泥炭資源綜合開發利用狀況調研報告

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按照深入學習實踐科學發展觀主題實踐活動的要求,圍繞“發揮自身優勢,推動xx新發展”參考課題,科技局班子問計於專家,結合工作實際,認真研究和開展了泥炭資源綜合開發利用方面的調研。現將調研情況報告如下。

泥炭資源綜合開發利用狀況調研報告

一、概述

(一)泥炭的概念

泥炭(peat)又稱草炭、泥煤,是由沼澤植物殘體在水下缺氧環境中經厭氧菌的不完全分解形成,具有多組分、多級分、半膠體特性的高分子複雜親水物質。泥炭是一種在農業、工業和醫藥等方面具有多種用途的資源。泥炭有機質由腐植酸和未完全分解的植物殘體組成,有疏鬆的結構、含抗甾類、黃酮類等。被稱爲“烏金散”的腐植酸(簡稱 ha)藥物記載起源於明朝李時珍的《本草綱目》。

(二)我國的泥炭資源概況

水熱組合條件是影響泥炭形成與發育的主導因素,因此,泥炭的空間分佈主要決定於泥炭形成時期的氣候狀況,其次是地質、地貌和水文等因素。全球泥炭的分佈具有地帶性特點,從高緯到低緯可分爲4個地帶:帶溼潤廣泛發育的弱泥炭堆積帶;溫帶溼潤髮達的強泥炭堆積帶;熱帶溼潤不發達的弱泥炭堆積帶;赤道雨林或熱帶雨林較發達的強泥炭堆積帶。

我國幅員遼闊,自然條件複雜,形成多種多樣類型的泥炭。泥炭資源的調查系統數據變化大,1963年列入世界泥炭資源統計表中的泥炭地面積10萬公頃,泥炭儲量只有2億噸;1980年的數據是,泥炭地面積348萬公頃,儲量達270億噸;1988年國家地質礦產部在“全國泥炭資源報告”中指出,全國有泥炭地面積104萬hm2,儲量爲46.8億噸(絕乾重量計),該數據是按泥炭礦層自然狀態下超過30cm(埋藏泥炭大於50cm)的標準調查獲得,比較接近世界規範。如按世界泥炭含水量40%要求計算儲量,我國泥炭的容重0.8-0.85g/cm2(幹容重0.3-0.45g/cm2)。這樣一來,我國泥炭總儲量應是124.8億噸(不包括近50年已開採用掉的約10億噸泥炭)。 近年來我國泥炭列爲礦產資源後,地質調查工作水平有很大提高,1986年地質礦產部所組織的全國性泥炭資源遠景調查,採用了地質填圖、鑽探、取樣和測試等手段,配合航測、衛片解譯及現代化儀器分析,實現了規範化的泥炭調查,在獲得的總儲量中屬可用資源量的有115.6億噸,佔全國總資源量的92.5%,其中探明儲量或稱勘探儲量爲8.8億噸,佔全國可用資源量的7.6%;推斷儲量81.3億噸,佔70.4%,預測儲量爲25.3億噸,佔21.9%。

從泥炭存在形式看我國泥炭量與質量分佈特點是,裸露泥炭明顯多於埋藏泥炭。裸露泥炭和埋藏泥炭分別佔總量的70.72%和29.28%。從泥炭營養類型分析,以富營養泥炭佔優勢。富營養泥炭儲量爲43.2629 億噸 ,爲總量的99.91%;中營養(173.33 萬噸) 和貧營養泥炭(221.86 萬噸) 甚少,分別佔0.04%和0.05%。從泥炭的殘體類型看,草本泥炭極其豐富。草本泥炭儲量爲42.6567萬噸,佔總量的98.51%,混合泥炭(3923萬噸) 佔0.91% ,木本泥炭(2311萬噸) 佔0. 53% ,蘚類泥炭爲(221.86 萬噸)最少,只佔0.05%。並且,大部分營養型草本泥炭中氮、磷、鉀含量高,分別爲2.1%~3.0%、0.06%~0.2%、0.5%~1.2%。

