淺談貴州省黔西南歷史遺留廢棄金礦礦山環(huán)境綜合治理措施

吳 鵬，斯恩智*

隨著“十四五”來臨，“推動(dòng)綠色發(fā)展 促進(jìn)人與自然和諧共生”仍然是重點(diǎn)話題及工作任務(wù)，廢棄礦山尤其是歷史遺留廢棄金礦對于貴州省來說都是不可忽略的問題，本文對黔西南州歷史遺留廢棄金礦礦山地質(zhì)環(huán)境問題綜合治理進(jìn)行了簡要分析。

貴州省黔西南州礦產(chǎn)資源豐富，被譽(yù)為中國“金州”，金礦的開采歷史比較悠久，由于上個(gè)世紀(jì)金礦開采熱潮，黔西南州金礦遍地開花，涌現(xiàn)出一批大大小小的金礦，甚至發(fā)現(xiàn)過“貞豐爛泥溝金礦”這樣的舉世明珠。近年來，隨著我國對經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，黔西南州關(guān)閉了許多金礦開采礦山，但是這些廢棄礦山殘留的裸露開采面以及大量歷史遺留廢渣對生態(tài)環(huán)境的影響十分嚴(yán)重，不僅對自然景觀的破壞，尤其廢渣中的重金屬嚴(yán)重影響周邊植物、水資源以及當(dāng)?shù)厝丝诰幼…h(huán)境。如何有效地對這些廢棄礦山進(jìn)行綜合治理，是當(dāng)?shù)丨h(huán)境可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵。因此，需要對這些礦山環(huán)境恢復(fù)治理措施進(jìn)行深入研究，并提出有效的綜合治理方案。

1 礦山地質(zhì)環(huán)境概述

1.1 地理位置與交通

勘查區(qū)位于安龍縣戈塘鎮(zhèn)岔河村干溝二組，與安龍縣城直線距離50km，地理坐標(biāo)東經(jīng)105° 16′16.14″，北緯25°17′45.10″，安龍縣干溝金礦開采歷史遺留廢渣綜合治理項(xiàng)目勘查區(qū)面積為0.322km2。從安龍縣城經(jīng)省道到達(dá)戈塘鎮(zhèn)，由戈塘鎮(zhèn)轉(zhuǎn)鄉(xiāng)村公路可到達(dá)勘查區(qū)。

1.2 氣象水文

本區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，地處云貴高原南緣，冬春寒冷，夏秋涼爽，雨水充沛。區(qū)內(nèi)多年平均氣溫14.42℃～15.96℃，最低月（1月）平均氣溫5.2℃～8.0℃，最熱月（7月）平均氣溫21.7℃～22.3℃，平均溫差14.3℃～16.5℃。據(jù)安龍縣近10年降雨量統(tǒng)計(jì)，年降雨量676mm～1474mm，年最大降雨量1474mm，年最小降雨量676mm，年平均降雨量1228.03mm。從降水量的時(shí)間分配來看，全年78.35%的降水量集中在5月～8月。區(qū)內(nèi)蒸發(fā)量，多年平均值為1508.77mm，年最高1665.30mm，年最低1533.60mm。

礦區(qū)內(nèi)屬珠江流域北盤江水系，礦區(qū)內(nèi)無地表水，存在季節(jié)性溪溝，且溪溝常年有水，溪溝受大氣降水影響明顯，雨季水量較大，旱季水量小或處于干涸狀態(tài)，區(qū)內(nèi)地表水主要為大氣降水補(bǔ)給。經(jīng)查《貴州省暴雨洪水計(jì)算實(shí)用手冊》，取用《貴州省年最大1小時(shí)點(diǎn)雨量均值等值線圖》、《貴州省年最大1小時(shí)點(diǎn)雨量Cv值等值線圖》，得項(xiàng)目地的一小時(shí)平均點(diǎn)雨量為42mm，Cv=0.40，Cs=3.5Cv，分別取P=10%和P=5%，查《皮爾遜III型頻率曲線的模比系數(shù)KP值表》得KP=10%=1.53，KP=5%=1.78，由此計(jì)算得10年一遇最大1小時(shí)降水量為64.26mm；20年一遇最大1小時(shí)降水量為74.76mm。根據(jù)地形圖量算，截水溝上游集雨面積為0.07km2。

