量約占煤炭產量的96%。尤以地下採煤導致的地質環境問題最為嚴重，主要地質環境問題以煤礦業導致的地質環境問題結果作為分類的主要原則，可以分為資源毀損、地質災害和環境污染三大類型及眾多的表現形式(表3-2)(徐友寧，2006)。
根據總結資料與實地調查，結合重點區大柳塔礦區及銅川礦區實際情況，我們重點介紹以下5個突出的地質環境問題:①地面塌陷及地裂縫;②煤矸石壓占土地及污染水土環境;③地下水系統破壞及污染;④水土流失與土地沙化;⑤資源枯竭型礦業城市環境惡化。
1.地面塌陷與地裂縫
地下開采形成的地面塌陷、地裂縫造成耕地破壞，公路塌陷，鐵軌扭曲，建築物裂縫，以及窪地積水沿裂隙下滲引發礦井透水等事故。在乾旱地區由於地表水系受到破壞，導致礦區生產、生活，以及農業用水發生困難。同時，還可誘發山地開裂形成滑坡。
表3-2 煤炭開採的主要地質環境問題
地面塌陷和地裂縫在大中型地下開採的煤礦區最為普遍，災害也最為嚴重。如甘肅的華亭煤礦，寧夏的石嘴山、石炭井煤礦和陝西的渭北韓城—銅川，以及神府—東勝煤田礦區。
由於黃土高原人口密集，地面塌陷對土地的破壞主要是對農田的破壞。陝西渭北地區的銅川、韓城、蒲白、澄合等礦務局各礦區位於黃土台塬，該區是陝西渭北優質農業產區和我國優質蘋果生產基地，這些國有大中型老煤礦區幾十年地下開采導致了地面塌陷、地裂縫，以及山體開裂，成為西北地區煤礦開發對農業生產破壞最為嚴重地區之一。陝西省采空區地面塌陷總面積約110km2，主要分布於渭北及陝北煤礦區。不完全累計，1999年底，銅川礦區地面塌陷63.82km2，佔到全省地面塌陷區55.38%，其中80%為耕地。煤礦區的地面塌陷最為嚴重，這是因為煤層厚度較金屬礦體要大，過采區的空間較金屬及其他非金屬礦山要大得多，且上覆岩層多為松軟的頁岩、粉砂岩及泥質岩層。煤礦地表塌陷和地裂縫的范圍及深度與採煤方法、工作面開采面積、采區回採率，以及煤層產狀等多種因素有關。一般而言，埋深愈淺，開采面積越大，地面塌陷、裂縫范圍及深度也越大。榆林神府礦區大砭窯煤礦開采5#煤層，煤層4～6m，埋深90～100m，1992年5月5日，礦井上方發生地面塌陷12000m2，陷落深度0.7m。寧夏石嘴山市石嘴山煤礦開采面積5.15km2，而塌陷面積已達6.97km2，是其開采面積的135%，形成深達8～20m地表塌陷凹地，部分地段的裂縫寬達1m。礦區鐵路運輸基地高出塌陷區10～20m，使得礦山企業每年用於鐵路墊路費高達100萬元，穿越礦區的109國道被迫改道。
陝西省煤礦采空區地面塌陷總面積約110km2(表3-3)，主要分布於渭北及陝北煤礦區。其中銅川市老礦區因開采較早，地面塌陷比較嚴重，到1999年底，不完全統計其地面塌陷63.82km2，佔到全省地面塌陷區55.38%，其中80%為耕地。而神木縣近幾年煤礦開發力度不斷增大，加之煤層埋藏較淺，地面塌陷程度增大，截至2001年，該縣鄉鎮煤礦造成地面塌陷達5.32km2。
表3-3 鄂爾多斯能源基地陝西境內煤礦區地面塌陷
(據西北地礦所)
陝西省渭北煤田的銅川、黃陵、合陽、白水、韓城各礦區、陝北神府煤田的大柳塔、大砭窯、洋桃瑁、沙川溝、劉占溝、新民礦等礦區，均出現有不同程度的地面塌陷、地裂縫及山體滑坡，造成大面積的農田被毀、房屋開裂、鐵軌扭曲、公路塌陷、礦井涌水等。2001年7月，特大暴雨使黃陵店頭陝煤建五處礦區倉村三組的1.2hm2耕地發生地面塌陷、地裂縫，地裂縫最寬可達15m，塌陷落差達7.45m，60%耕地已無法復墾，農田擱荒，預計經濟損失達270萬元。銅川煤礦區地裂縫5400餘條，以王石凹煤礦為例，在1∶5000的地形圖上填繪的裂縫就有70多條，總長度近7000餘米。