國(guó)際地質(zhì)新動(dòng)態(tài)
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徐慧,編譯.朱建東,校.
樹(shù)冠采樣分析能發(fā)現(xiàn)新的礦床嗎?
一個(gè)來(lái)自加拿大大不列顛及哥倫比亞省(Province of British Columbia)的地球科學(xué)研究組織(Geoscience BC)日前宣布了一項(xiàng)新的研究成果。通過(guò)對(duì)松針類(lèi)喬木(如云杉等)的樹(shù)冠進(jìn)行樣品采集,分析其中金屬元素的富集程度,從而對(duì)這個(gè)地區(qū)潛在的金屬礦床的成礦遠(yuǎn)景作出評(píng)價(jià)。該項(xiàng)研究由加拿大貴族勘探服務(wù)公司(Noble Exploration Services Ltd.)資助。
科學(xué)家們用了6天時(shí)間,在加拿大大不列顛及哥倫比亞省的齊爾科廷高原(Chilcotin Plateau)1 000 km2的范圍內(nèi),對(duì)該地區(qū)樹(shù)齡在80—100年的健康云杉樹(shù)冠處的枝條和松針進(jìn)行了系統(tǒng)的樣品采集。由于云杉比較高,科學(xué)家們動(dòng)用直升機(jī)成功地采集到了421個(gè)植物樣品。
該科研組織負(fù)責(zé)人介紹,由于云杉等松針類(lèi)喬木對(duì)于土壤和巖石中的金屬等元素有著很好的吸收功能,并能將這些元素富集在樹(shù)冠處的枝條和松針里,通過(guò)對(duì)這些植物樣品的采集分析,可望對(duì)這個(gè)地區(qū)的金屬成礦前景作出一個(gè)有效的判斷。
據(jù)專(zhuān)家介紹,在一些植被覆蓋嚴(yán)重的地區(qū)開(kāi)展礦產(chǎn)資源調(diào)查與評(píng)價(jià)工作時(shí),利用直升機(jī)進(jìn)行樹(shù)冠樣品的采集不啻為一種非常有效的方法,尤其是在齊爾科廷高原這樣的大面積范圍內(nèi),利用直升機(jī)進(jìn)行采樣可大大提高工作效率。據(jù)介紹,該地區(qū)土壤覆蓋嚴(yán)重,植被發(fā)育,地形較為平坦,然而交通不便,傳統(tǒng)的巖石或土壤采樣工作往往難以開(kāi)展。該地區(qū)位于著名的黑水金礦(Blackwater Gold Mine)南部約15 km處,黑水金礦為一大型露天采場(chǎng),資源儲(chǔ)量約為820萬(wàn)盎司金和6 080萬(wàn)盎司銀。
該科研組織的負(fù)責(zé)人坦言,利用直升機(jī)進(jìn)行樹(shù)冠樣品的采集雖然效率較高,但其可靠性和有效性仍需要進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)證。特別是針對(duì)數(shù)千平方千米的區(qū)域范圍內(nèi)礦產(chǎn)資源的潛力評(píng)價(jià),這種方法仍有待于檢驗(yàn)。
該科研組織在過(guò)去的三年中,已陸續(xù)投入400萬(wàn)美元用于該地區(qū)的多學(xué)科礦產(chǎn)資源定位預(yù)測(cè)工作。預(yù)計(jì)在接下來(lái)的數(shù)年中,該科研組織將繼續(xù)對(duì)加拿大范德胡夫(Vanderhoof)—科內(nèi)爾(Quesnel)地區(qū)約2.4萬(wàn)km2的區(qū)域進(jìn)一步開(kāi)展礦產(chǎn)資源調(diào)查評(píng)價(jià)工作。
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六方碳——天地大碰撞的產(chǎn)物
科學(xué)家們?cè)O(shè)想,一個(gè)巨大的隕石撞擊地球表面,強(qiáng)大的沖擊力所形成的瞬時(shí)超高溫超高壓可以改變土壤中碳元素的原子排列結(jié)構(gòu),形成一種硬度不遜于金剛石的碳元素物質(zhì)。如今,科學(xué)家們已成功地通過(guò)人工方式“制造”出這種類(lèi)似的超高硬度物質(zhì)。