1.3 地形地貌

勘查區(qū)地處貴州高原向廣西丘陵過渡的斜坡地帶，區(qū)內(nèi)總體地勢為南部高，北部低，地勢由南部向北面傾斜，最高點(diǎn)位于勘查區(qū)東南面1506m處的無名山頭，最低點(diǎn)位于圖幅中北面蔬菜大棚，海拔1328m，最大相對高差達(dá)178m；勘查區(qū)內(nèi)海拔一般在1330m～1400m，相對高差70m?？辈閰^(qū)總體上屬構(gòu)造侵蝕地貌類型，侵蝕地貌為南-東向展布的峰叢，含煤地層等經(jīng)多次風(fēng)化剝蝕形成低凹的溝谷或緩坡地形。

1.4 地層巖性

根據(jù)現(xiàn)場勘查，勘查區(qū)出露的地層為第四系殘坡積層（Qel+dl）、二疊系中統(tǒng)茅口組（P2m）。

（1）第四系殘坡積層（Qel+dl）：主要分布于溝谷及緩坡地帶。由殘坡積物、塌積物（粘土、亞粘土及巖塊、碎石等）組成。硬～可塑，碎石含量一般在10%，粒徑0.5cm～10cm，碎石為風(fēng)化的泥巖及砂巖碎塊，具有一定的粘性，結(jié)構(gòu)松散，透水性強(qiáng)。

（2）二疊系中統(tǒng)茅口組（P2m）：由灰色中厚層灰?guī)r組成，地層產(chǎn)狀40°∠8°，抗風(fēng)化能力強(qiáng)。茅口組有明顯侵蝕間斷，古侵蝕面凸凹不平，與上覆地層龍?zhí)督M之間存在蝕變帶，為含金礦層位，是本次綜合治理礦山開采破壞的主要破壞層位。

1.5 地質(zhì)構(gòu)造與地震

（1）區(qū)域構(gòu)造?？辈閰^(qū)，在于大地構(gòu)造位置屬楊子準(zhǔn)地臺西南緣晴?。昌垬?gòu)造變形區(qū)中部，臨近右江造山帶，區(qū)域?qū)儆诜篷R坪背斜北西翼，區(qū)域內(nèi)主要構(gòu)造線呈北東向展布。

（2）礦區(qū)構(gòu)造。勘查區(qū)西側(cè)發(fā)育一斷層，區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡單，為一單斜構(gòu)造。地層總體走向北西～南東，傾向北東40°，傾角8°。局部見小的撓曲現(xiàn)象，斷裂構(gòu)造不發(fā)育。

根據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015），地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40s，地震動(dòng)峰值加速度為0.05g。根據(jù)地震動(dòng)峰值加速度分區(qū)和地震基本烈度對照表，地震基本烈度小于Ⅵ度區(qū)。

1.6 水文地質(zhì)條件

（1）含水巖組及類型。根據(jù)區(qū)內(nèi)出露的地層巖性、含水介質(zhì)及地下水動(dòng)力條件，可將區(qū)內(nèi)地下水類型劃分為巖溶裂隙水和第四系松散類孔隙水二大類。

①巖溶裂隙水。主要賦存于二疊系中統(tǒng)茅口組（P2m）灰?guī)r泥巖節(jié)理裂隙中，含水性不均勻，巖溶較為發(fā)育，靠大氣降水補(bǔ)給，通過碳酸鹽巖之中的溶蝕裂隙、溶洞、落水洞等對地下水進(jìn)行補(bǔ)給，經(jīng)調(diào)查，區(qū)內(nèi)未見井泉出露。②第四系松散孔隙水。主要賦存第四系覆蓋碎石土、含碎石粉質(zhì)粘土及強(qiáng)風(fēng)化泥巖的松散孔隙中，經(jīng)大氣降水補(bǔ)給后沿松散土體孔隙下滲至巖土接觸面、巖石節(jié)理裂隙中。最終排入斜坡前緣沖溝低洼處。

