尾矿是我国产出量、堆存量最大的工业固体废物,特别是金属矿山尾矿库中常含有大量的金属硫化物会对环境产生危害,同时其中的许多有用元素和组分具有回收利用价值。本文采用元素地球化学调查手段,结合岩石学、矿物学、环境地球化学等方法,查明了我国7个典型金属矿山中尾矿库的元素及矿物含量和分布规律,综合评价尾矿库资源潜力与矿区生态环境效应。尾矿中元素及矿物组成与分布的影响因素主要有:(1)入选原矿石类型的不同,在尾矿库中表现为元素含量和组合特征在垂向上存在显著的变化;(2)尾矿砂在排放过程中的重力分选作用。而尾矿库的结构形态和建筑方式(坝体位置)很大程度决定了排砂口位置及其元素分布特征;(3)不同阶段选矿工艺的差别。由此导致(1)不同金属矿山的尾矿;(2)同一矿区不同时期尾矿库;(3)同一尾矿库内不同位置,元素含量及分布特征均有差别。因此,有必要根据矿山类型和尾矿库建设与使用历史,对尾矿库进行分类,并采用不同的手段、分阶段开展尾矿库的地球化学调查工作。通过建立尾矿库三维模型及已有钻孔进行抽稀模拟实验,对比了不同的尾矿库资源潜力评价方法的优缺点。结果表明,山谷型尾矿库应在中央位置垂直于坝体方向进行钻探取样,而山坡型和平地型尾矿库采用十字剖面法或者多方向剖面法进行资源量估算更为科学。提交了9个尾矿库的金属元素潜在资源量,多金属矿山尾矿库中金属元素的潜在利用价值巨大。对红旗岭尾矿的选矿试验表明:采用“浮选-酸浸流程试验”指标相对较优。所获得的镍精矿含镍品位为3.16%,回收率为82.61%。调查研究表明,矿区土壤重金属元素的空间分布与矿山功能区有较好的对应关系。多金属矿区农用地超标率高且超标元素种类多,个旧和柿竹园多金属矿区农田土壤样品As、Cd、Pb几乎全部超出土壤污染风险筛选值。河流水系是矿区及尾矿库重金属元素迁移的重要途径,初步识别了4个矿区的尾矿库向外界环境输出的主要重金属。德兴铜矿区水稻籽实更易富集Cd,建议改种其他类型粮食作物,以降低Cd污染风险。