我國石材礦山綠色開發(fā)存在的問題與思考

壽立永，李向陽，歐陽友和，張 亮，孔 明

(1.中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心陜西總隊，陜西 西安 710003；2.中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山東總隊，山東 濟(jì)南 250100)

石材是由巖石經(jīng)切割、造型、打磨加工而成，相對瓷磚、混凝土等合成建筑材料，具有加工簡單、低能耗、低化學(xué)污染等特點[1]，作為重要的建筑材料，石材廣泛應(yīng)用于建筑、裝飾、市政建設(shè)等領(lǐng)域。石材礦產(chǎn)資源屬于低風(fēng)險礦種，準(zhǔn)入門檻低、產(chǎn)業(yè)集中度低，長期以來形成了一批小型礦山。這些小型礦山地質(zhì)勘查程度低、資源利用水平低，造成資源的浪費，高強(qiáng)度的開采引發(fā)一系列環(huán)境問題[2]。石材產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了30年的高速發(fā)展，開采主陣地逐漸從東部沿海地區(qū)向內(nèi)陸地區(qū)轉(zhuǎn)移，但開發(fā)方式并沒有發(fā)生根本性改變。

石材產(chǎn)業(yè)是典型的資源依賴型、生態(tài)敏感型產(chǎn)業(yè)[1]，礦產(chǎn)資源的低水平利用和礦山生態(tài)環(huán)境問題是制約石材礦業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題。石材礦產(chǎn)資源開發(fā)引發(fā)的環(huán)境問題不但直接危害礦山生產(chǎn)，而且危害社會公眾利益；而環(huán)境的惡化又反過來制約礦產(chǎn)資源開發(fā)，唯有資源合理開發(fā)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)的發(fā)展才是科學(xué)的發(fā)展[3]。節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境是基本國策，石材礦業(yè)必須走資源節(jié)約、環(huán)境友好的可持續(xù)發(fā)展之路[4]。

本文總結(jié)了石材礦產(chǎn)資源開發(fā)利用存在的資源和環(huán)境問題，以解決問題為導(dǎo)向，通過資源的科學(xué)規(guī)劃、分級利用、綜合利用，實現(xiàn)石材礦產(chǎn)資源節(jié)約高效利用。按照順應(yīng)自然、“師法自然”[5]的原則，以構(gòu)建“山水林田湖草”生命共同體為目標(biāo)，對礦山生態(tài)修復(fù)。旨在實現(xiàn)資源效益、生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，推動石材產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

1 石材礦山存在的問題

1.1 礦產(chǎn)資源利用問題

石材產(chǎn)業(yè)集中度低，礦山分散，規(guī)模偏小，礦產(chǎn)資源利用水平較低，主要表現(xiàn)為缺少長遠(yuǎn)規(guī)劃、資源浪費嚴(yán)重、資源利用率低、過度開發(fā)等。

(1)科學(xué)長遠(yuǎn)規(guī)劃欠缺。

我國石材產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入門檻較低，礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)普遍缺乏科學(xué)長遠(yuǎn)規(guī)劃[6]，“大礦小開、一礦多開”是導(dǎo)致石材礦產(chǎn)資源低水平利用的重要原因。以山東萊州為例，鼎盛時期開采礦山有400余座。缺乏科學(xué)長遠(yuǎn)規(guī)劃是限制石材產(chǎn)業(yè)規(guī)模化、集約化發(fā)展的重要瓶頸。

(2)資源浪費嚴(yán)重。

近年來石材開采技術(shù)水平、裝備水平有了很大的提升，但依然存在發(fā)展不平衡的問題，依然存在大量規(guī)模小、亂采亂挖的礦山。同一礦區(qū)、同一礦體設(shè)置多個采礦權(quán)，開采后形成了諸多“隔墻”，造成了礦產(chǎn)資源的破壞。不同花色、不同品級礦石開采工藝、加工工藝不加區(qū)分，高質(zhì)低用、高低混用導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)良莠不齊，降低了產(chǎn)品附加值。部分礦山受經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)使，將小規(guī)格荒料、不規(guī)則荒料大量丟棄，浪費了資源。