（2）地表水。地表水主要來源大氣降水斜坡堆渣場周邊及影響范圍內(nèi)有一條季節(jié)性溪溝，發(fā)育堆渣場東部，由南向北東徑流。地表水主要來源大氣降水。礦區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件簡單，小沖溝發(fā)育，溝水動(dòng)態(tài)不大，季節(jié)性變化不顯著，雨季流量變大，枯季流量較小或干枯。

1.7 巖土體工程地質(zhì)特征

根據(jù)區(qū)內(nèi)出露巖石的力學(xué)性質(zhì)、巖性及組合關(guān)系、巖石堅(jiān)硬程度和巖體的完整程度，將區(qū)內(nèi)的巖體劃分為第四系松散巖類工程地質(zhì)巖組及硬質(zhì)巖類工程地質(zhì)巖組兩類。

（1）第四系松散巖類工程地質(zhì)巖組。該類巖組主要為第四系殘坡積層（Qel+dl）：巖性以含碎石粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土為主，碎石含量約10%～20%，表層有植物根系及腐殖質(zhì)，結(jié)構(gòu)較為松散，孔隙度較大，透水性強(qiáng)，力學(xué)強(qiáng)度低，具有較強(qiáng)的壓縮性、膨脹性、崩解性和可塑性，工程性質(zhì)差，易發(fā)生不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害。

（2）硬質(zhì)巖類工程地質(zhì)巖組。此類巖組主要分布在二疊系中統(tǒng)茅口組（P2m）中，其巖性主要為灰色、深灰色中厚層灰?guī)r。該類巖組巖石抗風(fēng)化能力強(qiáng)，隔水性中等，力學(xué)強(qiáng)度高，工程性質(zhì)高。

1.2.6 土壤植被

干溝金礦礦區(qū)植被覆蓋率不高，基本上是裸露的礦渣。土壤主要以紅壤和黃壤為主，天然植被為常綠闊葉林，多為次生的馬尾松和灌叢等。紅壤發(fā)育于較深厚的紅色風(fēng)化殼粘土層上，含鐵鋁較多，粘土礦物以高嶺土為主，土壤呈酸性。許多地方植被破壞后水土流失比較嚴(yán)重。主要農(nóng)作物為玉米、蔬菜，礦區(qū)北部有人工大棚種植竹蓀。

2 廢棄金礦環(huán)境問題概述

貴州省黔西南州廢棄金礦礦山地質(zhì)環(huán)境問題大同小異，類型相似，只是規(guī)模分布不同，具體問題有地形地貌景觀破壞、土地資源損毀、誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害隱患、水土污染嚴(yán)重等情況。

2.1 地形地貌景觀破壞

黔西南州廢棄金礦多為露天開采，礦山開采活動(dòng)必定造成地形地貌景觀破壞，開挖山體、堆渣場的建設(shè)、礦山道路的修建，都對植被的生存環(huán)境造成了極大破壞。

2.2 土地資源損毀

黔西南州廢棄金礦廢渣的堆放以及殘留建筑物對土地資源造成壓占、損毀，同時(shí)，被破壞的土地?zé)o法進(jìn)行農(nóng)作物的種植，進(jìn)而浪費(fèi)了大量的土地資源。同時(shí)由于土地資源的損毀及礦山廢渣的堆積，使未經(jīng)過處理的土地因污染，不能進(jìn)行農(nóng)作物的種植，進(jìn)而浪費(fèi)了大量的土地資源。

2.3 地質(zhì)災(zāi)害隱患嚴(yán)重

黔西南州廢棄金礦礦山環(huán)境綜合治理主要突出問題之一，便是地質(zhì)災(zāi)害的隱患。黔西南州金礦為卡琳型金礦，多發(fā)育在斷層接觸帶或是碳酸鹽巖與碎屑巖的接觸的位置，因此金礦開采面形成的高陡邊坡更容易發(fā)生落石、崩塌及滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。堆渣場中廢渣成分為硅化泥巖、碎石等，廢渣形成的不穩(wěn)定斜坡在大氣降水的作用下，降雨易于從坡面滲入，易引發(fā)堆渣場滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。