當(dāng)然,科學(xué)家們顯然不會(huì)去等待一顆小行星來(lái)撞擊地球,取而代之的是使用高能激光束??茖W(xué)家將這種具有極高能量的激光束照射到石墨晶體表面,激光束能在石墨表面產(chǎn)生約200萬(wàn)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
來(lái)自加州大學(xué)伯克利分校的多米尼克·克勞斯(Dominik Kraus)教授及其科研團(tuán)隊(duì)利用斯坦福大學(xué)國(guó)家加速實(shí)驗(yàn)室的線性加速器,將激光束進(jìn)行線性加速后使之能量逐步增強(qiáng),并照射到石墨晶體表面,一臺(tái)特制的視頻攝像儀拍下了這一奇妙的過(guò)程。據(jù)悉,這臺(tái)視頻攝像儀利用線性干涉光原理,能產(chǎn)生世界上亮度最高、速度最快的X射線。在視頻中,當(dāng)壓強(qiáng)到達(dá)50萬(wàn)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí),石墨晶體逐漸變成了金剛石晶體。但當(dāng)外界壓強(qiáng)超過(guò)這一數(shù)字的3倍后,一種新的金剛石晶體——六方碳就形成了。
視頻攝像儀所產(chǎn)生的X射線對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行了高速攝像,通過(guò)慢鏡頭回放,科學(xué)家們得以窺見(jiàn)晶體轉(zhuǎn)變的全過(guò)程。經(jīng)過(guò)精確的計(jì)算,石墨晶體轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸w的時(shí)間不足1ns(即:1/10億s)。
礦物是怎樣從一種形態(tài)變?yōu)榱硪环N形態(tài)的?這一問(wèn)題困擾了科學(xué)界很長(zhǎng)時(shí)間。眾所周知,石墨和金剛石均由碳原子構(gòu)成,石墨的碳原子排列組合為層狀,而金剛石的碳原子為正四面體排列,兩者的外觀和物理化學(xué)性質(zhì)大相徑庭而組成物質(zhì)卻是一致的。
石墨在地殼中的豐度值很高,而金剛石通常形成于至少160 km的地下深部,通過(guò)巖漿運(yùn)動(dòng)運(yùn)移至地表??茖W(xué)家們同時(shí)在隕石坑內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了微型金剛石的細(xì)小晶體,推測(cè)由隕石撞擊所產(chǎn)生的瞬時(shí)超高溫超高壓所形成。
科學(xué)家們此前曾推測(cè),六方碳可能是碳原子的另一種排列組合所形成的硬度更高的晶體,但至今在自然界中尚未獲得其純凈的晶體,也無(wú)人知曉石墨晶體是否能直接轉(zhuǎn)變?yōu)榱教季w。
此次實(shí)驗(yàn)的成功,證實(shí)了隕石撞擊地球所產(chǎn)生的瞬時(shí)超高溫超高壓可將地殼中的石墨晶體轉(zhuǎn)變?yōu)榱教?。同時(shí),自然界中存在的六方碳也從一個(gè)側(cè)面暗示出該地區(qū)史前曾遭受到隕石劇烈撞擊等類(lèi)似事件。
科學(xué)家們認(rèn)為,只要撞擊點(diǎn)附近有足夠的碳元素,理論上任何隕石撞擊事件均會(huì)使部分石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸H欢?要使石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榱教?撞擊的力度則要大很多。據(jù)估算,要使石墨晶體轉(zhuǎn)變?yōu)榱教季w,隕石撞擊地表的瞬時(shí)速率至少要達(dá)到10 km/s(22 000英里/h)。
然而,并不是所有科學(xué)家都認(rèn)同六方碳屬于一種特殊的礦物晶體。有些人認(rèn)為,六方碳其實(shí)就是金剛石晶體,只是兩者的結(jié)構(gòu)有細(xì)微的不同。