神府礦區大柳塔礦201工作面煤層埋藏淺，1995年7月10日開始回採，放頂後地表形成裂縫，實測裂縫區面積為5742.5m2。第一期開采計劃完成後，預計未來大柳塔礦采空區總面積5.8hm2，可能發生地裂縫區域總面積約5.45hm2。裂縫區與采空區面積之比為0.94。目前塌陷面積達到7.7km2。20世紀90年代，甘肅窯街礦區礦井地面佔地598.1hm2。地面塌陷20處共計443.54hm2，地面塌陷面積比80年代擴大了48.4%，每年以14.47hm2的速度擴大，10年間因塌陷引起的特大型山體滑坡等災難性地質事故數起。80年代造成水土流失面積449～550hm2，90年代達到663～720hm2。
2.煤矸石壓占土地及污染水土環境
煤矸石是採煤和選煤過程中的廢棄物，通常占煤礦產量的12%～20%，是煤礦最大的固體廢棄物之一，其堆積會壓占土地植被。陝西黃陵店頭地處黃土高原地帶，小流域地區的森林植被良好，但是部分煤礦排放的煤矸石堆積在山坡上，壓佔了生長良好的雜木林。陝西韓城下峪口黃河灘地濕地蘆葦茂密，生態環境良好，但是下峪口煤礦排放煤矸石填灘造地，卻壓占並破壞了黃河濕地生態資源與環境，應引起有關部門的高度重視。煤炭資源大面積連續開采，造成了難以恢復的地下水破壞，同時導致地表河流流量銳減，生態環境破壞。1997年以來，陝西神府煤田開發區已有包括窟野河在內的許多河流出現斷流。
煤矸石堆積長期占壓土地。截至2000年，銅川礦務局下屬12個礦山，煤矸石累計堆存量1264.99萬t，大小矸石山150餘處，其中100萬t以上的矸石山35處，矸石壓佔2.37km2。
堆積的矸石山易發生自燃，產生大量硫化氫等有害氣體，對周邊村民身體健康產生很大危害。據有關資料，每平方米矸石山自燃一晝夜可排放CO10.8kg，SO26.5kg，H2S和NO22kg等。依據國家衛生標准規定，居民區大氣環境中有害物質的最高允許濃度SO2日均濃度為0.15mg/m3、H2S為0.01mg/m3，顯然，煤矸石自燃區的大氣環境污染超過了國家標准，必然危害居民身體健康。
陝西銅川礦務局下屬共有13個礦井，其中6個礦井煤矸石堆存在自燃(圖3-2)，矸石山周圍SO2，TSP，苯並芘等都嚴重超標，據有關資料在自燃矸石山周圍工作過5年以上的職工患有不同程度的肺氣腫。陝西韓城桑樹坪礦矸石山自燃造成空氣中SO2和CO2嚴重超標，其中SO2濃度平均超標16倍，CO2濃度平均超標20倍。在這種空氣環境下，甚至發生了工人昏倒在排矸場的現象。
圖3-2 銅川礦務局王石凹煤礦正在冒煙的矸石山
煤矸石不僅造成大氣污染，矸石山淋濾水還會造成臨近地表水源、地下水，以及矸石山下伏土壤的污染。本次調查在銅川礦務局金華山煤礦採集的矸石山淋濾水樣，顏色發黑，經檢測發現是酸性水，pH值為2.82，COD為812.5mg/L，懸浮物含量128.0mg/L，重金屬含量汞、鎘、銅、鎳、鋅、錳均超標;在三里洞煤礦採集的矸石山淋濾水pH值為1.77，COD為621.6mg/L，TDS含量達160.658g/L，水化學類型為Mg·SO4型;這些矸石山淋濾水流入地表水體或滲入土壤，都會造成一定程度的污染。
3.地下水系統破壞及污染
鄂爾多斯能源基地煤炭開采區大多為嚴重缺水地區。礦井疏干排水造成地下水均衡系統的破壞，地下水位下降，水量減少。煤礦酸性及高礦化度井水造成地下水污染，加劇了水資源危機。煤炭資源大面積連續開采，造成了難以恢復的地下水破壞，同時導致地表河流流量銳減，生態環境破壞。1997年以來，陝西神府煤田開發區的不少河流斷流，如2000年窟野河斷流75d，2001年斷流106d。由於煤礦采空區裂縫遍布，最寬達2m多，局部地區地面下降2～3m，導致原流量達7344m3/d的雙溝河已完全乾涸，400多畝水田變為旱地，楊樹等植被大片枯死。