(3)綜合利用程度低。

石材開采產(chǎn)生不成荒廢石、小規(guī)格荒料等固體廢棄物，這些固體廢棄物綜合利用率較低。廢石無組織排放造成地質(zhì)災(zāi)害隱患、水土流失、阻塞河道、青山掛白等環(huán)境問題[7-8]，浪費了資源、破壞了環(huán)境。

(4)資源的過度開發(fā)。

隨著石材產(chǎn)區(qū)大量拓展，產(chǎn)能過剩的問題日漸突出。一個石材產(chǎn)區(qū)形成后，大量礦山投入開采，導(dǎo)致同質(zhì)性競爭嚴(yán)重，形成產(chǎn)品供大于求→降價→壓低成本→生態(tài)修復(fù)滯后→擴(kuò)大開采量→供大于求的惡性循環(huán)。資源過度開發(fā)不利于產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

1.2 礦山生態(tài)環(huán)境問題

石材礦山環(huán)境問題主要為自然景觀與生態(tài)環(huán)境破壞、土地資源破壞、次生地質(zhì)災(zāi)害等。其中，自然景觀與生態(tài)破壞是最顯而易見且最難以修復(fù)[9]。我國幅員遼闊，不同地域存在主要生態(tài)環(huán)境問題差異很大[10]。本文按中東部地區(qū)、西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境分區(qū)對我國主要石材產(chǎn)區(qū)環(huán)境問題進(jìn)行了梳理(表1)。

我國大部分石材礦山分布于中東部中低山丘陵區(qū)，屬濕潤半濕潤氣候區(qū)，年降雨量較大，自然生態(tài)條件優(yōu)越。區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，人口稠密，交通網(wǎng)絡(luò)密集，存在的環(huán)境問題相對較多，其中最主要的問題是地形地貌景觀影響。多數(shù)石材礦山山勢陡峻，原生自然景觀秀麗，位于風(fēng)景名勝區(qū)周邊可視范圍或本身就位于風(fēng)景名勝區(qū)，石材開采致使景觀嚴(yán)重破壞。如何對石材礦山進(jìn)行景觀再造，達(dá)到生態(tài)修復(fù)的目的，是擺在我們面前的難題[11]。

表1 石材礦山環(huán)境問題分析

西部石材開采區(qū)大多位于戈壁荒漠區(qū)，屬干旱氣候區(qū)，如：新疆奇臺蘇吉泉礦區(qū)、青海格爾木礦區(qū)、新疆鄯善礦區(qū)等。礦區(qū)周邊人口稀少，遠(yuǎn)離主要交通干線，水資源缺乏，幾乎無植被覆蓋，土地類型以裸巖石礫地等未利用地為主。相對來看，戈壁荒漠區(qū)石材礦產(chǎn)開采對生態(tài)環(huán)境影響較小，主要是地形地貌改變，后期治理較容易。

2 石材資源利用的建議

要根本改變我國石材礦山低利用和高排放的現(xiàn)狀，科學(xué)規(guī)劃是前提，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是關(guān)鍵途徑。提高資源利用程度，推進(jìn)礦產(chǎn)資源的循環(huán)利用，減少經(jīng)濟(jì)發(fā)展對環(huán)境造成的壓力，緩解資源短缺的現(xiàn)狀[12]。

(1)礦產(chǎn)資源科學(xué)規(guī)劃。

石材產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)淘汰落后產(chǎn)能、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高礦產(chǎn)開發(fā)集中度的目標(biāo)，必須依據(jù)礦產(chǎn)資源稟賦條件，充分論證環(huán)境承載力，充分結(jié)合市場需求對石材礦產(chǎn)資源地質(zhì)勘查、開發(fā)與保護(hù)、開采總量等進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃。以礦區(qū)為單位詳細(xì)查明礦床地質(zhì)特征、礦石質(zhì)量特征，詳細(xì)劃分石材品種及品級。在此基礎(chǔ)上，科學(xué)劃定礦區(qū)范圍，解決大礦小開、一礦多開等問題。