無(wú)論六方碳是否屬于一種新的礦物,或僅為一種特殊類(lèi)型的金剛石,這種物質(zhì)在自然界的存在,就很好地證明了所在地區(qū)曾遭受過(guò)威力驚人的史前隕石大碰撞。由于這種物質(zhì)的硬度高于金剛石,因此在工業(yè)用途方面也大有可為。
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美國(guó)8 000多油氣勘探平臺(tái)中數(shù)百平臺(tái)存在天然氣泄漏隱患
據(jù)美國(guó)能源信息署的數(shù)據(jù)資料,賓夕法尼亞州在全美各州油氣產(chǎn)量排行榜中名列第二,該州油氣開(kāi)發(fā)規(guī)模日益龐大,所帶來(lái)的天然氣泄漏的安全隱患也隨之增加。
據(jù)悉,天然氣中最主要的成分是甲烷,而甲烷是一種典型的溫室氣體,大量的甲烷氣體泄漏會(huì)造成嚴(yán)重的區(qū)域性溫室效應(yīng)。
一個(gè)由美國(guó)環(huán)境保護(hù)基金會(huì)(Environmental Defense Fund)發(fā)起的調(diào)查項(xiàng)目,通過(guò)對(duì)全美范圍內(nèi)在產(chǎn)的油氣勘探平臺(tái)進(jìn)行調(diào)查,旨在發(fā)現(xiàn)油氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中是否存在天然氣泄漏的風(fēng)險(xiǎn)并分析其原因。為了達(dá)到調(diào)查的目的,該基金會(huì)聘請(qǐng)了一家專(zhuān)門(mén)從事天然氣泄漏調(diào)查的公司,通過(guò)直升機(jī)對(duì)石油鉆井平臺(tái)進(jìn)行紅外線探測(cè),從而對(duì)油井平臺(tái)是否存在天然氣泄漏作出風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估。
技術(shù)人員經(jīng)過(guò)數(shù)月時(shí)間,對(duì)全美在產(chǎn)的超過(guò)8 000個(gè)油氣鉆井平臺(tái)進(jìn)行了紅外線探測(cè)調(diào)查,范圍從北達(dá)科他州的巴肯頁(yè)巖區(qū)(Bakken Shale)一直延伸到賓夕法尼亞州西南部的馬塞盧斯頁(yè)巖區(qū)(Marcellus Shale)。
調(diào)查結(jié)果顯示,在近500處存在天然氣泄漏風(fēng)險(xiǎn)的油氣平臺(tái)中,近90%的泄漏事故與鉆機(jī)通風(fēng)口或天然氣存儲(chǔ)容器有關(guān)。
技術(shù)人員分析,天然氣泄漏與油氣平臺(tái)的使用年限并無(wú)直接關(guān)聯(lián),反而泄漏事故在一些新的油氣平臺(tái)中似乎更容易出現(xiàn)。這反映出油氣鉆探平臺(tái)安全控制系統(tǒng)的日?;\(yùn)營(yíng)并未達(dá)標(biāo)。
專(zhuān)家認(rèn)為,在油氣鉆探開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)天然氣的回收控制,如蒸汽回收塔等設(shè)備對(duì)于鉆井平臺(tái)就顯得非常重要,利用高壓容器對(duì)開(kāi)采過(guò)程中的多余天然氣進(jìn)行回收,防止其泄漏到大氣中。
調(diào)查結(jié)果顯示,目前全美在產(chǎn)的油氣平臺(tái)中發(fā)生的天然氣泄漏比例很高。據(jù)此,專(zhuān)家建議應(yīng)加強(qiáng)對(duì)天然氣存儲(chǔ)容器等設(shè)備的安全管控。
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智利國(guó)有銅業(yè)公司宣布放棄薩爾瓦多銅礦項(xiàng)目
作為全世界最大的銅礦生產(chǎn)基地,智利全國(guó)產(chǎn)銅量約占全世界總產(chǎn)量的13%,而智利國(guó)有銅業(yè)公司(Codelco)則提供了全世界銅需求總量的11.5%,該公司擁有10.9億t銅礦石儲(chǔ)量,在智利總礦石儲(chǔ)量14.3億t中約占76%。
