摘要：矿山生态修复是国土空间生态修复工作的重要内容之一。本文以广东省东源县某矿山为例，综合分析了项目区地质环境条件和矿山现状特征，对其存在的主要环境问题进行评价，并根据其特征提出了相应的修复治理措施。

　　关键词：矿山；生态修复；稀土；生态重建

　　矿山生态修复是国土空间生态修复工作的重要内容之一。秦鑫等梳理了矿山地质环境保护的研究现状，认为矿山防灾与生态修复技术是现有研究中存在的薄弱环节之一。魏鹏等以四川省长江干流为例，对矿山生态修复模式和存在的问题进行了探讨，认为根据不同场地条件应选择相应的修复模式和修复方向。通常地形地貌景观破坏、地质灾害隐患等二类问题是矿山主要生态问题中最为突出的。对于稀土矿山，翟紫含等研究了不同开采工艺及对应的环境问题，总结了相关修复技术；梁世伟等研究了不同生态土配比下植被的生长规律和特征；钱乾研究了不同草本植物的固土效果和防冲刷效果，均对推动稀土矿山生态修复具有积极意义。本文基于东源县一典型矿山为研究对象，分析矿山现状及特征，结合东源县实际情况提出技术可行、经济合理的生态修复措施，旨在为今后矿山生态修复工程提供参考依据。

　　1工程概况

　　东源县位于广东省东北部，东江中下游，地处粤港澳大湾区东北部。县内矿产资源丰富，由于早期开采技术设施落后，生态环境保护意识薄弱，造成较大范围内植被遭到严重破坏，很多采场已基本连成一片，并且随处可见大量的弃渣和崩滑堆积物，土地资源被大量占压和浪费。本次工作以矿山图斑相对集中、水电路便捷情况、成本开支为选址原则，拟对蓝口镇、叶潭镇面积共52.39hm2的矿山进行生态修复。项目区总体地势为低山丘陵，整体海拔标高为92m～191m，地形坡度20°~35°,局部在45°以上，主要用地类型为裸土地、乔木林地、采矿用地。区边界一般为矿山开采导致的剥采边坡，坡度40°~70°,高差10m～30m，同时存在较多人工堆积土。

　　2地质环境条件

　　2.1地层岩性

　　区内地层岩性比较简单，侵入岩为该区主要岩性，以大面积晚侏罗世黑云母花岗岩（J3γ)侵位于早期地层为特色，是该区稀土矿赋存的主要岩性，构成了项目区山地、丘陵地貌类型。此外，沿低缓山坡或沟谷分布的第四系残坡积层（Q4el+dl）和侵入岩以黑云母花岗岩类为主，部分区域存在采矿尾砂堆积。

　　2.2地质构造

　　区内断裂构造不发育，主要为区域北西、北东向断裂派生的次一级北西、北东向裂隙为主，此外为近东西向裂隙构造，对该区稀土矿有一定的控制作用。区内褶皱构造不发育，表现为后期的晚侏罗世中酸性花岗岩侵位于早期北东向复式背斜核部而构成的现今的低山、丘陵地貌。

　　2.3工程地质条件

　　区内出露的岩性主要为松散岩类杂填土、全—强风化岩及基岩。可分为二个工程地质岩组，即较坚硬岩类工程地质岩组和松散粗粒工程地质土组。

　　松散土类主要由人工堆积尾砂堆及残坡积花岗岩残积土组成。主要分布于山脊、缓坡和低缓洼地、沟谷中。呈松散—中密状，泥质含量少，厚5m～25m，岩土水理性能差，遇水饱和后，容易出现崩解、渗漏破坏、淘蚀和软化，在暴雨季节，极易造成严重水土流失。

