青南高原砂金礦地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理模式探討

李 賢,王福德,張江華,喬 岡,劉瑞平

(1.長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054；2.青海省第五地質(zhì)勘查院，青海 西寧 810000；3.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710054)

青海省南部高原即青南地區(qū)砂金資源儲(chǔ)量大，采金歷史悠久，可追溯至上世紀(jì)20～30年代，以民采為主。由于過(guò)去缺乏環(huán)境保護(hù)意識(shí)，監(jiān)管體制欠缺，導(dǎo)致該地砂金礦長(zhǎng)期處于大規(guī)模亂采濫挖之中，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。因地處青藏高原生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，且大部位于“三江源”保護(hù)區(qū)內(nèi)，為保護(hù)該地脆弱的生態(tài)環(huán)境，省政府于2002年頒布全省砂金禁采令[1]，逐步展開(kāi)對(duì)全省砂金礦地質(zhì)環(huán)境的恢復(fù)治理工作。2002年對(duì)玉樹(shù)州、果洛州5個(gè)砂金礦區(qū)，2004年對(duì)“三江源”、內(nèi)陸河江河源頭區(qū)部分砂金礦區(qū)，2012年對(duì)門(mén)源縣黃沙臺(tái)砂金礦區(qū)、瑪多縣紅金臺(tái)砂金礦區(qū)、多卡吉卡砂金礦區(qū)、治多縣松莫茸砂金礦區(qū)、曲麻萊縣德曲砂金礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境開(kāi)展綜合治理，生態(tài)環(huán)境得到較大程度的恢復(fù)，治理成效顯著。

把解決某類(lèi)問(wèn)題的方法總結(jié)歸納到理論高度即為模式，即模式是解決某類(lèi)問(wèn)題的方法論。武強(qiáng)提出，礦山環(huán)境恢復(fù)治理模式是針對(duì)治理對(duì)象特性、具有特定功能的若干技術(shù)方法的組合[2]。關(guān)于礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理模式的文獻(xiàn)不多見(jiàn)[3-6]，陳芳孝總結(jié)出“龍鳳嶺廢棄采石場(chǎng)、北京首鋼鐵礦等”7種典型治理模式[3]，侯晉領(lǐng)總結(jié)出“回填塌陷區(qū)、井下巷道矸石充填等”四種模式[4]。筆者在較系統(tǒng)收集總結(jié)此區(qū)砂金礦地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題及恢復(fù)治理資料的基礎(chǔ)上，2012年9月實(shí)地調(diào)研了部分砂金礦生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理成效，較系統(tǒng)掌握了青南地區(qū)砂金礦開(kāi)采區(qū)主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題類(lèi)型和恢復(fù)治理概況，分析研究其治理成效，試圖總結(jié)此區(qū)砂金礦地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理的模式，以期對(duì)類(lèi)似地區(qū)砂金礦地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理工作提供參考。

1 研究區(qū)概況

青南地區(qū)位于青海省南部，包括昆侖山脈和唐古拉山脈間的整個(gè)地區(qū)，行政區(qū)劃包括青海南部的黃南、果洛和玉樹(shù)三個(gè)藏族自治州，俗稱(chēng)“黃果樹(shù)”地區(qū)，區(qū)內(nèi)絕大部分地區(qū)屬于有“中華水塔”之稱(chēng)的“三江源”自然保護(hù)區(qū)，是世界高海拔地區(qū)生物多樣性最集中和生態(tài)最敏感的地區(qū)，總面積約20萬(wàn)km2，藏民占總?cè)丝诘?0%左右。公路是該地最主要的交通運(yùn)輸方式，214國(guó)道和省內(nèi)干線公路連接該地區(qū)內(nèi)外，青藏、蘭青鐵路和玉樹(shù)機(jī)場(chǎng)便捷了與外地的聯(lián)系。