陝西渭北銅川、蒲白、澄合和韓城等煤礦是礦井突水主要發生地，素有渭北「黑腰帶」之稱的銅川、蒲白、澄合、韓城四大煤礦區又是高瓦斯礦區，1975年5月11日，銅川礦務局焦坪煤礦前衛礦井發生重大瓦斯煤塵爆炸事故，死亡101人，受傷15人，全井造成嚴重破壞。2001年4月，銅川、韓城兩起瓦斯爆炸造成86人死亡的重大惡性事故，社會影響極壞。
陝西省的礦井突水主要發生在渭北銅川、蒲白、澄合和韓城等煤礦區。1989年，上述4個礦務局27個煤礦31處自然礦井，受地下水威脅的礦井佔32.3%。據不完全統計共計發生礦坑突水36次，其中1975～1982年該區發生奧灰岩土石事故29次，占其礦井突水事故地80.56%。該區礦井下水災主要來源於奧灰岩岩溶水和古窯采空區積水。1960年1月19日，銅川礦務局李家塔煤礦發生老窯突水53476m3，淹沒巷道18條，總長1880m，直接經濟損失7142元，死亡14人。20世紀60年代以前，該區帶主要礦井巷道還位於+380m水平面上，70年代後，蒲白、韓城、澄合等新建礦區部分開拓巷道位於+380m水平面之下。1974年以後，象山、馬溝渠、桑樹坪、董家河、權家河、二礦、馬村礦相繼發生奧灰岩突水事故29次，淹沒巷道萬余米，致被迫停產，重掘巷道的巨大損失，直接經濟損失近2000萬元。
寧夏石嘴山煤礦區因地面塌陷，地裂縫交錯，地面低凹積水，地表水沿裂隙進入地下巷道，使礦區多次發生突水事件，造成人員傷亡和巨大的經濟損失(表3-4)。
表3-4 寧夏石嘴山煤礦礦井突水一覽表
陝西黃陵縣店頭沮水河兩岸分布著十幾家個體小煤礦，不顧後果在河道下採煤，在8km2范圍內形成4處較大的塌陷區，均橫跨沮水河床，地裂縫達20cm，最大塌陷區面積達1000m2以上，大片耕地塌陷，民房出現裂縫，飲水井水量和水質發生變化。1998年9月13日個體小煤礦牛武礦非法開采沮河河床保安煤柱，並越界穿過沮水河，同個體水溝小窯多處相互打通，發生礦井透水，最終導致蒼村一號斜井西采區被淹，使陝西黃陵礦業公司一號煤礦主平硐在1999年「3.24」發生重大突水事故，涌水量瞬間增至800m3/h，迅速淹沒了3條平硐。小煤窯無序採煤不僅造成自己淹井停產，也給黃陵礦業公司造成直接經濟損失3401萬元，間接經濟損失3100萬元。同時，沮水河河水在上游進入煤礦采空區後，又在下游報廢小煤窯井口流出排入沮水河，給居民生產和生活帶來了很大困難。黃陵個體煤礦無序開采誘發的礦井突水事故再一次說明采礦業的發展必須遵循可持續發展原則，合理布局，加強礦業秩序的日常監督管理，才能使整個采礦業沿著健康的軌道發展。
長期以來，由於技術水平所限和認識不足，礦井水被當作水害加以防治，礦井水被白白排掉而未加以綜合利用和保護。2000年，西北地區國有礦井煤產量3785萬t，平均噸煤排水量1.3t，其他礦井煤產量5209萬t，平均噸煤排水量0.324t。西北地區的煤礦主要位於乾旱、半乾旱地區，礦區水資源匱乏，毫無節制的排水不僅大大破壞了地下水資源，增加了噸煤成本，而且還導致地面塌陷、地下水資源流失、水質惡化，還可能造成地下突然涌水淹井事故。
煤礦礦井水多屬酸性水，未加處理直接排放，加劇了乾旱地區礦山用水危機。陝西、寧夏、內蒙古部分礦井水pH值均小於6，陝西銅川李家塔礦井水pH值更低為3。酸性礦井水直接排放會破壞河流水生生物生存環境，抑制礦區植被生長。甘肅、寧夏、內蒙古西部大部分礦井及陝西中部和東部等礦井水是高礦化度水，一般礦化度均大於1000mg/L。