　　较坚硬岩类工程地质岩组由中风化花岗岩组成，主要分布于局部陡坡位置，以软质岩石为主，岩体稳定性取决于岩性、岩层结构和饱水情况，其稳定性较差。

　　2.4水文地质条件

　　区内地下水类型分为松散岩类孔隙水、风化网状裂隙水、晚侏罗世黑云母花岗岩基岩裂隙水。松散岩类孔隙水主要赋存于第四系残坡积层及冲积层中，以潜水性质存在。风化网状裂隙水赋存于花岗岩风化层的裂隙中，稀土元素即以离子状态吸附于存该地层的黏土矿物中，山顶及山脚地带较薄。基岩裂隙水赋存于黑云母花岗岩和花岗岩风化层内，该类型水遍布全区，为项目区主要地下水类型。

　　2.5人类工程活动

　　项目区内现不存在居民住房，不存在人类生产生活活动。区外存在人类工程活动，具体表现为建有一处砂厂、多处小型私人养殖场、一处加气站等。经现场走访及调查，项目区矿山均为盗采，开采时间约数十年，具体时间已不可考，均采用当时简单粗暴的堆浸法进行开采。

　　堆浸工艺操作简单、初期投入小，生产经营呈无序状态，加之拦砂、复垦等配套工程的缺失，大量尾矿侵占农田河道，对矿山地质环境尤其是土壤环境破坏严重。项目区矿山山体大多为整体开挖，地表植被现已破坏殆尽，土壤的有效土层和风化层被全部剥离，形成大面积的裸露山体未进行有效治理。人类工程活动破坏了山体自然环境条件，存在进一步引发地质灾害、破坏地貌景观、压占破坏土地资源和污染水土环境等的可能性。

　　3矿山现状特征及评价

　　3.1地形地貌景观破坏问题

　　早期对稀土矿的露天开采，将原有的有效土层及大部分风化层全部或部分剥离，造成基岩裸露，加之矿渣随意排放，导致区内52.39hm2范围内地形地貌破坏严重。目前开采痕迹尚存，随处可见洞采、侵泡池、导水渠、简易的平台等。开采留存数量众多的山包形成无数不规则的破损面，雨水冲刷痕迹严重，沟壑众多，可见多处小的滑坡以及雨水冲击成的沟壑，地面沙化严重，用脚踏可出现坑或塌陷，星星点点可见一点低矮的草科植物。

　　3.2地质灾害隐患问题

　　3.2.1现状地质灾害

　　项目区及其周边为低山丘陵区，地层岩性主要为松散岩土体，因此区内崩塌不发育，主要表现为多处滑坡、泥石流发育。矿点各泥石流具有一个共同特征，下游沟道纵坡降较小（50‰左右），泥石流流速较慢，因此，淤积区与堆积区难以区分。

　　区内池浸和堆浸工艺的采剥区因开挖而形成高陡边坡，坡度为50°~70°,边坡高度3m～30m。边坡岩性为全风化花岗岩，力学强度低，岩石结构基本破坏，雨水容易渗入，在一定的条件下容易形成小规模滑坡，破坏模式一般为渐进式破坏。原地浸矿工艺的浸出液流速低，通常浸泡时间在三个月甚至半年以上，因此土体长时间处于饱水状态，含水率大大提高，导致土体的抗剪强度(φ,c值）大大降低；加之直接将浸取液注入稀土矿体赋存的渗透性较好的风化壳中会使坡体出现裂缝，在注液井布局不合理或遇到长时间、大范围的降雨时，引起山体滑坡的可能性大大增强。

　　3.2.2潜在地质灾害

　　区内人工切坡主要为开采矿体产生的剥采面，切坡一般为全风化花岗岩，斜坡结构类型均为散体结构，但仍具有一定强度，各切坡高一般为5m～30m不等，切坡坡度一般为40°~70°。此类边坡现状条件下处于基本稳定状态，水土流失中等，在遭遇长时间强降雨等因素作用时局部可能产生小规模滑塌。

