青南高原砂金矿地质环境恢复治理模式探讨

2013-01-27王福德张江华刘瑞平

中国矿业 2013年10期

李贤,王福德,张江华,乔冈,刘瑞平

(1.长安大学地球科学与资源学院，陕西西安 710054；2.青海省第五地质勘查院，青海西宁 810000；3.中国地质调查局西安地质调查中心，陕西西安 710054)

青海省南部高原即青南地区砂金资源储量大，采金历史悠久，可追溯至上世纪20～30年代，以民采为主。由于过去缺乏环境保护意识，监管体制欠缺，导致该地砂金矿长期处于大规模乱采滥挖之中，矿区生态环境遭到严重破坏。因地处青藏高原生态环境脆弱区，且大部位于“三江源”保护区内，为保护该地脆弱的生态环境，省政府于2002年颁布全省砂金禁采令[1]，逐步展开对全省砂金矿地质环境的恢复治理工作。2002年对玉树州、果洛州5个砂金矿区，2004年对“三江源”、内陆河江河源头区部分砂金矿区，2012年对门源县黄沙台砂金矿区、玛多县红金台砂金矿区、多卡吉卡砂金矿区、治多县松莫茸砂金矿区、曲麻莱县德曲砂金矿区的地质环境开展综合治理，生态环境得到较大程度的恢复，治理成效显著。

把解决某类问题的方法总结归纳到理论高度即为模式，即模式是解决某类问题的方法论。武强提出，矿山环境恢复治理模式是针对治理对象特性、具有特定功能的若干技术方法的组合[2]。关于矿山地质环境恢复治理模式的文献不多见[3-6]，陈芳孝总结出“龙凤岭废弃采石场、北京首钢铁矿等”7种典型治理模式[3]，侯晋领总结出“回填塌陷区、井下巷道矸石充填等”四种模式[4]。笔者在较系统收集总结此区砂金矿地质环境问题及恢复治理资料的基础上，2012年9月实地调研了部分砂金矿生态环境恢复治理成效，较系统掌握了青南地区砂金矿开采区主要地质环境问题类型和恢复治理概况，分析研究其治理成效，试图总结此区砂金矿地质环境恢复治理的模式，以期对类似地区砂金矿地质环境恢复治理工作提供参考。

1 研究区概况

青南地区位于青海省南部，包括昆仑山脉和唐古拉山脉间的整个地区，行政区划包括青海南部的黄南、果洛和玉树三个藏族自治州，俗称“黄果树”地区，区内绝大部分地区属于有“中华水塔”之称的“三江源”自然保护区，是世界高海拔地区生物多样性最集中和生态最敏感的地区，总面积约20万km2，藏民占总人口的90%左右。公路是该地最主要的交通运输方式，214国道和省内干线公路连接该地区内外，青藏、兰青铁路和玉树机场便捷了与外地的联系。

青南地区海拔多在3500～4800m之间，地貌类型复杂，西部地势较平缓、完整，东部多高山峡谷，起伏较大，坡度陡。气候寒冷，年平均气温东南部河谷地带0～3℃，其余地区在0℃以下。水热条件由东南向西北梯度递减，植被类型也由东南向西北更迭，具有耐寒、生长季节短、生物积累缓慢等特点。土壤类型简单，草原广阔，耕地极少，有一定面积的林地。动物群落简单，穴居动物、大型健走类食草动物居多。高寒、多风、缺氧等恶劣的自然气候条件，简单的土壤类型和动植物群落，构成了该地原始而脆弱的高原生态环境系统，系统的抗干扰和自我恢复能力极差，具有很强的敏感性和不稳定性[7]。因此该地的水土植被一旦遭到破坏，自然恢复的难度很大，对于采金破坏的地质环境，必须人工干预进行恢复治理。

2 砂金矿地质环境问题

2.1 砂金矿开发对地质环境的影响

对砂金矿的长期无序开采，尤其是20世纪80年代兴起的大规模粗放采金热潮，对该地生态地质环境造成极大破坏。受人为活动和气候变化的共同影响，雪线上升，冰川后退，湖泊萎缩，致使原本就很脆弱的生态环境和草场植被遭到很大打击，自然生态环境日趋恶化。

2002年颁布全省禁采砂金令以来，采金活动趋于停止，但矿区的生态环境无法自然恢复。2004～2011年相关部门开展了三江源和内陆河源头区砂金矿调查，查明过采区面积1061.6hm2，主要分布于河谷开阔处的低阶地和河漫滩地带。过采对矿区地质环境破坏十分严重，区内沟坑遍布，砂堆如山。挖损破坏河道数百km，遗留采金坑塘数以万计，面积500～1000m2的沙坑随处可见，其中大的面积近15000m2；区内高2～8m、堆积量1000～5000m2的砂堆遍布。受砂金矿体延展方向控制，砂堆构成沿沟谷方向展布的条带状砂梁，由于堆积高度过大，加之近水一侧的水流冲刷侵蚀，砂堆易发生滑塌堵塞河道、加剧水土流失等[8]。

2.2 砂金矿区主要地质环境问题

开采砂金要经历表土剥离、采砂、选矿等一系列的作业流程，每个环节都会破坏矿区生态环境，产生地质环境问题，主要有资源损坏、地质灾害和环境污染三大类型及众多的表现形式[9]。