2002年7月在陝西渭北煤礦區的一些礦務局調查時發現，陝西白水部分礦山存在將坑道廢水直接排入地下岩溶裂隙，導致岩溶水污染，此問題應引起有關部門的高度重視，盡快採取措施保護岩溶水，使地下水資源不受污染。
4.水土流失與土地沙化
水土流失導致的土壤侵蝕是生態惡化的重要原因。黃土區、黃土與風沙過渡區的礦區水土流失量最大。陝西的銅川、韓城、神府煤礦區;寧夏的石嘴山、石炭井煤礦區;陝蒙神府—內蒙古東勝水土流失都十分嚴重。有關環境報告資料預測，陝西神府—內蒙古東勝礦區平均侵蝕模數按1.21萬t/km2·a，面積按3024km2計算;年土壤侵蝕量為3659.04萬t。據幾個礦區開發前後不同時期的遙感資料以及河流、庫壩、泥沙資料綜合分析和計算表明，煤礦開采後水土流失量一般為開采前的2倍左右。內蒙古的烏達等礦區，侵蝕模數達10000～30000t/km2·a，是開采前水土流失量的3.0～4.5倍。陝西黃陵礦區建礦前土壤侵蝕模數為500t/km2·a，建礦5年後，土壤侵蝕模數已達1000t/km2·a。隨著礦區的開發水土流失問題日益嚴重，不僅破壞了生態環境，還直接威脅礦區安全。例如，陝西神木中雞煤礦由於礦渣傾入河道，占據河床2/3的面積，1984年8月雨季時河水受阻迴流，造成特大淹井事故。
煤炭開采形成的地面塌陷造成淺層地下水系統破壞，使塌陷區植被枯死，為土地沙漠化的活化提供了條件。其次，露天煤礦、交通及天然氣管道工程建設佔用大量耕地，破壞植被，使表土疏鬆，使部分原已固定和半固定沙丘活化。戈壁沙漠區煤礦廢渣堆放，風化加劇了土地沙化。
陝西神府煤田礦區大規模開發以及地方、個體沿河溝兩岸亂挖濫采，破壞植被，導致沙土裸露，加劇水土流失和土地沙化。自80年代中期開發以來，毀壞耕地666.7hm2，堆放廢渣6000多萬t，破壞植被4946.7hm2，增加入黃泥沙2019萬t。據「神府東勝礦區環境影響報告書」提供的預測結果，若不採取必要的防沙措施，礦區生產能力達到3000萬t規模時，將新增沙漠化面積129.64km2，煤礦開發導致的沙漠化面積為自然發展產生沙漠化面積的1.53倍，新增入河泥砂量480萬t，比現有條件下進河泥砂量增加13.7%。
5.煤炭資源枯竭與城市環境惡化
鄂爾多斯現有煤田有些開發較早，可以追溯到20世紀五六十年代。起初，由於技術落後，造成資源浪費，加之很多礦區達到服務年限，到現在已無資源可采。如銅川礦務局是1955年在舊同官煤礦的基礎上發展起來的大型煤炭企業。全局在冊職工30041人，離退休人員32691人，職工家屬約21.6萬人。由於生產礦井大多數是50年代末60年代初建成投產的，受當時地質條件和開采條件所限，所建礦井煤炭儲量、井田范圍、生產能力小，服務年限短。80年代以來先後有9對礦井報廢，實施關閉，核減設計能力396萬t。目前全局8對生產核定能力965萬t/a，均無接續礦井。東區部分礦井資源枯竭，人多負擔重，生產成本高，正在申請實施國家資源枯竭礦井關閉破產項目。生產發展接續問題日益突出，企業生存發展面臨嚴峻挑戰。礦業城市的可持續發展受到地方政府及相關學者的關注。煤炭資源枯竭的直接後果是礦業城市面臨轉型，大量問題需要解決，如人員安置、環境改善、尋找新的主打產業等。
三、煤炭開發引起的地質環境問題對煤炭開採的影響
大規模的煤炭開發活動不但極大地破壞了當地的地質環境和生態環境，也在很大程度上制約了煤炭開采活動的正常進行，主要表現在以下幾個方面:
(1)採煤塌陷及地裂縫造成水資源量減少、地下水體污染，影響礦區採煤活動的正常運行