(2)采用先進(jìn)工藝，提高荒料率。

影響荒料率因素很多，包括節(jié)理裂隙、色斑色線、風(fēng)化作用、巖溶作用等原生地質(zhì)因素，另外采礦工藝、采礦方法、采用的設(shè)備對荒料率也有重要影響。采用先進(jìn)的串珠鋸、鏈臂鋸、車載鑿巖機(jī)等先進(jìn)裝備，采用高臺階等工藝方法提高荒料率，實現(xiàn)石材資源利用最大化[13]。

(3)優(yōu)質(zhì)優(yōu)用、分級利用。

石材礦產(chǎn)資源是不可再生資源，礦產(chǎn)開發(fā)應(yīng)提高定位、提升功能，保證產(chǎn)品的稀缺性，優(yōu)質(zhì)優(yōu)用、分級利用[14]。按礦產(chǎn)資源的稀缺性、觀賞價值、使用價值、潛在經(jīng)濟(jì)價值等屬性對礦產(chǎn)資源進(jìn)行詳細(xì)分類。以芝麻白為例，按礦物組成比例，花紋特點可進(jìn)一步細(xì)分為金絲芝麻白、加洲芝麻白、貴妃芝麻白、浪花芝麻白、虎皮芝麻白等品種，以花色協(xié)調(diào)穩(wěn)定性再進(jìn)一步分為A級、B級、C級，應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，優(yōu)質(zhì)優(yōu)價、高質(zhì)高價，提高產(chǎn)品的裝飾性能、提升產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價值。

(4)提高固體廢棄物綜合利用率。

廢石的綜合利用是礦山必須重視的一大課題[15]，石材礦山方解石類碳酸鹽大理石廢棄物可作為水泥、重鈣和石灰的原料；表層剝離粘土可作為水泥原料利用。白云石類碳酸鹽大理石廢石可作為人造石原料，涂料原料，膩子粉原料進(jìn)行綜合利用?；◢弾r類固體廢棄物可作為建筑石料等進(jìn)行綜合利用。剩余的固體廢棄物可作為生態(tài)修復(fù)填充材料、復(fù)墾土石方使用，實現(xiàn)礦產(chǎn)資源的“吃干榨盡”。關(guān)于石材工業(yè)廢料的綜合利用，部分專家學(xué)者也從仿石涂料、人造石材、汽車油漆等方向進(jìn)行過探索[16]。

3 石材礦山生態(tài)修復(fù)的建議

礦山生態(tài)修復(fù)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到礦床學(xué)、采礦學(xué)、恢復(fù)生態(tài)學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、災(zāi)害學(xué)、土壤學(xué)、植物學(xué)等多學(xué)科的交叉[17-18]。石材礦山露天開采對景觀系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)造成的破壞[19]必須依賴工程措施、生態(tài)措施相結(jié)合進(jìn)行修復(fù)[20]，最終的目標(biāo)是消除或弱化采礦痕跡，推動鄉(xiāng)土物種的自然演替，實現(xiàn)礦區(qū)與周邊生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

3.1 礦山生態(tài)修復(fù)策略

(1)生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。

生態(tài)修復(fù)按照“師法自然”原則、立足長效原則、因地制宜原則、經(jīng)濟(jì)合理原則，最大限度實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)自我維持、自我維護(hù)，實現(xiàn)功能逐漸增強(qiáng)。

