王建國，李 瑋，張世珍

(青海大學 地質(zhì)工程系， 青海 西寧 810016)

1 地質(zhì)背景

青海省區(qū)域大地構(gòu)造自北向南分為東昆中陸塊、東昆中新元古代-早古生代縫合帶、東昆侖南坡俯沖碰撞雜巖帶、鯨魚湖-阿尼瑪卿晚古生代-早中生代縫合帶、可可西里-松藩甘孜殘留洋等五個構(gòu)造單元[1]。五龍溝金礦位于東昆侖構(gòu)造帶中段北緣（見圖1），柴達木地塊與巴顏喀拉構(gòu)造帶之間，行政區(qū)劃歸青海省都蘭縣管轄。五龍溝金礦區(qū)出露的主要地層是金水口巖群白沙河巖組，巖性由大理巖夾榴輝巖、斜長角閃巖、黑云斜長片麻巖、榴閃巖透鏡體等組成[2]。20世紀 90年代初，異常查證時發(fā)現(xiàn)了五龍溝金礦，現(xiàn)已成為東昆侖地區(qū)重要金礦產(chǎn)地之一[3]。區(qū)內(nèi)韌性剪切變形強烈，已發(fā)現(xiàn)的金礦體嚴格受韌性剪切帶控制，產(chǎn)狀與韌性剪切帶基本符合，多呈條帶狀、脈狀、透鏡狀等，諸多學者認為五龍溝金礦類型屬于造山型。礦石礦物主要為中低溫礦物組合，金屬礦物有黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、褐鐵礦、銅藍、方鉛礦、輝銻礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦以及自然金等；礦石結(jié)構(gòu)主要以半自形結(jié)構(gòu)、它形結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)等，礦石構(gòu)造以浸染狀構(gòu)造為主，以網(wǎng)脈狀構(gòu)造和細脈狀構(gòu)造為次。

2 主要地質(zhì)災(zāi)害

2.1 采空區(qū)

眾所周知，礦山采空區(qū)的形成一般會改變周圍巖石及其它介質(zhì)的應(yīng)力狀態(tài)，能夠引起地質(zhì)體滑坡、地表沉陷、裂縫和邊坡崩塌等不同地質(zhì)災(zāi)害類型，還會造成地表水體污染、地下水資源枯竭、地表植被破壞、基礎(chǔ)設(shè)施損毀、部分農(nóng)田荒蕪，以及其它各種生態(tài)環(huán)境污染等[4]。礦山采空區(qū)處理方法主要有崩落法、密閉法、加固法及充填法等。五龍溝金礦前期開采中采用空場采礦法，把礦塊被劃分為礦段和礦柱兩部分，回采后形成不規(guī)則的采空區(qū)，如HL101采場、HL103采場、HL210采場等；后期采用無底柱分段崩落回采法，回采過程中崩落圍巖充填采空區(qū)，如SZ201、SZ202采場等。由于采礦方法、采空區(qū)形狀、采空區(qū)大小以及采空區(qū)規(guī)模存在差異，所以在處理采空區(qū)時需要針對各采空區(qū)的特點采取相對應(yīng)的處理方法[5]。根據(jù)采空區(qū)分布狀況以及明確其空間位置關(guān)系的基礎(chǔ)上，開展采空區(qū)穩(wěn)定性定性評價和判斷，綜合相關(guān)因素，五龍溝礦區(qū)最終采用工藝簡單、成本偏低的崩落圍巖法和封閉法治理采空區(qū)修復技術(shù)[6]。崩落法一般分為強制崩落和自然崩落，其缺點是無法保護地表和防止地表塌陷；封閉法優(yōu)點是工程費用較低，缺點是在前期收集礦山資料的難度和工作量較大。五龍溝礦區(qū)采空區(qū)造成地面錯動、塌陷后所采取的防治措施有布設(shè)錨桿、鋼筋網(wǎng)及噴漿等，并安排人員加強監(jiān)測，做好值班記錄，劃定警戒線，圈定警戒區(qū)域，嚴禁人員進入采空區(qū)等[7]。

圖1 五龍溝金礦構(gòu)造綱要位置圖（據(jù)許志琴等，2007）

2.2 地表崩塌

五龍溝礦區(qū)崩塌點在工作區(qū)較常見，根據(jù)調(diào)查已發(fā)現(xiàn)崩塌 16處，局部不均勻沉降明顯。崩塌現(xiàn)象主要發(fā)生在各溝谷陡坡處，發(fā)生崩塌處的巖性大多為花崗閃長巖、二長花崗巖等。部分崩塌點的特征主要表現(xiàn)為巖體破碎，坡腳形成倒石錐，坡頂由于卸荷作用，造成巖體裂縫普遍發(fā)育，形成了大量危巖體，分布形態(tài)各異，崩塌處存在順坡陡傾結(jié)構(gòu)面，其不穩(wěn)定特征比較明顯，崩塌體主要發(fā)生在黃龍溝首采段斜坡上，所以，在進行開采活動時應(yīng)加強監(jiān)測預警，必要時和黃龍溝上游潛在斜坡一并采取治理措施，并適時觀測治理效果。

