張 瑞，劉東華

（湖北省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊，湖北 咸寧 437100）

1 前言

1.1 廢棄露天礦山生態(tài)環(huán)境問題

依據(jù)黨中央、國務(wù)院關(guān)于長江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)保護(hù)的指導(dǎo)精神和政策，加快生態(tài)文明體制改革，建設(shè)美麗中國，湖北省人民政府提出了2025年前，基本完成全省礦山生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)治理的目標(biāo)。多地已經(jīng)關(guān)停的露天開采礦山，由于多年的采礦活動，遺留了大量的高切邊坡，邊坡巖石裸露，節(jié)理裂隙發(fā)育，易發(fā)生崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。同時，遺留的露采礦山，由于巖石裸露，難以通過自然復(fù)綠，對土地資源造成了嚴(yán)重的破壞，嚴(yán)重破壞了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。因此，對露天采石場高陡邊坡和采坑進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，提高邊坡穩(wěn)定性，恢復(fù)生態(tài)功能的工作較為緊迫。

1.2 國內(nèi)外礦山修復(fù)主要技術(shù)

西方發(fā)達(dá)國家在上個世紀(jì)初就開始了采石場生態(tài)修復(fù)的相關(guān)工作。英、美、澳等最初研究恢復(fù)生態(tài)學(xué)主要是集中在對采礦后遺留的廢棄地植被的恢復(fù)，美國在1971年的礦山土地復(fù)墾率為79.5%。德國自1940年開始，從宏觀上考慮生態(tài)的變化以及居民對環(huán)境的要求。1973年，日本開發(fā)出了纖維土綠化方法，通過混合纖維、砂質(zhì)土和泥，并呈臺階型噴射。自1960年后，一些發(fā)達(dá)國家開始研制邊坡綠化技術(shù)，結(jié)合工程和植被，比如水平格、植生袋綠化和客土植草技術(shù)，最后發(fā)展為噴混植生技術(shù)。

我國對礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)的研究起步較晚，九十年代以后才初步形成一定的規(guī)模，研究領(lǐng)域主要集中在煤礦廢棄地和有色金屬尾礦庫植被覆蓋等。廢棄采石場作為礦山廢棄地的一種，其恢復(fù)治理過程應(yīng)為：廢棄采石場現(xiàn)狀調(diào)查→恢復(fù)治理總體規(guī)劃→地質(zhì)災(zāi)害防治→不穩(wěn)定邊坡、廢氣坑、礦坑等的治理→植被恢復(fù)。

2 嘉魚縣官橋鎮(zhèn)廢棄露天礦山概況

嘉魚官橋鎮(zhèn)礦區(qū)涉及礦山有4家。均為露天采石場，總面積為49.84公頃。其中廖家梅山石灰?guī)r礦、東方紅采石場、舒橋村采石場3家采石場開采邊界已相連，總面積為32.64公頃，長坂坡米埠采石場與其他3家采石場相距直線距離80m，范圍為17.2公頃。礦區(qū)距嘉魚縣城區(qū)13.3km～15km，距武深高速約400m，距長江9.8km，有簡易公路直達(dá)礦區(qū)，交通方便。

圖1 4家采石場分布位置圖

2.1 礦山開發(fā)歷史及現(xiàn)狀

本次4處廢棄露天礦山為已關(guān)停的廢棄礦山，主要開采建筑石料用灰?guī)r。

表1 礦區(qū)概況統(tǒng)計表

長坂坡采石場、梅山礦區(qū)、東方紅礦區(qū)和舒橋村礦區(qū)生產(chǎn)規(guī)模分別從10到100萬噸/年不等，礦區(qū)面積分別為0.0803、0.052、0.0612、0.0304 km2。均為地上露天開采，開采深度依次為57m、62m、56m和48m。

2.2 礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境

氣象水文方面，嘉魚縣平均氣溫17.0℃，屬亞熱帶濕潤型季風(fēng)氣候，礦區(qū)地表水體不豐富。長坂坡礦區(qū)內(nèi)無地表水，采場東南側(cè)有一水塘，面積不大。舒橋村、東方紅、梅山采石場區(qū)域內(nèi)有兩處水塘，為采坑積水形成。附近無大的水庫、湖泊、河流等地表水。礦區(qū)位于嘉魚弧形構(gòu)造帶清江寨倒轉(zhuǎn)背斜南西段，軸跡走向北東一南西，核部出露三疊系大冶組地層，翼部出露三疊系中下統(tǒng)嘉陵江組及侏羅系地層，地層傾向北西，傾角8°～25°。地貌屬殘丘地貌，山體自然坡度18°～30°，最高海拔高程+90.84m，最低海拔高程+39.02m，最大相對高差51.82m。區(qū)內(nèi)地形有利于自然排水，地表、地下逕流排泄條件較好。區(qū)內(nèi)出露地層主要有三疊系嘉陵江組（T2-3j）、三疊系下統(tǒng)大冶組（T1d）和第四系殘坡積層。

礦區(qū)內(nèi)主要地下水類型為松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水。根據(jù)巖土體類型、結(jié)構(gòu)、巖性及工程地質(zhì)特征，區(qū)內(nèi)巖土體大致可劃分為：松散土體工程地質(zhì)巖組、較堅硬碳酸鹽巖工程地質(zhì)巖組、較軟中—厚層狀碎屑巖工程地質(zhì)巖組。