我國泥炭分佈還存在明顯的不平衡性,主要集中分佈在五大泥炭聚集區:東北山地現代泥炭聚集區,西部高原現代泥炭聚集區,長江中下游平原埋藏泥炭聚集區,雲貴高原埋藏泥炭聚集區,雷州半島埋藏泥炭聚集區。從省、市、自治區泥炭儲量來看,四川省泥炭資源最豐富,雲南省次之,甘肅、江蘇、西藏、黑龍江、安徽、吉林、內蒙古、新疆等均是泥炭儲量超億噸的省份。另外,從泥炭的賦存時代、埋藏類型及其成炭植物類型諸方面來看,我國泥炭主要賦存於第四紀的全新統地層中,約佔總量的97.12%,部分產於上更新統,僅佔2.8%,少量賦存於更新統及第三紀的上新統中,僅佔0.08%;裸露泥炭明顯多於埋藏泥炭,分別佔總量70.72%和29.28%;低位泥炭佔絕對優勢,爲總量的99.1%,中位和高位泥炭甚少,分別佔0.4%和0.5%;其中低位草本泥炭極其豐富,佔總量的98.51%,混合泥炭和木本泥炭分別佔0.91%和0.53%。

如上所述,全國各地泥炭資源量超過1億噸只有10個省、市、自治區,分別爲四川、雲南、甘肅、江蘇、西藏、黑龍江、安徽、內蒙古、吉林、新疆等,共佔全國可用資源量的92%。據有關資料,根據我國各地泥炭的儲藏量,其中四川和雲南的儲量最大,屬於最豐富的地區。

(三)xx縣泥炭資源情況

xx縣目前基本查明或初步查明的泥炭總儲量達4.6億噸,廣泛分佈於赤瑞湖、異龍湖區域,且埋藏淺、厚度大、層位穩定、易開採。

圈定泥炭分佈面積7.106萬畝,其中:湖面水域面積4.654萬畝,耕地面積2.452萬畝。

赤瑞湖礦區位於xx縣城區西部10公里的寶秀盆地中,礦區面積17平方公里,泥炭分佈面積0.936萬畝,其中:湖面水域面積0.06萬畝,耕地面積0.876萬畝,遠景儲量達0.9668億噸。腐植酸含量達35.31%,有機質含量46%-56.69%,總平均值達到50.79%。

異龍湖礦區泥炭分佈面積6.17萬畝,其中:湖面水域面積4.594萬畝,耕地面積1.576萬畝,遠景儲量達3.63億噸。腐植酸含量達27.4%,有機質含量83.5%。

寶秀泥炭礦區經地質隊1983年9月至1985年1月進行了初步普查。施工了深鑽4個、50型取樣鑽9個,完成勘探剖面二條,使用鑽探工作量1569.03米,取樣鑽382.14米,合計1951.17米。基本情況是:

1、地理位置

礦區位於xx縣城西十公里寶秀盆地中。東經102°22′11″北緯23°45′5″至東經102°22′25″。該泥炭礦是地質隊在區調工作中發現的,

2、礦區地質

泥炭埋藏於寶秀盆地中,盆地長約7公里,寬2-4公里,面積約17平方公里。高程1400-1430米,南面較北面稍高,盆地向東逐漸變窄。

xx斷層控制了寶秀盆地的延伸方向,爲一斷陷湖積盆地。湖積層(第三系和第四系)厚高大於530米,基底大致呈鍋底狀。盆地中心赤瑞湖上第三紀時位於小陳營一帶(盆地西部),沉積了54米厚的褐煤,第四紀時湖泊中心漸漸東移到火車站附近。

盆地四周發育有昆陽羣(pt),盆地內爲上第三系(n)、第四系(q),第三系不整合覆蓋於昆陽羣之上,第四系(q)與第三系呈微角度不整合。

區內第四系發育齊全,從更新統到全新統均有沉積,總厚192.51-310.37米,成因類型多樣,有沖積—洪積、湖沼和湖積等。

洪積—沖積發育在盆地邊緣,大都爲三角形的洪積—沖積扇,厚度可達48米,主要由灰白、褐黃色砂質粘土大小不等的角礫、半滾圓礫石組成。

湖沼相和湖相沉積物分佈在赤瑞湖周圍,由泥炭、軟褐煤、粘土、亞粘土、砂和礫組成。

盆地內第四系自上而下爲:

全新統:厚度35-43米,爲湖沼湖、湖相沉積。巖性主要爲粘土、亞粘土,含主要可採泥炭二層。上部泥炭厚8至12米,下部泥炭厚1至5米。其孢粉組合以蕨類孢子爲主,佔57%,針葉花粉佔17%,低矮被子植物花粉佔13%。

上更新統田壩心組:厚度47-48米,以褐色、灰白、灰綠色粘土和亞粘土爲主,夾少量砂層,含泥炭3至7層,在盆地中部均有工業價值,最大厚度可達4米以上。經c14同位素樣品分析測定,年齡距今23100±1000年,屬晚更新世。其孢粉組合接近現代植被面貌,蕨類孢子點33%,針葉樹木佔27%,闊葉喬木花粉佔23%,低矮被子花粉佔17%。