由于全球原油價(jià)格的不斷下跌,智利國(guó)有銅業(yè)公司日前宣布放棄其位于薩爾瓦多的銅礦項(xiàng)目建設(shè)計(jì)劃。相反地,公司計(jì)劃將目前位于露天采場(chǎng)附近的印加銅礦整合到該采場(chǎng)中,以擴(kuò)大其生產(chǎn)規(guī)模。
據(jù)悉,薩爾瓦多銅礦項(xiàng)目尚未達(dá)到預(yù)可行性研究階段就被匆匆下馬,這一決定將使智利國(guó)有銅業(yè)公司的投資總額由原先預(yù)估的30億美元下降到6億美元。
受益于國(guó)際原油價(jià)格的持續(xù)下跌,智利國(guó)有銅業(yè)公司已陸續(xù)推出多項(xiàng)舉措,旨在削減其各大礦山的生產(chǎn)成本。正是在這樣的大背景下,薩爾瓦多項(xiàng)目的中止也是意料之中的事情。
公司前總裁曾表示,薩爾瓦多銅礦項(xiàng)目的立項(xiàng)依據(jù)欠充分,目前上馬為時(shí)過(guò)早。但項(xiàng)目的中止必將導(dǎo)致失業(yè)率的上升等。
數(shù)據(jù)顯示,自去年國(guó)際礦產(chǎn)品價(jià)格持續(xù)下跌以來(lái),智利的礦業(yè)公司已陸續(xù)裁員約2.3萬(wàn)余人。而作為南美洲擁有最多員工的公司,智利國(guó)有銅業(yè)公司的失業(yè)人數(shù)達(dá)到了上述數(shù)字的10%。
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全球2016年頁(yè)巖氣化學(xué)工業(yè)前瞻
美國(guó)頁(yè)巖氣革命的成功正在改變著全球化學(xué)工業(yè)市場(chǎng)的格局。作為化學(xué)工業(yè)的原料之一,頁(yè)巖氣低廉的價(jià)格無(wú)疑助推了全球化學(xué)工業(yè)市場(chǎng)的快速發(fā)展,而其他工業(yè)領(lǐng)域的增速則顯得慢了許多。
美國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量的持續(xù)增長(zhǎng)為全美化學(xué)工業(yè)的發(fā)展提供了充足的原料,同時(shí)也在深刻地影響著全球的化學(xué)工業(yè)市場(chǎng)格局。
頁(yè)巖氣的主要成分是甲烷,甲烷是一種極佳的化工產(chǎn)品原材料,然而近期美國(guó)頁(yè)巖氣價(jià)格波動(dòng)幅度較大且供應(yīng)量顯得不足,嚴(yán)重地影響了美國(guó)化工產(chǎn)品在全球的競(jìng)爭(zhēng)力。
然而頁(yè)巖氣憑借其低廉的價(jià)格,使得在美國(guó)本土發(fā)展其化學(xué)工業(yè)具備很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。隨著20世紀(jì)末美國(guó)頁(yè)巖氣革命的到來(lái),美國(guó)的化工產(chǎn)業(yè)相對(duì)于其海外的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,已具有得天獨(dú)厚的成本優(yōu)勢(shì),而這一切在20世紀(jì)90年代初期,都是無(wú)法想象的。當(dāng)時(shí)正是由于成本原因,大量本土化工企業(yè)紛紛將目光投向中東地區(qū),尋求發(fā)展機(jī)遇。
美國(guó)化學(xué)工業(yè)2014年的增長(zhǎng)幅度為2%,2015年超過(guò)3%,預(yù)計(jì)2016年也是類(lèi)似的增速。據(jù)估算,全美每年的化工產(chǎn)業(yè)可為政府帶來(lái)約8 000億美元的稅收,可制造出全世界15%的化工產(chǎn)品。盡管全球經(jīng)濟(jì)的不景氣,但這并不影響美國(guó)化工產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。