　　各采矿尾砂堆积处平均堆积厚3m～8m，堆放坡角45°~60°,多个雨季以来，边坡整体处于稳定状态，但边坡沟壑纵横，遇强降雨易失稳出现地质灾害。尾砂随雨水流至下方沟谷，致使沟谷淤积严重，沟床被抬高，水土流失严重。区内所有堆积边坡在遭遇长时间强降雨因素作用时水土流失严重，可能产生小规模滑塌，应进行工程治理。

　　3.3矿山现状特征

　　项目区稀土矿多以堆浸法开采，破坏类型可以分为剥采区、堆积区、淤积区三种。由于以往无序开采、乱挖乱采，加之雨水冲刷，剥采区、堆积区、淤积区在同一片区，会出现交错、重叠。

　　3.3.1剥采区

　　由于采矿活动大开大挖造成山体破坏，地形地貌改变极大。剥采区范围采矿活动现存在大量高陡边坡区域，一般分布于项目区丘陵山顶、山脊、山坡。剥采区土壤表层多为花岗岩全—强风化壳，高低不平，大多呈台阶状，表面形成竖向细小密集冲沟。大多情况下，采矿剥采场整体地质灾害隐患较轻微，但由于表层土壤的剥离、破坏，采区基本无植被生长，剥采面在长期雨水冲刷侵蚀的作用下变得荒芜凌乱，凹凸不平，部分残留边坡出现崩塌现象。在采矿过程中，前期的剥采区可能成为后期开采的堆浸区，因此，剥采区和堆浸区范围有交替、重叠。

　　3.3.2堆积区

　　矿山开采导致大量尾砂分布在项目区中部山坡，一般尾砂堆积厚度3m～8m。堆积区部分区域水土受到一定污染，植被无法正常生长。区内大多地质灾害隐患严重，植被较难生长，局部有零星松树、杉树，总体成活情况较差。大多情况下，尾砂堆积坡面遭受雨水的强烈冲刷，在堆积区内形成多条冲沟，冲沟平均宽度0.8m～5m，沟长4m～50m不等，沟深1m～6m。受水土流失影响，部分堆积区正处于向淤积区转变过程中。

　　3.3.3淤积区

　　长时间降雨和坡面径流对堆积区和剥采区的冲刷，导致泥沙被水流携带至两区坡脚，并进一步携带至下游沟谷。因此，淤积区是受堆积区尾砂和剥采区边坡影响形成，其大多呈扇形，在本区内由坡顶向坡脚均匀扩散。大部分淤积区被土黄色砂质土和泥土淤积压占，仅局部地段自然生长野草，生态状况较差。

　　3.4地质环境问题评价

　　3.4.1边坡稳定性分析

　　（1）岩土层因素。项目区范围内的边坡均为剥采形成的边坡，边坡岩土性主要为砂质黏性土、全风化花岗岩，其力学性质一般，坡面裸露，坡面受风化作用强烈，遇水易软化崩解，极易形成冲沟造成水土流失；堆积土未经压实，在重力作用下和原土体脱离，在雨水渗透作用下，会发生崩塌和滑坡。

　　（2）坡度因素。项目区边坡较陡，坡体受到的张力作用力的力度会更深和更广，其的应力和剪应力也会有明显的增加。

　　（3）岩体节理裂隙因素。项目区岩体因地形剥蚀严重，多数未采用放坡或支护措施，在风化作用、地下裂隙水及人类工程活动等因素影响下，易受降雨等因素触发，发生崩塌破坏。

　　（4）降雨因素。降水形成的地表径流通过陡坡后缘渗漏到土体裂隙内，导致岩土体的抗剪强度降低；强降雨时，大量地表水涌入裂隙，雨水排泄不及而形成水柱，导致裂隙内的水压力增大；泥石易随降雨深入裂隙而引起泥劈、石劈作用。