採煤塌陷造成含水層結構破壞，使原來水平徑流為主的潛水，沿導水裂隙垂直滲漏，轉化為礦坑水;在采礦疏干水過程中又被排出到地表，在總量上影響地下水資源。採煤塌陷形成塌陷坑、自上而下的貫通裂隙，使當地本就稀缺的地表水、地下水進入礦坑而被污染，使地下水質受到影響，進而影響到地下水的可用資源量。如在神府東勝礦區，採煤塌陷一方面使薩拉烏蘇組含水層中地下水與細沙大量湧入礦坑，造成井下突水潰沙事故;另一方面礦坑排水需大量排放地下水，既浪費了寶貴的水資源，又破壞了礦區的水環境(張發旺，2007)。
另外，採煤塌陷對水環境造成影響的最重要因素是塌陷裂縫。其存在不但增加了包氣帶水分的蒸發，造成地表溝泉、河流等的乾涸，而且增加了污染物的入滲通道，從而導致土壤水和地下水體的污染。
西北煤礦區水資源原本缺乏，再加上塌陷及地裂縫造成的可用水資源量的減少，使礦井用水、洗煤廠用水、礦區生活用水等均面臨嚴峻挑戰。
(2)煤層及煤矸石自燃不但浪費了大量煤炭資源，而且影響煤炭開采
鄂爾多斯盆地北部的侏羅系煤田分布區，煤層埋藏淺深度只有0～60m，並且氣候乾旱，植被稀少，形成了有利於煤田大規模自燃的氣候條件。因此煤層及煤矸石自燃大面積分布，如烏海煤田、神東煤田等。煤層及煤矸石自燃不僅會燒掉寶貴的煤炭資源，並且會影響煤炭開采、污染空氣，造成巨大經濟損失。
(3)礦坑突水事故不但破壞了地表水和地下水資源，往往也會淹沒礦井巷道，嚴重影響煤炭開采，造成重大人員傷亡和經濟損失
在我國，大部分石炭-二疊系煤炭開采時會受到水量豐富的奧陶系灰岩水的威脅。由於水量巨大，流速快，水壓高，奧陶系灰岩水造成的突水事故往往十分巨大，如1984年6月發生的開灤范各庄煤礦發生的世界罕見的特大奧陶系灰岩水突水事故，突水4d內把范各庄煤礦淹沒，又突入相鄰的呂家坨煤礦並將其全部淹沒，並向另一相鄰礦林西礦滲水，經過4個月才完成封堵工作，造成的經濟損失達5億元以上。在鄂爾多斯盆地，石炭-二疊系煤層主要分布在銅川、蒲白、澄合和韓城一線，歷史上共發生礦坑突水事故40餘次。如1960年1月19日銅川礦務局李家塔煤礦發生老窯突水53476m3，淹沒巷道18條，死亡14人。
陝西黃陵縣店頭沮水河兩岸個體小煤礦無序生產，1998年9月至1999年3月造成一系列突水事故，給黃陵礦業公司造成的直接經濟損失就有3401萬元，間接經濟損失3100萬元。
6. 化石燃料能源利用對環境都有哪些影響
由於化石燃料是世界一次能源的主要部分，其開采、燃燒耗用等方面的數量都很大，從而對環境的影響也令人關注。
開采過程對環境的影響最典型的是煤炭開采，包括開采對土地的損害、對村莊的損害和對水資源的影響。據不完全統計，迄今為止平均每開采萬噸煤炭塌陷農田0.2公頃，平均每年塌 陷2萬公頃。中國建築物下壓煤超過48億噸，其中村莊下壓煤佔2/3。而且，煤炭燃燒會產生二氧化硫和二氧化氮污染環境。
在山東、河北、河南、安徽和江蘇五省平原地區，壓煤村莊1100個，居住村民百萬以上。開采造成水資源的污染對生態環境的影響也量大面廣，平均每開采1噸原煤需排放2噸污水更嚴重的是，在有些地區，由於水源和江河湖海的嚴重污染，造成居民用水短缺。
化石燃料在利用過程中對環境的影響主要是燃燒時各種氣體與固體廢物和發電時的余熱所造成的污染。化石燃料時產生的污染物對環境的影響主要有兩個方面。一是全球氣候變化。燃料中的碳轉變為二氧化碳進入大氣，使大氣中二氧化碳的濃度上升，從而導致溫室效應加劇，改變了全球的氣候，生態平衡失衡。二是熱污染。火電站發電所剩「余熱」被排出到河流、湖泊、大氣或海洋中，在多數情況下會引起熱污染。例如，這種廢熱水進入水域時，其溫度比水域的溫度平均要高出7～8℃，使生物要離開該水域。
7. 地質資源開發對地質環境變化的驅動作用
地質資源是蘊藏於地質環境、經濟社會發展必需的寶貴資源。開發地質資源，必然要擾動地質環境。地質資源開發對地質環境的作用主要包括:開發礦產資源、開采地下水、利用地質遺跡等。