據(jù)美國(guó)化學(xué)工業(yè)理事會(huì)(ACC)發(fā)布的數(shù)據(jù),美國(guó)頁(yè)巖氣革命的成功已為本國(guó)帶來(lái)了246個(gè)化工項(xiàng)目的開(kāi)工,以及1 530億美元的投資額。而這在頁(yè)巖氣資源未得到充分開(kāi)發(fā)利用之前,美國(guó)國(guó)內(nèi)化工產(chǎn)業(yè)已經(jīng)歷了一個(gè)長(zhǎng)期的低迷狀態(tài)。
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美國(guó)建立頁(yè)巖氣地下深部水力壓裂數(shù)據(jù)庫(kù)
坐落在阿巴拉契亞地區(qū)的美國(guó)國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(NETL)致力于化石能源領(lǐng)域的研究,是全球非常規(guī)油氣資源的科研技術(shù)中心。
該實(shí)驗(yàn)室與天然氣技術(shù)研究院(GTI)、拉雷多油氣公司(Laredo Petroleum)進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān),已成功建立起世界上最先進(jìn)、最全面的頁(yè)巖氣地下深部水力壓裂數(shù)據(jù)庫(kù)。
這些數(shù)據(jù)真實(shí)地還原了水平井在壓裂過(guò)程中,地下裂隙的形成以及發(fā)展過(guò)程。這項(xiàng)研究成果將有助于減少水力壓裂過(guò)程中的環(huán)境破壞影響程度,同時(shí)可提高壓裂效率并提供安全可靠的壓裂操作過(guò)程。據(jù)悉,這項(xiàng)研究成果及其數(shù)據(jù)庫(kù)不久將面向公眾開(kāi)放。
水力壓裂是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,涉及到裂隙形成、延伸以及提高頁(yè)巖產(chǎn)能等多項(xiàng)指標(biāo)。由于裂隙均在地下深處形成和發(fā)展,此前,人們只能通過(guò)間接測(cè)量等方式來(lái)推斷裂隙的各項(xiàng)參數(shù),而此項(xiàng)研究將有望改變這一現(xiàn)狀。
目前的壓裂方式在很多方面的效果均不理想,若通過(guò)提高壓裂作業(yè)的工藝和流程等方式,則可以施工更少的鉆孔和使用更少的壓裂液為代價(jià),獲取某一區(qū)塊的油氣資源,同時(shí)對(duì)環(huán)境的影響也將降到最低程度。
在德克薩斯州某二疊系盆地中,科研團(tuán)隊(duì)施工了11口1萬(wàn)英尺的水平井,并對(duì)沃爾夫堡頁(yè)巖儲(chǔ)層(Wolfcamp Formations)的上段和中段進(jìn)行了水力壓裂作業(yè)??蒲袌F(tuán)隊(duì)同時(shí)又施工了一口類(lèi)似的水平井用于獲取被壓裂儲(chǔ)層的巖心。通過(guò)對(duì)這些巖心的細(xì)致研究,技術(shù)人員獲取了裂隙形成、發(fā)育、延伸,以及裂隙彼此的連通性、傳導(dǎo)性等關(guān)鍵數(shù)據(jù),而這些數(shù)據(jù)對(duì)于油氣儲(chǔ)層的壓裂作業(yè)是至關(guān)重要的。
參與此項(xiàng)科研工作的除了上述的三個(gè)單位外,還有巖心實(shí)驗(yàn)室(Core Laboratories)、得文能源實(shí)驗(yàn)室(Devon Energy)以及哈利伯頓油田技術(shù)服務(wù)公司(Halliburton)等。
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博茨瓦納首座鈾礦山通過(guò)環(huán)境評(píng)估審查
由澳大利亞A-Cap資源公司(A-Cap Resources)投資興建的博茨瓦納首座鈾礦山來(lái)特拉卡內(nèi)(Letlhakane)日前通過(guò)了政府組織的環(huán)境評(píng)估審查,距離其正式開(kāi)采又邁進(jìn)了一大步。