（1）崩塌。因?yàn)閷ι襟w的開挖，在礦體分布區(qū)域形成大量的開采邊坡，礦體危巖多為碳酸鹽巖，裸露的圍巖在降雨、風(fēng)化作用及構(gòu)造影響下，發(fā)育較多的裂縫，加上開采的影響破壞，巖體的穩(wěn)定性進(jìn)一步降低，局部形成臨空面，在未來降雨作用下，危巖體有發(fā)生崩塌的可能性。

（2）滑坡。由于礦體地層分布的原因，多為軟質(zhì)巖或軟硬相間的位置，導(dǎo)致礦體位置的穩(wěn)定性較差，加上開采、修路等人類活動(dòng)的影響，其原始穩(wěn)定性被破壞，形成高陡邊坡，且大部分廢棄金礦均未按照階梯式開采，其邊坡穩(wěn)定性大打折扣，加上邊坡受地質(zhì)構(gòu)造影響，發(fā)育大大小小裂隙，形成泥質(zhì)軟化帶，在大雨天氣，其含水飽和度過載，軟化帶失穩(wěn)，最終引發(fā)滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

（3）泥石流。不僅僅是因開采，未進(jìn)行處理的堆渣場也是形成泥石流地質(zhì)災(zāi)害的重要因素。因?yàn)橘F州省黔西南地形地貌的特點(diǎn)，廢棄礦山堆渣場的選擇和建立選擇就近原則，大多數(shù)位于斜坡中上部，這就為泥石流的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。這些堆渣場基本沒有經(jīng)過加固支護(hù)，礦區(qū)范圍內(nèi)也沒有截排水溝對大氣降水進(jìn)行引導(dǎo)、分流，遇到持續(xù)降雨天氣，或者是暴雨季節(jié)，這部分廢棄礦山有發(fā)生泥石流的可能性。

2.4 水土環(huán)境污染嚴(yán)重

水土環(huán)境污染為廢棄金礦礦山環(huán)境綜合治理面臨的重中之重的問題，堆渣場中的廢渣在大氣降水的作用下，容易淋濾出有毒的淋溶水，對地表水及地下水造成污染，同時(shí)嚴(yán)重影響周圍土壤及植物。尤其貴州省黔西南州卡琳型金礦圍巖多為碳酸鹽巖，巖溶較為發(fā)育，如果大量淋溶水的滲入，會(huì)對地下水造成嚴(yán)重的影響。

3 廢棄金礦礦山治理的必要性

由于廢棄金礦存在上述環(huán)境問題，破壞了自然景觀、地形地貌，存在各種地質(zhì)災(zāi)害隱患，部分區(qū)域還影響到群眾的生活用水，甚至威脅到群眾的身體健康，因此廢棄金礦的治理的十分必要的。

4 廢棄金礦治理的措施及研究

廢棄金礦的治理首先我們要明確治理目標(biāo)，礦山地質(zhì)環(huán)境問題的治理要具有區(qū)域性、適用性以及針對性。這類廢棄金礦均為歷史遺留礦山，對于“誰破壞、誰治理”的原則不適用，但是可以推行“誰治理、誰受益”的原則。若是廢棄金礦的治理能引進(jìn)社會(huì)資源，那么對于政府將能減輕不少的財(cái)政負(fù)擔(dān)，同時(shí)更便于管理。

對于貴州省黔西南廢棄金礦來說，礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理主要針對礦山現(xiàn)狀地質(zhì)環(huán)境問題來確定，總的來說從以下幾個(gè)方面來著手。

4.1 采場邊坡恢復(fù)治理方案的研究

因采礦活動(dòng)形成的高陡邊坡是廢棄金礦的主要問題，不僅僅自身穩(wěn)定性差，容易引發(fā)各種地質(zhì)災(zāi)害，對附近人、動(dòng)物及農(nóng)作物等造成安全隱患，同時(shí)邊坡自身及周圍環(huán)境的破壞，造成大量的土地資料浪費(fèi)，需要通過系統(tǒng)的治理來解決這一系列問題。