(一)礦產資源開發
新中國成立後我國礦產資源開發規模迅速擴大。1949年，我國保留比較完整的礦山僅300多座，年產原油12萬t，煤0.32億t，鋼16萬t，有色金屬1.30萬t，硫鐵礦1萬t，磷不足10萬t［2］。經過60年的努力，中國先後建立了大慶、勝利、遼河等大型石油基地，大同、兗州、平頂山、兩淮、准格爾等煤炭基地，上海、鞍山、武漢、攀枝花等大型鋼鐵基地，白銀、金川、銅陵、德興、個舊等大型有色金屬基地，開陽、昆陽、雲浮等大型化工礦山基地。目前，中國的礦產品產量、消費量居世界前列。
圖3-12～圖3-14分別繪出了1949以後我國原煤產量、鐵礦石原礦量、10種有色金屬(銅、鋁、鉛、鋅、鎳、錫、銻、汞、鎂、鈦)產量增長情況。可以看出，1949年到2008年礦產資源變化大致可劃分為三個階段:緩慢增長階段、穩定增長階段和快速增長階段。以有色金屬為例，1977年之前年均增長率為4.1%，1978～1999年年均增長率為10.2%，1999年以後年均增長率增至15.4%，進入快速增長階段。資源消費彈性狀態為資源消費量增長速度與GDP增長速度的比值，反映了經濟增長對資源的依賴程度。從表3-8可以看出，「七五」以來我國主要礦產的消費彈性系數均呈上升狀態，特別是近年來消費彈性系數大幅度上升［29］。我國經濟社會發展階段和我國的產業結構趨向重化工業決定了近年來我國對礦產資源需求的急劇增長。
圖3-12 1949～2008年中國原煤產量增長情況示意圖
圖3-13 1978～2008年中國鐵礦石原礦量變化示意圖
圖3-14 1949～2008年中國10種有色金屬產量變化示意圖
表3-8 中國主要礦產品、相關能源和原材料消費彈性系數表
數據來源:據國土資源部信息中心
礦產資源開發對地質環境造成了巨大的影響。固體礦產的採掘活動，破壞礦區原有的地形地貌，形成巨大的露天采坑或大片地表塌陷區;礦山固體廢棄物(廢石、尾礦、煤矸石等)的堆放大量壓占土地。地下采礦對土地資源的破壞方式，主要表現為地面大面積塌陷、裂縫和變形。據國土資源部2005年統計，因采礦及各類廢渣、廢石堆置等，全國累計侵佔土地達586萬hm2，破壞森林106萬hm2，破壞草地26.3萬hm2［30］。為了確保井下安全生產，礦產開發往往需要排出大量的礦井水。據統計，目前全國煤礦礦井每年涌水量在42億m3左右，利用率僅為26%左右，造成水資源的極大浪費［31］。同時，由於采礦疏干深度很大，致使礦區及其周圍地區地下水位大幅度下降，影響了農業和其他用戶的供水，導致排水和供水之間發生嚴重矛盾。采礦活動還引發了很多地質環境問題甚至地質災害。采礦活動由於對地質體進行開挖和破壞，改變了長時期以來所形成的地質過程均衡，常常誘發一些地質環境問題。目前，全國因采礦引起的塌陷180餘處，塌陷坑1600多個，塌陷面積1150Km2。全國發生采礦塌陷災害的城市近40個，造成嚴重破壞的25個［30］。礦山開采形成的廢水、廢石等廢棄物污染了礦區的水土環境。礦業廢水包括礦床疏干排出的礦井水、洗煤廠廢水、選礦廢水、採油廢水等。其中煤礦、各種金屬、非金屬礦業的廢水以酸性為主，並多含大量重金屬及有毒、有害元素以及COD、BOD5、懸浮物等;石油、石化業的廢水中含揮發性酚、石油類、苯類、多環芳烴等物質。大量廢水未經達標處理就任意排放，甚至直接排入地表水體中，使土壤、地表水和地下水受到污染。礦區長期堆放的采礦廢石、尾礦、煤矸石，經風化淋濾，釋放出有害物質，也對水土環境形成污染。
(二)地下水資源開發