　　（5）人类工程活动。人类采矿活动破坏山坡底部的支撑力，使原相对稳定的边坡变成不稳定边坡，易发生坍塌、崩落及崩塌等地质灾害问题。

　　3.4.2边坡稳定性评价

　　（1）剥采边坡。矿山采场形成的边坡因采矿场已停止采掘活动多年，边坡应力调整基本完成，加之坡体的块体状构造，采掘面上除因卸荷松弛、崩坠外，未见贯穿坡体的软弱结构面和大规模的变形体，因此该类边坡整体在非饱和水状态下处于基本稳定状态。

　　（2）剥土堆积边坡。矿区废弃地存在多处尾砂堆积，大多水土流失严重，遇强降雨随时有发生崩塌滑坡的可能，综合分析该类边坡为不稳定边坡。

　　3.5生态环境问题评价

　　本矿区为稀土矿山，影响程度级别根据《矿山生态修复技术规范第6部分：稀土矿山》表A.1参考标准进行分级。根据矿山现状特征以及规范的就高原则，主要由以下2个方面确定生态环境问题严重程度等级属严重(Ⅰ级）。

　　（1）地形地貌景观影响和破坏程度严重。矿区植被大面积破坏，地表剥离裸露，地质灾害隐患大，采矿开挖剥蚀地表现状凹凸不平，对原生地形地貌景观影响和破坏程度大。

　　（2）土地损毁程度严重。矿区损毁治理面积为52.39hm2，破坏林地面积大于4hm2。

　　4生态修复措施

　　4.1生态修复思路

　　根据地质环境调查结果，结合临近地区成功的治理经验，确定项目区的修复方式为生态重建，修复方向主要为林地。

　　区内主要地质环境问题是地形地貌景观破坏、地质灾害隐患。根据近年对稀土矿山地质环境治理所取得的治理经验和教训，以“防治水土流失、依山就势、土壤改良、植被恢复为主，工程措施为辅”为总体方向，通过固源、自然复绿等措施，实现对矿山环境地质问题的治理。

　　4.2生态修复方案

　　针对项目区矿山现状特征，本采用了“场地平整+理顺截排水系统+覆土复绿+土壤改良+坡面挂网喷播+灌溉及养护”的综合措施，设计要点如下。①就势放坡分台阶进行土地平整，高挖低填，动态施工，保持挖填土方量平衡，坡脚进行拦挡，坡脚进行拦挡，顶面设置内倾坡率为1%，防止水土流失；②建立完善的截排水体系，设置平台排水沟、坡脚排水沟、外围截水沟、主干排洪等排水体系，配合拦砂坝、沉砂池等设施，防止水土流失；③覆种植土，种植土厚度10cm，选择合适的树种恢复植被，平台经平整后采用种植乔木、灌木、芒草与喷播草籽结合的方式治理，对已自然复绿区域采用撒播杂草种方式进行补植；④对土壤污染区进行土壤改良，采用机耕播撒的方式将生石粉均匀拌入表土（地面以下30cm以内土层），使其充分与表层土混合反应，以中和稀土矿区土质的酸性，提高pH至6.0以上；⑤矿山边缘现状边坡挖填修整至坡率小于1：1.0后，加钢丝网、植物垫，喷播草籽绿化；⑥建立水池、水泵、水管等组成的灌溉系统，使用运水车从周边河流取水向水池补水，同试制定定期灌溉管护巡查方案，确保植被复绿效果。

　　5结论

　　（1）项目区内水土流失严重，含水率低，土壤退化限制了植物生长生存，生态系统自然恢复能力弱，土壤物理障碍是制约本区植被恢复效率的关键，也是矿山生态修复障碍的核心与难点。

　　（2）广东省东源县某矿山项目区边坡不稳定，整体生态环境问题严重程度等级属严重。

　　（3）针对稀土矿山的修复治理，采用“场地平整+理顺截排水系统+覆土复绿+土壤改良+坡面挂网喷播+灌溉及养护”的综合措施，能够最大程度地恢复已破坏的生态植被，使项目区与周围地质环境相协调，达到投入最少的资金获得最大的环境治理与社会经济效益的目标。