中更新統大樣營組:厚度在45-65米之間,底部爲砂礫層,中上部亞粘土、粘土、平砂層和礫砂層,含軟褐煤1-5層。孢粉組合以蕨類孢粉爲主,佔47%,針葉喬木花粉佔19%,低矮被子植物花粉佔18%。

下更新統小陳營組:厚度在64-156米之間,爲亞粘土、亞砂土和砂礫,夾厚1米以下的軟褐煤0-5層,在盆地中心部位軟褐煤可達2米左右。孢粉組合以蕨類孢子爲主,佔70%,裸子植物花粉佔11%,被子植物喬木花粉佔10%,低矮被子植物花粉佔5.6%。

與下伏上第三系呈微角度不整合。

上第三系分佈在寶秀盆地300米以下,爲湖相沉積,厚度大於223米。含50多米厚的褐煤。傾角多爲10°-20°,與昆陽羣岩層不整合接觸。

3、礦牀地質

該區泥炭爲低位木本-蘆葦中偏低分解度泥炭,圈定泥炭分佈面積6243750平方米,已獲得泥炭遠景儲量96675014.93噸。

泥炭呈水平層狀產於第四系全部統、上更新統和中更新統中,盆地東部火車站一帶沉積最厚,往周圍逐漸變薄至盆地邊緣尖滅。

區內全新統(q4)泥炭共分五層,第一層及第五層爲該區泥炭主礦層,厚度較大,也較穩定。第一層平均厚8.82米,最厚達15.50米。第五層平均厚3.86米,最厚9.28米。第二、三、四層厚度變化較大,其平均厚度分別爲1.94、3.15、4.03米。更新統泥炭(或軟褐煤)共七層,爲六­—十二層。其埋藏較深,厚度變化大,六­—十二層平均厚度分別爲2.13、5.69、1.77、1.50、0.90、2.92和0.57米。該區泥炭總平均厚度21.36米。

該區泥炭爲優質泥炭、一至五層各層有機質含量46%-56.69%,總平均值達到50.79%。分析項目共45項,性能多樣,用途廣泛,使用部門可選擇所需要的性能合理利用。

4、儲量計算

50米以上(全新統)的1-5層泥炭及50米以上(更新統)的6-12層泥炭分別計算儲量。

(1)、一至五層泥炭儲量計算:其中第一層和第五層以2米厚度分塊段計算。

第一層共分爲8個塊段,第五層共分爲5個塊段,塊段面積用求積儀求出。第二、三和四層泥炭未分塊段,用求積儀求出分佈面積,採用平均厚度計算。

計算儲量結果:

第一層儲量=8825577.344噸。

第五層儲量=8434535.625噸。

一、五兩層共求得d級儲量1760112.97噸。

第二、三、四層儲量計算。分別求得第二層儲量爲5789578.4噸、第三層10292181.10噸、第四層爲12247092.46噸。二、三、四層儲量共28328851.96噸。

五層合計d級儲量45588964.93噸。

(2)、六至十二層泥炭儲量計算:

由於只有四個深孔控制,對比也較困難,所以未分層計算,採用平均厚度12.39米,進行估算,面積用方格法計算,爲4平方公里,採用幹容重平均值1.031噸/立方米。算得遠景儲量51086050噸。

該區共泥炭d級儲量45588964.93噸、遠景儲量51086050噸、共計96675014.93噸。爲大型泥炭礦。

該礦區泥炭厚度大、沿走向穩定、儲量大、埋藏淺、交通方便,是開採的有利條件。其不利條件是,多爲農田覆蓋,水文地質資料較少,但經進一步工作後,在處理好生態平衡條件下,可進行開採利用。

二、泥炭的特性、利用現狀和展望

在自然條件下泥炭呈褐色、黑褐色或棕色。泥炭是比較穩定的有機- 無機(礦物物質) 複合體,具纖維狀或顆粒狀結構,含纖維量30%~90% ,比重約1.3 ,發熱量9.5~15kj / kg ,乾燥泥炭的最高熱值近21 mj/kg (5000kal/ kg) 。泥炭(幹基) 主要成分:有機質30%~90% (腐殖酸含量一般10%~30% ,高者可達70%以上) ;灰分10%~70%; 氮、磷、鉀含量較多;此外泥炭中豐富的蛋白質和腐殖酸態氮、氨基酸也是潛在的成分。此外,我國泥炭還含有銅、鐵、鋅、鉬、硼等農作物不可缺少的微量元素。泥炭所含的礦物中包括鈣、鎂、硅及其它多種微量元素(如硼、鐵、錳、鋅等) 是其在農業上開發與利用的重要條件。而且,泥炭有機質、腐殖酸含量高,纖維含量豐富,疏鬆多孔通氣透水性好是製作土壤改良劑、植物生長刺激素、有機—無機複合肥料的最有效的原料資源。泥炭比表面積大,吸附能力強,有較強的離子交換能力和鹽分平衡控制能力,是良好的作物栽培基質。泥炭腐殖酸的自由基屬於半醌結構,既能氧化爲醌,又能還原爲酚,在植物體的氧化還原中起着重要作用,具有較高的生物活性、生理刺激作用和較強的抗旱、抗病、抗低溫、抗鹽漬的作用。總之,泥炭含有多種有益組分且具有良好的物理、化學、生物特性,所以在農業生產、環境保護等領域中有十分廣闊的應用前景。