隨著社會經濟的發展，我國用水量呈不斷增長的趨勢，地下水開采量對用水量的貢獻亦隨之增大。據統計，1969年我國地下水開采量約為200億m3，占總用水量的7.3%;到2001年，地下水開采量增加到1094.9億m3，所佔比例增至19.7%;2001年以後，地下水占總用水量的比例穩定在18.4%左右。從圖3-15可以看出，我國總用水量在經歷50年左右的快速增長以後，在20世紀90年代末以後用水量增速趨緩，地下水用水量則隨著總用水量由快速增長轉變為緩慢增長而趨於穩定，維持在1050億m3上下。
雖然在總量上地下水開采趨於穩定，但是在區域上地下水開采量和開采程度差異很大。總體上北方開采程度高於南方，開采程度是南方的4～5倍(圖3-16)。河北和天津地下水開采程度高達165.4%和118.6%，多年來一直處於超采狀態。北京、山東與河南的地下水開采亦接近其可開采資源量的極限。開采程度介於50%～80%的省份有遼寧、山西、甘肅、內蒙古、陝西、黑龍江與上海。南方各省份地下水開采程度普遍小於20%，開采程度小於10%的有廣東、海南、貴州、湖北、重慶、廣西、雲南和西藏。
圖3-15 1949～2008年中國總用水量和地下水用水量變化示意圖
圖3-16 2008年中國區域地下水開采程度示意圖
全國有2/3的城市供水和大量的農業灌溉用水依靠地下水，由於不合理開發利用，引發了一系列地質環境問題［28］。在以地下水為主要供水水源的地區或城市，掠奪式開發、超采現象嚴重，尤以河北、天津、北京、山西、豫北、魯北、膠東、遼中南的大中城市較為嚴重。據統計，目前我國已形成地下水區域性降落漏斗區100餘個，主要分布在河北、山西、山東、北京、天津等地，其中最為嚴重的是華北平原。由於地下水超采，全國有40多個城市產生了地面沉降，其中沉降中心累計最大沉降量超過2m的有上海、天津、太原等城市;在大連、秦皇島、萊州、煙台、青島、北海等多個沿海城市出現了海水入侵現象。
(三)地質遺跡開發
我國有著豐富的地質遺跡。雖然人們很早就意識到了地質遺跡的科學價值和旅遊價值，但是直到20世紀末我國才開始有意識地、系統地開發和保護地質遺跡資源。2000年以來，我國通過建立地質公園加快了地質遺跡開發和保護的步伐，從而減少工程經濟活動對地質遺跡的破壞，充分發揮地質遺跡的科學和經濟價值。2000年以來我國分四批建立了138個國家地質公園，其中有18個被列為世界地質公園。所建立的國家地質公園中，地層學、地史學和古地理學地質遺跡8個、古生物學和古人類地質遺跡18個、火山學和火成岩石學地質遺跡15個、大地構造和構造地質學7個、地貌學地質遺跡75個、水文地質學地質遺跡11個、環境地質學和地質災害地質遺跡3個、工程地質學地質遺跡1個［32］。
通過上述對礦產資源、地下水和地質遺跡開發活動分析，可以得出:礦產資源開發對地質環境的開發擾動強度呈快速增大的態勢，而地下水開采對地質環境的作用強度趨於穩定，越來越多的地質遺跡資源得到開發與保護。
8. 化石燃料能源利用對環境都有哪些影響
由於化石燃料是世界一次能源的主要部分，其開采、燃燒耗用等方面的數量都很大，從而對環境的影響也令人關注。
開采過程對環境的影響最典型的是煤炭開采，包括開采對土地的損害、對村莊的損害和對水資源的影響。據不完全統計，迄今為止平均每開采萬噸煤炭塌陷農田0.2公頃，平均每年塌 陷2萬公頃。中國建築物下壓煤超過48億噸，其中村莊下壓煤佔2/3。而且，煤炭燃燒會產生二氧化硫和二氧化氮污染環境。
9. 能源的使用對環境有什麼影響
能源的使用對環境的影響：
1、煤炭的開發利用對環境的不利影響。