土壤、植被方面，礦區(qū)土壤屬紅黃壤區(qū)，紅壤是嘉魚縣東南部的典型地帶性土壤，保水、保肥能力較好，但透水性、透氣性較差。礦區(qū)屬暖溫帶，適宜種植多種植被，區(qū)內(nèi)由于土壤等條件不同，植物分布差別明顯，喬木有松類、側(cè)柏、槐樹等；灌木有酸棗、荊條等，多與雜草混生，呈零星或成片分布。農(nóng)作物主要有水稻、豆類等。礦區(qū)及周邊的人類工程活動強(qiáng)烈，活動類型較單一，主要為采礦及礦區(qū)道路建設(shè)。礦產(chǎn)資源開發(fā)活動較強(qiáng)，以露天礦山開采建筑石料為主。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀及問題

3.1 礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀

四處礦區(qū)均已關(guān)停，為廢棄礦山。礦區(qū)內(nèi)植被破壞，巖體裸露，形成較多巖質(zhì)邊坡，采坑凹陷區(qū)域已形成水塘，有積水，部分區(qū)域已進(jìn)行綠化，礦區(qū)內(nèi)堆積有大量的土石渣，南部料場內(nèi)堆積有大量的石料。礦區(qū)位置分布衛(wèi)星圖見圖2，礦區(qū)現(xiàn)狀圖見圖3。

圖2 礦區(qū)位置分布衛(wèi)星圖

圖3 礦區(qū)現(xiàn)狀圖

3.2 礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害

礦區(qū)可能產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害主要為崩塌、滑坡。由于礦山為露天開采的灰?guī)r，形成了大量的露采邊坡，邊坡基巖裸露，在礦山關(guān)閉或停產(chǎn)后，邊坡巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，礦山露采邊坡大多較陡，坡度一般為45°～70°，有些達(dá)80°，坡面巖體破碎，易形成崩塌。礦區(qū)廢渣堆積隨意，開采坡面碎渣易形成滑坡等災(zāi)害。

圖4 邊坡危巖體

圖5 不穩(wěn)定邊坡

3.3 土地資源壓占與破壞

采石場破壞土地資源的形式主要為料場、加工區(qū)壓占土地和廢棄塘口破壞土地。

梅山采石場料場、加工區(qū)現(xiàn)堆積有大量石料，占地面積為14230m2，壓占土地，破壞了地表植被。東方紅采石場料場、加工區(qū)占地面積9550m2，機(jī)械設(shè)備未拆除，破壞地表植被，壓占土地資源。東方紅采石場北部開采邊坡破壞地表植被，壓占土地資源5250m2。采石場東側(cè)廢棄塘口壓占土地6400m2。

圖6 壓占、破壞土地資源

長坂坡采石場料場、加工區(qū)現(xiàn)堆積有大量石料及加工設(shè)備，占地面積為18000m2，壓占土地，破壞了地表植被。

圖7 料場、加工區(qū)壓占土地資源

3.4 自然景觀破壞

采石場所在區(qū)域原為一山體，山體植被茂盛，采礦活動使山體頂部植被破壞，露出基巖。地形地貌景觀遭到破壞，使之與周邊環(huán)境不協(xié)調(diào)，同時對區(qū)域環(huán)境及植被資源造成較大的影響和破壞，對生態(tài)功能造成了明顯的減退，破壞了植被地貌景觀。

4 生態(tài)修復(fù)建議

4.1 治理原則

對四處礦山的生態(tài)修復(fù)，要堅持以“全面規(guī)劃、綜合治理、因地制宜、注重效益”的工作方針，盡量采用符合礦山周圍地質(zhì)環(huán)境、生態(tài)修復(fù)效果極好，造價較經(jīng)濟(jì)的工程措施。植物造景應(yīng)該同時兼顧科學(xué)性、合理性和藝術(shù)性，植物配置實行：草本和木本相結(jié)合的原則，落葉植物和常綠植物相結(jié)合的原則，喬、灌、草、藤相結(jié)合原則。堅持以環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益最大化的生態(tài)修復(fù)方案。

圖8 礦山開采造成的自然景觀破壞

4.2 生態(tài)修復(fù)建議

根據(jù)礦山存在的主要地質(zhì)環(huán)境問題為危巖體可能產(chǎn)生的崩塌、土地資源損毀以及地貌景觀破壞的問題，以可靠、安全、簡便、易行為原則，適宜采取削方工程+回填工程+邊坡治理工程+綠化工程+配套工程的生態(tài)修復(fù)方案。

5 效益評價

5.1 社會效益

（1）通過實施礦山生態(tài)修復(fù)工程，將督促嘉魚縣堅定不移地走“生態(tài)立山、產(chǎn)業(yè)強(qiáng)市”發(fā)展戰(zhàn)略，可促進(jìn)嘉魚縣經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。

（2）通過對礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患消除，可起到“防災(zāi)減災(zāi)”作用，有效保護(hù)人民群眾生命安全，改善礦區(qū)周邊的生產(chǎn)生活環(huán)境。

（3）將實現(xiàn)人居環(huán)境大大改善，人居安全得到有力保障。

（4）生態(tài)意識顯著增強(qiáng)，生態(tài)文明觀念深入人心。工程治理中，實現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展，形成全 社會動員，共治、共管、共享的長江中游生態(tài)文明新格局。

5.2 生態(tài)效益

通過生態(tài)修復(fù)工程實施，在遏制水土流失、修復(fù)損毀土地、減少減輕自然災(zāi)害等方面取得比較顯著的生態(tài)效益，有效改善嘉魚地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，保障國家生態(tài)安全。同時，使原先裸露的山體視覺效果得到改善，有利于市容市貌的建設(shè)。