因?yàn)榇祟惗酁橐患壐叨高吰?，無臺階，坡度多為40°～60°，第一步需要清楚邊坡上的松散危巖，再對其進(jìn)行削坡治理，同時(shí)要根據(jù)坡面分布情況修建相應(yīng)的排水工程，橫溝、縱溝均要考慮。最后要對坡面進(jìn)行綠化工程，種草、爬藤植物，臺階處栽種喬木，固定其穩(wěn)定性，防止水土流失，并在坡腳修建擋土墻。例如安龍縣干溝金礦的治理，采場邊坡按照上述方式進(jìn)行治理初期取得了較好的成果，但是削坡后，綠化效果較差，加上削坡后發(fā)現(xiàn)里面出露含煤地層，這部分軟弱層在降雨作用下，形成局部小范圍沖溝。

對于此問題，建議可以選址三峽大學(xué)自行研制的植被混凝土生態(tài)修復(fù)技術(shù)，對其含煤區(qū)域的邊坡進(jìn)行噴漿，這一技術(shù)能夠?qū)⒅脖换炷猎蠑嚢韬髧娚涞綆r石表面，從而形成較厚的植被混凝土，在保護(hù)植被的同時(shí)，促進(jìn)草本植被的自然生長。同時(shí)防止雨水對原始邊坡的接觸，形成淋溶水，造成水土污染。

此外對于興仁縣老寨河金礦這類廢棄礦山，堆渣場體積規(guī)模大，高度高的情況，要根據(jù)堆渣場的分布特征，設(shè)計(jì)相應(yīng)的擋土墻，以防止滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，確保其穩(wěn)定性。

4.2 排水系統(tǒng)方案的研究

由于黔西南州廢棄金礦礦山地理位置的特殊性，排水系統(tǒng)的建設(shè)更加關(guān)鍵。因?yàn)檫@類礦山和生產(chǎn)礦山不同，由于資金及人員管理的等因素，新建立污水處理系統(tǒng)以及長期派人管理都很難實(shí)現(xiàn)，更因?yàn)檫@類礦山在關(guān)閉時(shí)候就拆除了礦山的電力設(shè)施。因此合理布設(shè)排水系統(tǒng)更顯得重要。

仍然以安龍縣干溝金礦治理為例，整個(gè)治理區(qū)修建了截排水溝，在治理區(qū)水出口處設(shè)置了廢渣處理池，但是同其他礦山不同的是，為了使雨污分離，對排水溝做了處理，即在水溝中間設(shè)立一個(gè)隔斷，使得治理區(qū)外的水流入其對應(yīng)的水溝若不對治理區(qū)范圍內(nèi)邊坡進(jìn)行沖刷，也不流經(jīng)堆渣場，會(huì)造成淋溶水。同時(shí)治理區(qū)內(nèi)的水單獨(dú)流入另外一條路徑，不進(jìn)行外排，于是在北側(cè)低洼處，特意將其邊溝高度修建高于其堆渣場高度，一是對其基礎(chǔ)進(jìn)行加固，二是防止因雨水沖刷，將其廢渣帶到治理區(qū)外。

4.3 治理區(qū)生態(tài)修復(fù)工程方案的研究

礦區(qū)生態(tài)修復(fù)工程不僅僅是植被恢復(fù)這個(gè)層面，由于金礦區(qū)的特殊性，植物種類的選擇更顯得重要。植被種植前，首先是石灰層的鋪設(shè)，其次是粘土防滲層，最后才是鋪設(shè)種植土種植植物。