青南地區(qū)海拔多在3500～4800m之間，地貌類(lèi)型復(fù)雜，西部地勢(shì)較平緩、完整，東部多高山峽谷，起伏較大，坡度陡。氣候寒冷，年平均氣溫東南部河谷地帶0～3℃，其余地區(qū)在0℃以下。水熱條件由東南向西北梯度遞減，植被類(lèi)型也由東南向西北更迭，具有耐寒、生長(zhǎng)季節(jié)短、生物積累緩慢等特點(diǎn)。土壤類(lèi)型簡(jiǎn)單，草原廣闊，耕地極少，有一定面積的林地。動(dòng)物群落簡(jiǎn)單，穴居動(dòng)物、大型健走類(lèi)食草動(dòng)物居多。高寒、多風(fēng)、缺氧等惡劣的自然氣候條件，簡(jiǎn)單的土壤類(lèi)型和動(dòng)植物群落，構(gòu)成了該地原始而脆弱的高原生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，系統(tǒng)的抗干擾和自我恢復(fù)能力極差，具有很強(qiáng)的敏感性和不穩(wěn)定性[7]。因此該地的水土植被一旦遭到破壞，自然恢復(fù)的難度很大，對(duì)于采金破壞的地質(zhì)環(huán)境，必須人工干預(yù)進(jìn)行恢復(fù)治理。

2 砂金礦地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

2.1 砂金礦開(kāi)發(fā)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響

對(duì)砂金礦的長(zhǎng)期無(wú)序開(kāi)采，尤其是20世紀(jì)80年代興起的大規(guī)模粗放采金熱潮，對(duì)該地生態(tài)地質(zhì)環(huán)境造成極大破壞。受人為活動(dòng)和氣候變化的共同影響，雪線上升，冰川后退，湖泊萎縮，致使原本就很脆弱的生態(tài)環(huán)境和草場(chǎng)植被遭到很大打擊，自然生態(tài)環(huán)境日趨惡化。

2002年頒布全省禁采砂金令以來(lái)，采金活動(dòng)趨于停止，但礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境無(wú)法自然恢復(fù)。2004～2011年相關(guān)部門(mén)開(kāi)展了三江源和內(nèi)陸河源頭區(qū)砂金礦調(diào)查，查明過(guò)采區(qū)面積1061.6hm2，主要分布于河谷開(kāi)闊處的低階地和河漫灘地帶。過(guò)采對(duì)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境破壞十分嚴(yán)重，區(qū)內(nèi)溝坑遍布，砂堆如山。挖損破壞河道數(shù)百km，遺留采金坑塘數(shù)以萬(wàn)計(jì)，面積500～1000m2的沙坑隨處可見(jiàn)，其中大的面積近15000m2；區(qū)內(nèi)高2～8m、堆積量1000～5000m2的砂堆遍布。受砂金礦體延展方向控制，砂堆構(gòu)成沿溝谷方向展布的條帶狀砂梁，由于堆積高度過(guò)大，加之近水一側(cè)的水流沖刷侵蝕，砂堆易發(fā)生滑塌堵塞河道、加劇水土流失等[8]。

2.2 砂金礦區(qū)主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

開(kāi)采砂金要經(jīng)歷表土剝離、采砂、選礦等一系列的作業(yè)流程，每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)破壞礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)生地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，主要有資源損壞、地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境污染三大類(lèi)型及眾多的表現(xiàn)形式[9]。

1)資源毀損：砂金開(kāi)采對(duì)礦區(qū)資源的破壞主要表現(xiàn)在對(duì)土地、植被、水資源及地形地貌景觀的破壞。對(duì)土地資源的破壞形式主要有剝離和壓占兩種，該地砂金礦主要分布于高山草甸之下的沙土層中，采金要?jiǎng)冸x地表草皮，直接破壞草地，形成的砂礫石堆積于河道或岸邊，壓占草場(chǎng),總影響面積占砂金分布溝谷谷底面積的60%以上。采金挖損、沙石堆場(chǎng)侵占漫灘和階地,破壞原始河道，運(yùn)輸?shù)缆纺雺翰莸氐萚10],導(dǎo)致過(guò)采區(qū)土地、草場(chǎng)失去原有的生態(tài)價(jià)值，造成土地破壞、水土流失、土地沙化等。據(jù)統(tǒng)計(jì)三江源及內(nèi)陸河源頭區(qū)的群采砂金活動(dòng)累計(jì)損毀土地20000多hm2 [11]。采金對(duì)河谷地帶第四系松散巖類(lèi)孔隙含水層結(jié)構(gòu)的破壞最大，導(dǎo)致地表水、地下水流場(chǎng)發(fā)生改變，甚至河流斷流，影響部分地段的人畜飲水安全[8]。