A-Cap資源公司首席執(zhí)行官保羅·湯姆森(Paul Thomson)透露,從2009年開(kāi)始,該公司就著手開(kāi)展該礦山的環(huán)境影響評(píng)估工作,從環(huán)境和社會(huì)等方面對(duì)礦山生產(chǎn)過(guò)程中可能帶來(lái)的各種影響進(jìn)行綜合評(píng)估。在環(huán)境評(píng)估報(bào)告編寫(xiě)過(guò)程中,該公司均采用最高標(biāo)準(zhǔn)。
據(jù)澳大利亞證券交易所公布的數(shù)據(jù),A-Cap資源公司目前市值約$1 760萬(wàn),旗下的來(lái)特拉卡內(nèi)鈾礦為一大型露天開(kāi)采礦山,服務(wù)年限為18年,每年預(yù)期可生產(chǎn)375萬(wàn)磅U3O8。該礦床為世界上最大的未開(kāi)發(fā)鈾礦之一,據(jù)地質(zhì)勘查部門(mén)估算,U3O8儲(chǔ)量為36 570萬(wàn)磅,高品位U3O8(450×10-6)鈾礦石儲(chǔ)量為10 380萬(wàn)t。
A-Cap資源公司介紹,在礦床的勘查階段共施工14.9萬(wàn)m鉆探工作量,結(jié)果表明該礦為淺地表礦化,適合露天開(kāi)采,礦山開(kāi)采成本不高。
據(jù)悉,另一家澳大利亞礦業(yè)公司(Impact Minerals)目前在博茨瓦納東部地區(qū)進(jìn)行鈾礦勘查工作。該國(guó)鈾資源量預(yù)估可達(dá)10.4億t,且大部分資源均集中于該國(guó)中部地區(qū)。
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南非礦山企業(yè)將承擔(dān)酸性廢液凈化費(fèi)用的67%
據(jù)悉,南非政府計(jì)劃在豪登省(注:豪登省為南非經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的省份,省會(huì)約翰內(nèi)斯堡為南非最大的城市和經(jīng)濟(jì)中心,也是全球最大的產(chǎn)金中心)進(jìn)行全面的礦山酸性廢液凈化處理,省域內(nèi)的礦山企業(yè)將承擔(dān)總費(fèi)用的67%。
南非水資源部(The Water Ministry)宣稱,該項(xiàng)廢液凈化工程預(yù)計(jì)將耗資120億蘭特(南非貨幣單位,約合7.6億美元),整個(gè)工程將于2020年2月全面完工。
官方進(jìn)一步透露,這筆費(fèi)用中的1/3將由水資源的用戶承擔(dān),其余的2/3由政府承擔(dān),而政府承擔(dān)的這部分費(fèi)用將會(huì)以環(huán)境稅征收的形式轉(zhuǎn)嫁到礦山企業(yè)。
礦山酸性廢液(AMD)為富含酸性金屬硫化物的巖石與水發(fā)生水巖作用,所產(chǎn)生的一種酸性廢液。這種酸性廢液常見(jiàn)于金屬礦山和煤礦,未經(jīng)凈化處理的廢液一旦流入地下水系統(tǒng),將會(huì)對(duì)礦山附近的居民飲用水、牲畜用水和農(nóng)作物灌溉產(chǎn)生巨大的影響。
南非礦業(yè)協(xié)會(huì)首席執(zhí)行官羅杰·巴克斯特(Roger Baxter)認(rèn)為,政府向礦山企業(yè)征收額外的環(huán)境稅,并不是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。同時(shí),他認(rèn)為政府應(yīng)當(dāng)按照礦山企業(yè)對(duì)環(huán)境的影響評(píng)估值來(lái)確定征收額度,而不是簡(jiǎn)單的一刀切。世界礦業(yè)巨頭AngloGold Ashanti公司(全球第三大產(chǎn)金公司)和Sibanye Gold公司(南非最大的貴金屬生產(chǎn)商)將為此承擔(dān)沉重的稅負(fù)。
據(jù)專(zhuān)家介紹,南非威特沃特斯蘭德盆地(Witwatersrand Basin)蘊(yùn)藏了全球幾乎1/3的黃金儲(chǔ)量,近120年的瘋狂開(kāi)采為南非帶來(lái)了巨額的利潤(rùn),如今卻要為歷史的環(huán)境欠賬而償還。