1)资源毁损：砂金开采对矿区资源的破坏主要表现在对土地、植被、水资源及地形地貌景观的破坏。对土地资源的破坏形式主要有剥离和压占两种，该地砂金矿主要分布于高山草甸之下的沙土层中，采金要剥离地表草皮，直接破坏草地，形成的砂砾石堆积于河道或岸边，压占草场,总影响面积占砂金分布沟谷谷底面积的60%以上。采金挖损、沙石堆场侵占漫滩和阶地,破坏原始河道，运输道路碾压草地等[10],导致过采区土地、草场失去原有的生态价值，造成土地破坏、水土流失、土地沙化等。据统计三江源及内陆河源头区的群采砂金活动累计损毁土地20000多hm2 [11]。采金对河谷地带第四系松散岩类孔隙含水层结构的破坏最大，导致地表水、地下水流场发生改变，甚至河流断流，影响部分地段的人畜饮水安全[8]。

2)地质灾害：青南地区局地降雨量大，且70%左右集中于5～8月。矿区水系流域内大范围坡积、风化堆积的碎屑物较丰富，加上剥离的砂砾石露天堆放在河道边，结构松散，抗冲蚀能力弱，在强降雨条件下极易引发泥石流。矿区遗留采坑星罗棋布，积水后危害当地人畜生命安全。多卡吉卡砂金矿区的采坑积水就曾导致牧民溺亡[11]。

3)环境污染：采金作业产生的废水、废渣常直接排放在河湖中，造成河湖水体污染。砂金开采导致地表水体中泥沙含量加大、悬浮物增多，生产中机械油料、储油罐等管理不善造成油料渗漏，对地表水造成污染。丢弃的油料桶和沾满油污的机械配件遗留至今，经雨水淋滤长期污染水体。剥离表土可能导致含水层裸露，地下水的防污自净能力下降，增大污染机率，严重威胁地下水环境。

3 矿区生态地质环境恢复治理现状

1998年，称多县扎朵砂金矿将砂金开采与生态环境治理相结合,在过采区实施草地植被重建工程,取得一定的成效。2002年颁布青海省禁采砂金令，依法关闭除班玛县多卡、吉卡和称多县扎朵以外的全部砂金矿，并逐步展开对青海省砂金矿地质环境的恢复治理工作，因矿山责任主体灭失，资金来自中央和省级财政。截至2011年投资42000万元，综合治理面积76281hm2，恢复草地近7000hm2[8]，矿区植被覆盖率达到70%以上，消除泥石流隐患，减少土地沙漠化、水土流失和黄河含沙量，改善矿区及周边和下游沿河整体的生态环境，生态效益明显。重建优质草场，促进牧业发展，社会效益明显。

班玛县多卡吉卡砂金矿治理区是集经济、社会、环境效益为一体的典型。该砂金矿在青海省开采规模最大、地质环境破坏最严重，20世纪70年代末至2002年初，矿区经历了群采和国有企业船采，沟谷整体地貌遭到破坏，遗留下长达18km的过采区，挖损压占土地6.75km2。2003年以来，在中央2500万经费支持下治理矿区地质环境，恢复草场7600多亩，获得服务期内1210万元的生态价值[7]。

治多县巴桑涌砂金矿地处三江源核心区，系20世纪70年代至80年代末群采矿山，过采区连续破坏河道3.465km，破坏草场约1km2，河流改道、草场破坏、水土流失等地质环境问题较严重。2009年11月在中央和地方资金的支持下，开展地质环境恢复治理，通过修复河道、填坑平整、表土覆盖、人工种草、围栏养护等方法，至2011年综合治理1km2多的土地[12]。2012年9月现场实地调查，土地平整，草场生长良好，河水水质清澈，生态地质环境恢复良好。

4 砂金矿地质环境恢复治理模式

对于该地砂金矿区产生的地质环境问题，必须采取人工干预的方式，在治理过程中结合工程技术方法和生物手段，在工程结束后进行适当监管，避免过度放牧等不合理的土地利用方式导致治理区生态环境再次遭到破坏。

4.1 工程技术方法

4.1.1 修复河道

对治理区内遭到破坏的河道，先要重构修复其形态，若无河道则直接进行地貌平整。修复河道以疏通径流为目的，采取疏浚、拦堵与防护相结合的原则。修复后的河道走向、宽度、深度、横断面、纵坡等应和原河床大致相同。若过采区地貌改变较大，无法确认原河床，则应根据河水性质和演变规律、造床作用等特点，因地制宜，使修复的河道更趋合理。

4.1.2 地貌平整

地貌平整为达到恢复地貌，使平整后的坡度适宜植物生长的目的。遵循颗粒下粗上细的原则，回填和整平剥离堆置砂砾料。对小规模采坑回填弃渣进行平整，对大型采金场根据实际条件回填，最大限度减少采金活动造成的破坏，使地貌与周边环境协调。整平面须平顺，无大的坡度和沟坎，以利于覆盖上层腐殖土和种草，满足植被生长对坡度的基本要求。

4.1.3 客土回填

首先用砂砾石层回填整平，达到平顺后用小型机械设备回覆土层，覆土厚度应根据治理区实际情况决定，一般不低于30cm，以适宜草场生长。就近选择取土点，用分层取土的方法取用通透性较好的土壤，之后对取土点进行围栏恢复。

4.2 植被恢复

采用人工种草的方式恢复植被。根据青南高原的自然条件和省内已有牧草草种特征，以及高海拔地区多年的人工牧草播种经验，选用抗寒、再生能力强、对土壤要求不高的垂穗披碱草、老芒麦和星星草作为生态环境恢复治理的优选草种，草种混合比例为9∶4∶2，混播量为15.0kg/亩[12]。播种前后要耙磨、辗压，细碎表层土块，使种子与土壤紧密接触。播种时可混合适量砂土，人工均匀撒播草籽，在河流坡岸等坡度较大的局部可采用结网覆土种草的方式，即先结网、覆土，再将掺入草籽的泥浆喷于其上。播种时及播种后要施肥养护。