2)地質(zhì)災(zāi)害：青南地區(qū)局地降雨量大，且70%左右集中于5～8月。礦區(qū)水系流域內(nèi)大范圍坡積、風(fēng)化堆積的碎屑物較豐富，加上剝離的砂礫石露天堆放在河道邊，結(jié)構(gòu)松散，抗沖蝕能力弱，在強(qiáng)降雨條件下極易引發(fā)泥石流。礦區(qū)遺留采坑星羅棋布，積水后危害當(dāng)?shù)厝诵笊踩６嗫ㄉ敖鸬V區(qū)的采坑積水就曾導(dǎo)致牧民溺亡[11]。

3)環(huán)境污染：采金作業(yè)產(chǎn)生的廢水、廢渣常直接排放在河湖中，造成河湖水體污染。砂金開(kāi)采導(dǎo)致地表水體中泥沙含量加大、懸浮物增多，生產(chǎn)中機(jī)械油料、儲(chǔ)油罐等管理不善造成油料滲漏，對(duì)地表水造成污染。丟棄的油料桶和沾滿油污的機(jī)械配件遺留至今，經(jīng)雨水淋濾長(zhǎng)期污染水體。剝離表土可能導(dǎo)致含水層裸露，地下水的防污自凈能力下降，增大污染機(jī)率，嚴(yán)重威脅地下水環(huán)境。

3 礦區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理現(xiàn)狀

1998年，稱(chēng)多縣扎朵砂金礦將砂金開(kāi)采與生態(tài)環(huán)境治理相結(jié)合,在過(guò)采區(qū)實(shí)施草地植被重建工程,取得一定的成效。2002年頒布青海省禁采砂金令，依法關(guān)閉除班瑪縣多卡、吉卡和稱(chēng)多縣扎朵以外的全部砂金礦，并逐步展開(kāi)對(duì)青海省砂金礦地質(zhì)環(huán)境的恢復(fù)治理工作，因礦山責(zé)任主體滅失，資金來(lái)自中央和省級(jí)財(cái)政。截至2011年投資42000萬(wàn)元，綜合治理面積76281hm2，恢復(fù)草地近7000hm2[8]，礦區(qū)植被覆蓋率達(dá)到70%以上，消除泥石流隱患，減少土地沙漠化、水土流失和黃河含沙量，改善礦區(qū)及周邊和下游沿河整體的生態(tài)環(huán)境，生態(tài)效益明顯。重建優(yōu)質(zhì)草場(chǎng)，促進(jìn)牧業(yè)發(fā)展，社會(huì)效益明顯。

班瑪縣多卡吉卡砂金礦治理區(qū)是集經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益為一體的典型。該砂金礦在青海省開(kāi)采規(guī)模最大、地質(zhì)環(huán)境破壞最嚴(yán)重，20世紀(jì)70年代末至2002年初，礦區(qū)經(jīng)歷了群采和國(guó)有企業(yè)船采，溝谷整體地貌遭到破壞，遺留下長(zhǎng)達(dá)18km的過(guò)采區(qū)，挖損壓占土地6.75km2。2003年以來(lái)，在中央2500萬(wàn)經(jīng)費(fèi)支持下治理礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境，恢復(fù)草場(chǎng)7600多畝，獲得服務(wù)期內(nèi)1210萬(wàn)元的生態(tài)價(jià)值[7]。

治多縣巴桑涌砂金礦地處三江源核心區(qū)，系20世紀(jì)70年代至80年代末群采礦山，過(guò)采區(qū)連續(xù)破壞河道3.465km，破壞草場(chǎng)約1km2，河流改道、草場(chǎng)破壞、水土流失等地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題較嚴(yán)重。2009年11月在中央和地方資金的支持下，開(kāi)展地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理，通過(guò)修復(fù)河道、填坑平整、表土覆蓋、人工種草、圍欄養(yǎng)護(hù)等方法，至2011年綜合治理1km2多的土地[12]。2012年9月現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查，土地平整，草場(chǎng)生長(zhǎng)良好，河水水質(zhì)清澈，生態(tài)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)良好。

4 砂金礦地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理模式

對(duì)于該地砂金礦區(qū)產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，必須采取人工干預(yù)的方式，在治理過(guò)程中結(jié)合工程技術(shù)方法和生物手段，在工程結(jié)束后進(jìn)行適當(dāng)監(jiān)管，避免過(guò)度放牧等不合理的土地利用方式導(dǎo)致治理區(qū)生態(tài)環(huán)境再次遭到破壞。