煤炭消費過程中產生大量二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、一氧化碳、煙塵和汞等污染物,是造成大氣污染和酸雨的主要原因。煤炭消費過程也排放溫室氣體,造成全球性環境問題。煤炭在開采過程中會造成礦山生態環境的破壞, 威脅生物棲息環境。主要包括對地表的破壞、引起岩層的移動、礦井酸性排水、煤矸石堆積、煤層甲烷排放等。
2、石油和天然氣勘探開采和加工利用對環境的不利影響。
油田勘探開采過程中的井噴事故、採油廢水、鑽井廢水、洗井廢水、處理人工注水產生的污水的排放；氣田開采過程中產生的地層水,含有硫、鹵素以及鋰、鉀、溴、銫等元素,其主要危害是使土壤鹽漬化；油氣田開采過程中的硫化氫排放；煉油廢水、廢氣(含二氧化硫、硫化氫、氮氧化物、烴類、一氧化碳和顆粒物)、廢渣（催化劑、吸附劑反應後產物）排放；海上採油影響海洋生態系統,石油因井噴、漏油、海上採油平台傾覆、油輪事故和戰爭破壞等原因泄入海洋，對海洋生態系統產生嚴重影響；在交通運輸業，機動車尾氣等造成大氣污染，排放一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物、鉛等污染物；等等。
3、水電開發對環境的不利影響。
水電是一種相對清潔的能源，但其對生態環境仍有多方面的不利影響，主要表現在：截流造成污染物質擴散能力減弱，水體自凈能力受影響；淹沒土地、地面設施和古跡，影響自然景觀，尤其是風景區；泥沙淤積會使上遊河道截面縮小，河床抬高，下遊河岸被沖刷，引起河道變化；改變地下水的流量和方向，使下游地下水位升高，造成土壤鹽鹼化，甚至形成沼澤，導致環境衛生條件惡化而引起疾病流行；建設過程採挖石料和填土，破壞自然環境；泄洪道變流裝置的安裝造成對魚類等水生生物的破壞，截流阻斷魚類洄遊等；會改變河流水深、水溫、流速及庫區小氣候，對庫區水生和陸生生物產生不利影響；可能會誘發地震；小水電站還會向生物圈排放一些溫室氣體（特別是由於水庫中生物質的腐爛而產生的甲烷）；等等。
4、核能開發利用對環境的影響。
核能對環境的影響主要來自兩個階段：核燃料生產和輻射後燃料的處理。由於人類無論何時何地都處於各種來源的天然放射性輻射之中,通常燃料生產過程的放射性污染較輕，一般不構成嚴重危害。但它畢竟對人體有害,故仍須予以充分注意。
5、可再生能源開發利用對環境影響的不利影響。
可再生能源開發利用整體上較傳統化石能源來說，更加清潔安全，但是開發利用可再生能源仍然會帶來一些環境問題。如風能開發中，風機會產生雜訊和電磁干擾，並對景觀和鳥類產生負面影響等。太陽能開發也會產生不利環境影響，主要是佔用土地、影響景觀等。此外，製造光伏電池需要高純度硅，屬能源密集產品，本身需要消耗大量能源。含鎘光伏電池(CdTe, CIGS)的有毒物質排放雖然在安全范圍之內，但公眾仍擔心對健康的危害。生物質能利用對環境的不利影響，主要是佔用大量土地，可能導致土壤養分損失和侵蝕,生物多樣性減少,以及用水量增加。用汽車運輸生物質會排放污染物。另外，農村居民使用薪柴和秸桿等生物質能作炊事和供熱燃料的傳統利用方式引起的室內空氣污染，對居民健康產生嚴重危害。地熱資源開發利用的環境影響主要是地熱水直接排放造成地表水熱污染；含有害元素或鹽分較高的地熱水污染水源和土壤；地熱水中的CO2 和H2 S等有害氣體排放到大氣中；地熱水超采造成地面沉降等。海洋能是潔凈的能源，對環境不會產生大的不利影響。但潮汐電站會對海岸線生態環境帶來一定影響；波浪能發電裝置能起到使海洋平靜的消波作用，有利於船舶安全拋錨和減緩海岸受海浪沖刷,但波浪能發電裝置給許多水生物提供了棲息場所，促使其繁殖生長,可能會堵塞發電裝置；海洋溫差發電裝置的熱交換器採用氨作工質，氨可能會污染海洋環境；建在河口的鹽差能發電裝置，還要解決河水中的沉澱物和保護海洋生物的問題。