(一)國內外利用概括

現今世界泥炭開採量(近2 億噸/年) 的70%都用於農業。泥炭應用於農業方面,在發達國家已有幾十年歷史,他們進行了大量的研究工作,並取得一定成效。俄羅斯在近10 年來,用於農業(包括園藝) 的泥炭數量已佔年總產量的60%; 波蘭、匈牙利、捷克、斯洛伐克、加拿大、美國和瑞典等國家生產的泥炭也大部分用於農業。我國對泥炭的開發和綜合利用的.研究開始於20 世紀70 年代初,在農業方面的利用也有較大進展。泥炭在農業上的應用具有產品種類多、用量大、綜合效益高等特點。但主要是用於製備各種腐殖酸類肥料(主要品種包括腐殖酸銨、腐殖酸氮磷以及泥堆漚肥等)、營養土、營養鉢以及飼料等。

(二)肥料方面的利用

肥料是發展農業最基本、最重要的因素之一,有機肥料又是提高土壤的肥力和農作物產量不可缺少的條件。富營養草本泥炭不僅含較高的有機質和腐殖酸,而且包含農作物生長所必需的氮、磷、鉀和微量元素。泥炭一般呈弱酸性至中性,是製造腐肥(泥炭腐殖酸肥料) 的優質原料。國外用泥炭作爲肥料有如下幾種類型:濃縮泥炭—無機—氨化肥料;泥炭腐殖酸肥料;綠化用泥炭肥;溫室、溫牀用泥炭土;泥炭營養鉢。我國自20 世紀70 年代初在有泥炭資源分佈的省、區都進行過泥炭腐殖酸類肥料(腐肥) 的生產和應用。20世紀80年代初,在總結經驗的同時,加強了對腐肥和腐殖酸類物質的科學研究,改進了加工工藝,在配料、生產和施用等各個環節都加強了科學管理,取得了較好的效益。長期使用泥炭複合肥能明顯的改善土壤理化性質,使土壤疏鬆、增加有效養分、增強土壤保肥性能。對於持續農業和無污染蔬菜、糧食的生產有一定的意義。

(三)園藝利用

園藝利用主要是指配製泥炭營養土和製備營養鉢等。國外園藝泥炭用量大、應用廣,可用於草坪、育苗、花卉和各種經濟作物,尤其是塑料大棚和玻璃暖房的用量最大。我國近10 年來對園藝泥炭的研究和應用比較重視。如中國科學院南京土壤研究所研製的泥炭營養土,用於花卉栽培、水稻育秧、室內園林植物培育、蔬菜育苗與植物組織培養,具有促進生長、成活率高、延長花期、縮短育種期等多種功能,是花卉、苗木和蔬菜育苗、試管苗移栽的優良栽培基質。南昌市園林處花圃採用南昌腐殖酸廠生產的“天女”花肥培植杜鵑、金菊、茶花等十種木本花和菊花、仙客來等九種草本花,結果其肥效優於等養分無機肥和枯餅,長相、長勢也較好,有較高的觀賞價值。四川大學利用若爾蓋地區的“高原泥炭”,經處理進行花卉、水果和農作物的栽培試驗,獲得了增產,同時也達到了美化環境的良好效果。目前,我國北方地區使用塑料大棚和玻璃暖房育苗、種菜、養花已比較普遍,發展泥炭營養土大有可爲。

(四)飼料利用

泥炭含有大量的常量元素、微量元素、生理活性物質和維生素,用泥炭研製動物飼料已爲一些國家所重視。白俄羅斯牲畜飼養研究所試驗了八種泥炭飼料配方,認爲可用泥炭替代飼料中15%~50%的穀物。但是泥炭用作資料還存在許多值得深入研究的問題。目前,我國的泥炭飼料還處於試驗研製階段,今後應加強研究試驗和推廣應用,以減少糧食飼料用量,充分利用豐富的泥炭資源,發展我國的飼養業。