石灰層的鋪設(shè)在于對堆渣場的廢渣進(jìn)行脫氰化處理，同時(shí)中和治理的酸堿度；防滲層的鋪設(shè)目的在于防止大氣降水與廢渣接觸。

在石灰層、粘性黏土防滲層的鋪設(shè)完成后，耕作層的鋪設(shè)應(yīng)該嚴(yán)格控制其土石比和土壤肥力，確保所種植植物的存活率。植物的選擇要優(yōu)先考慮當(dāng)?shù)厮L種類，同時(shí)適當(dāng)?shù)胤N植的能吸附重金屬的、成活率高的植物來混種，喬木、灌木和草種均按照此方法來，盡可能選擇不同生長周期的植物。這樣形成小的植物種群，既能保證防治水土流失、邊坡穩(wěn)定性，又能改善治理區(qū)土壤質(zhì)量，最終與周邊環(huán)境和諧相處。

此外對于廢渣的處理，盡可能原地凈化處理，目前常用的方法主要有分臺階放坡或者就地回填。所以對于部分礦山中零星堆放的少量廢渣建議先進(jìn)行處理，再集中堆放至其堆渣場。

4.4 治理區(qū)治理效果檢驗(yàn)的研究

由于邊坡治理，植被復(fù)綠等措施成果均可以通過視覺來判斷是否有成效，但是重金屬污染只能通過技術(shù)手段來判斷。因此監(jiān)測井的布設(shè)顯得尤為重要。在進(jìn)行工程治理前，對礦區(qū)范圍內(nèi)和范圍外分別進(jìn)行采樣，了解當(dāng)?shù)赝寥乐亟饘俸亢头植记闆r，以及治理區(qū)內(nèi)重金屬污染情況。

礦山治理時(shí)，在礦山外側(cè)上游及下游分別設(shè)立一口監(jiān)測井，監(jiān)測井深度為當(dāng)?shù)氐叵滤疃?。治理結(jié)束后，通過一個(gè)水文年內(nèi)在兩口井內(nèi)取樣4次，通過這4次結(jié)果對比，來驗(yàn)證治理效果。

5 開發(fā)利用

歷史遺留廢棄金礦的開發(fā)利用一直以來都有爭議，一般來說可以種植合適的經(jīng)濟(jì)作物，例如興仁市的老寨河金礦治理區(qū)就種植了符合當(dāng)?shù)厣L的果樹，但是也會(huì)有質(zhì)疑的聲音，廢棄金礦區(qū)所種植的食物是否安全、重金屬含量是否超標(biāo)，直接食用是否對人類健康造成影響，甚至還會(huì)質(zhì)疑這些經(jīng)濟(jì)作物能否正常生長。

這幾年，黔西南州有一部分生產(chǎn)露天礦山恢復(fù)治理區(qū)會(huì)種植桑樹（目的為了養(yǎng)殖蠶，獲得桑蠶絲）、蜂糖李等經(jīng)濟(jì)作物，并取得良好的效果，既為礦山企業(yè)解決了生態(tài)修復(fù)問題，同時(shí)也從另一方面增加礦山企業(yè)收入，有效的證明了習(xí)總書記說過的“綠水青山就是金山銀山；寧要綠水青山，也不要金山銀山”。因此，只要廢棄金礦生態(tài)修復(fù)工程達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)、要求，就算是不種植經(jīng)濟(jì)作物，也能有效的提高了這類礦山的價(jià)值和意義。

6 結(jié)語

貴州省黔西南州作為貴州省的西南地區(qū)，在過去交通不便利，地區(qū)偏遠(yuǎn)，工業(yè)不發(fā)達(dá)，人民生活水平較全省而言偏落后，但是豐富的礦產(chǎn)資源大大改善了這一狀況。礦產(chǎn)資源對于我們?nèi)藖碚f，其重要性不言而喻，人類的發(fā)展離不開物質(zhì)基礎(chǔ)的支撐，但是隨著科學(xué)發(fā)展觀、可持續(xù)發(fā)展等理念的提出和全民普及，我們應(yīng)加大對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)力度，對歷史遺留廢棄礦山應(yīng)采用因地制宜地方式開展綜合治理，同時(shí)加強(qiáng)高新技術(shù)的研究力度，提高綜合利用率。同時(shí)積極引用社會(huì)資金，完善礦山“誰治理，誰受益”政策與細(xì)則，調(diào)動(dòng)全社會(huì)力量，為生態(tài)保護(hù)事業(yè)做貢獻(xiàn)。