在全面對土地資源、水資源、環(huán)境地貌景觀、地質(zhì)災(zāi)害、人口聚集度等要素進(jìn)行科學(xué)評估的基礎(chǔ)上[21]，以解決關(guān)鍵問題為導(dǎo)向，以恢復(fù)生態(tài)功能為目標(biāo)系統(tǒng)開展生態(tài)修復(fù)。生態(tài)修復(fù)涉及到邊坡生物防護(hù)、景觀修復(fù)與再造、土壤重構(gòu)、生物多樣性恢復(fù)等諸多環(huán)節(jié)。通過綜合治理，使其恢復(fù)到可供利用狀態(tài)[22]，達(dá)到合理利用自然資源、有效保護(hù)自然資源目的，促使人與自然和諧發(fā)展[23]。

(2)生態(tài)修復(fù)模式探索。

目前我國礦山生態(tài)修復(fù)正逐漸從簡單復(fù)綠手段向綜合治理、功能恢復(fù)、資源循環(huán)利用等方式轉(zhuǎn)變[24]。不同礦區(qū)建議結(jié)合自然、經(jīng)濟(jì)、社會等綜合因素，探索采用生態(tài)修復(fù)+資源回收利用、生態(tài)修復(fù)+土地開發(fā)整理、生態(tài)修復(fù)+地下空間開發(fā)等創(chuàng)新模式，進(jìn)一步提高生態(tài)修復(fù)的綜合效益。

3.2 典型礦區(qū)生態(tài)修復(fù)案例

本文分別選取東南濕潤中低山區(qū)福建廈門A石材礦區(qū)，西北戈壁荒漠區(qū)新疆奇臺B石材礦區(qū)，針對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題，提出礦區(qū)生態(tài)修復(fù)策略，并對最終修復(fù)效果進(jìn)行預(yù)測評述(表2)。

福建廈門A石材礦區(qū)位于重要交通線、城市規(guī)劃區(qū)可視范圍，土地資源和植被破壞嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境問題嚴(yán)重。通過系統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)，將消除礦山環(huán)境問題，有效改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，提升當(dāng)?shù)厝司迎h(huán)境，有利于社會穩(wěn)定，充分體現(xiàn)了“以人為本”的思想。同時可增加城鄉(xiāng)建設(shè)用地指標(biāo)，更具有深遠(yuǎn)意義的是增加了可耕種土地、控制水土流失、推進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的改善。

表2 典型礦山生態(tài)修復(fù)模式

新疆奇臺B石材礦區(qū)遠(yuǎn)離交通干線、遠(yuǎn)離城市規(guī)劃區(qū)、屬于荒漠石漠地貌，幾乎無植被分布。地貌的改變?yōu)樽钪匾沫h(huán)境問題。通過對地形地貌的重塑，可消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，美化礦區(qū)環(huán)境，達(dá)到與周邊環(huán)境景觀相協(xié)調(diào)的目的。

我國西部地區(qū)石材礦產(chǎn)資源開發(fā)對生態(tài)環(huán)境破壞程度較小，生態(tài)修復(fù)難度較小，相對東部地區(qū)更適合發(fā)展石材產(chǎn)業(yè)。

4 結(jié)論

(1)礦產(chǎn)資源利用問題和生態(tài)環(huán)境問題是制約石材礦產(chǎn)資源開發(fā)、石材產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的的關(guān)鍵問題。

(2)石材礦產(chǎn)資源開發(fā)必須堅持節(jié)約資源就是保護(hù)資源的理念，通過科學(xué)合理的規(guī)劃提高資源的利用水平，通過資源分級利用、綜合利用可實現(xiàn)石材礦產(chǎn)資源的高效利用。

(3)石材礦山應(yīng)針對存在的具體環(huán)境問題，按照順應(yīng)自然、師法自然、因地制宜、經(jīng)濟(jì)適用、效果長效的原則，一礦一策、精準(zhǔn)施策，系統(tǒng)進(jìn)行礦山生態(tài)修復(fù)，重新構(gòu)建“山水林田湖草”生命共同體。

(4)礦產(chǎn)資源高效利用和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)是相互制約和相互促進(jìn)的，其協(xié)調(diào)發(fā)展可實現(xiàn)資源效益、生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)社會效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。