4.1 工程技術(shù)方法

4.1.1 修復(fù)河道

對(duì)治理區(qū)內(nèi)遭到破壞的河道，先要重構(gòu)修復(fù)其形態(tài)，若無(wú)河道則直接進(jìn)行地貌平整。修復(fù)河道以疏通徑流為目的，采取疏浚、攔堵與防護(hù)相結(jié)合的原則。修復(fù)后的河道走向、寬度、深度、橫斷面、縱坡等應(yīng)和原河床大致相同。若過(guò)采區(qū)地貌改變較大，無(wú)法確認(rèn)原河床，則應(yīng)根據(jù)河水性質(zhì)和演變規(guī)律、造床作用等特點(diǎn)，因地制宜，使修復(fù)的河道更趨合理。

4.1.2 地貌平整

地貌平整為達(dá)到恢復(fù)地貌，使平整后的坡度適宜植物生長(zhǎng)的目的。遵循顆粒下粗上細(xì)的原則，回填和整平剝離堆置砂礫料。對(duì)小規(guī)模采坑回填棄渣進(jìn)行平整，對(duì)大型采金場(chǎng)根據(jù)實(shí)際條件回填，最大限度減少采金活動(dòng)造成的破壞，使地貌與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)。整平面須平順，無(wú)大的坡度和溝坎，以利于覆蓋上層腐殖土和種草，滿足植被生長(zhǎng)對(duì)坡度的基本要求。

4.1.3 客土回填

首先用砂礫石層回填整平，達(dá)到平順后用小型機(jī)械設(shè)備回覆土層，覆土厚度應(yīng)根據(jù)治理區(qū)實(shí)際情況決定，一般不低于30cm，以適宜草場(chǎng)生長(zhǎng)。就近選擇取土點(diǎn)，用分層取土的方法取用通透性較好的土壤，之后對(duì)取土點(diǎn)進(jìn)行圍欄恢復(fù)。

4.2 植被恢復(fù)

采用人工種草的方式恢復(fù)植被。根據(jù)青南高原的自然條件和省內(nèi)已有牧草草種特征，以及高海拔地區(qū)多年的人工牧草播種經(jīng)驗(yàn)，選用抗寒、再生能力強(qiáng)、對(duì)土壤要求不高的垂穗披堿草、老芒麥和星星草作為生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理的優(yōu)選草種，草種混合比例為9∶4∶2，混播量為15.0kg/畝[12]。播種前后要耙磨、輾壓，細(xì)碎表層土塊，使種子與土壤緊密接觸。播種時(shí)可混合適量砂土，人工均勻撒播草籽，在河流坡岸等坡度較大的局部可采用結(jié)網(wǎng)覆土種草的方式，即先結(jié)網(wǎng)、覆土，再將摻入草籽的泥漿噴于其上。播種時(shí)及播種后要施肥養(yǎng)護(hù)。

4.3 后期管護(hù)

為確保礦山生態(tài)地質(zhì)環(huán)境得以恢復(fù)，草場(chǎng)、土地獲得有效利用，要加強(qiáng)后期管護(hù)，避免治理區(qū)遭到再次破壞。治理后圍欄封育，專(zhuān)人管護(hù)一段時(shí)間，生態(tài)環(huán)境完全恢復(fù)后采取“分片到戶”、“利用與管理”相結(jié)合的方法，重新分配和使用恢復(fù)后的草地。

5 結(jié)語(yǔ)

歷史上的砂金礦開(kāi)采，嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)

致礦區(qū)河道破壞，河流改道，水土流失加劇，草場(chǎng)破壞與退化，土地沙化，地形地貌景觀破壞，第四紀(jì)松散層地下水破壞等。

青南高原海拔高，缺氧，多風(fēng)，氣候條件惡劣，土壤類(lèi)型和動(dòng)植物群落簡(jiǎn)單，生態(tài)環(huán)境脆弱，系統(tǒng)的抗干擾和自我修復(fù)能力極差，具有很強(qiáng)的敏感性和不確定性。砂金礦區(qū)產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，自然恢復(fù)的可能性極小，必須采取人工強(qiáng)行干預(yù)的方式，方能在短期內(nèi)恢復(fù)。

青南高原砂金礦生態(tài)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理模式是“修復(fù)河道+地貌平整+客土回填+植被恢復(fù)+后期管護(hù)”。

[1]青海省人民政府.青海省人民政府關(guān)于在全省范圍內(nèi)禁止開(kāi)采砂金的通知[Z].2002-02-04.

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[12]青海省柴達(dá)木綜合地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院.青海省治多縣巴桑涌地區(qū)砂金礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理設(shè)計(jì)書(shū)[R].2010.