2.3 滑 坡

通過野外現(xiàn)場調(diào)查和分析，認為五龍溝礦區(qū)目前存在潛在的不穩(wěn)定地質(zhì)體有2處，一處在紅旗溝，另一處在黃龍溝[7]。紅旗溝溝口滑坡時發(fā)現(xiàn)局部小規(guī)模的掉塊、崩塌，可以判斷該處滑坡穩(wěn)定性較差，前期已采取了削坡、撬除松動危巖體、合理設(shè)置邊坡比等治理措施。而黃龍溝上游地質(zhì)體松動現(xiàn)象可能是由人工不合理的切坡、爆破震動以及開挖坡腳所引發(fā)的，也采取了噴漿、砌墻加固等防治措施，效果較好。五龍溝礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)滑坡體1處，即石灰溝滑坡，初步判斷該滑坡體屬于淺層滑動，該滑坡點自然斜坡高度約155 m，巖性基本為硅質(zhì)板巖，產(chǎn)狀約33°∠76°，該滑動面表現(xiàn)為強弱風化分界面特征，推斷滑坡誘因主要是巖體風化、地形較陡，以及順層侵蝕等因素，為了礦山安全生產(chǎn)需要，已在人行路旁及威脅礦山生產(chǎn)地點，采取了欄擋、排導、跨越、水泥噴漿及加固等滑坡防治方法和手段。

2.4 泥石流

泥石流流動的時間較短，一般只有幾個小時，有的只有十幾分鐘。五龍溝礦區(qū)泥石流溝谷斷面多呈“V”型，分析認為泥石流成因主要是溝谷兩側(cè)斜坡巖體裸露，植被覆蓋較低，風化碎石多，沖刷相對劇烈，坡腳及溝谷底坡積物、洪積層厚度大（約5 m）等造成的；另外，在溝中下游紅旗溝采區(qū)溝底及左側(cè)斜坡堆積有大量的廢棄礦渣，判斷礦渣可能為泥石流形成提供了豐富的物源。泥石流主要發(fā)生在雨季，暴雨積聚的洪水攜帶坡面沖刷、溝岸側(cè)蝕、溝底刨蝕的松散層和人工堆積松散層沖出溝外，便形成了泥石流。五龍溝礦區(qū)泥石流具有流速較快，流量較大，物質(zhì)容量大和破壞力強等特點，發(fā)生泥石流常常會沖毀交通設(shè)施甚至村鎮(zhèn)房屋等。所以，動態(tài)監(jiān)測泥石流易發(fā)地，切實做好防范措施，建立應(yīng)急機制，儲備保障救險物質(zhì)，對于降低泥石流的生態(tài)破壞程度和減少經(jīng)濟損失具有實際意義。

3 礦區(qū)生態(tài)修復

3.1 生態(tài)修復技術(shù)

大多數(shù)情況下，金屬礦山引起的環(huán)境生態(tài)破壞要比非金屬礦山嚴重。礦山長時間和大規(guī)模采、選、冶常會破壞、侵占以及污染礦區(qū)土地資源，所以，必須開展礦山生態(tài)修復治理。礦區(qū)生態(tài)修復一般包括生態(tài)系統(tǒng)自然修復與人工修復。生態(tài)修復不僅需要理論指導，還需要技術(shù)支持，如塌陷區(qū)修復技術(shù)、不穩(wěn)定邊坡修復技術(shù)、尾礦修復技術(shù)、礦山重金屬污染修復技術(shù)、礦渣排土場修復技術(shù)、水體污染修復技術(shù)、微生物修復技術(shù)等，生態(tài)修復應(yīng)遵循社會經(jīng)濟原則、自然原則和美學舒適原則。由于區(qū)域自然條件惡劣，氣候干旱、常年降水稀少，一般不易形成雪災(zāi)，但由于冬季漫長，氣候寒冷，部分生物易遭受霜凍和低溫危害。五龍溝礦位于山前戈壁帶，植被十分荒疏，植被覆蓋率很低，荒漠化相當嚴重。五龍溝礦區(qū)地表覆蓋土壤、巖石及金屬礦物等物質(zhì)，生態(tài)十分脆弱，土壤條件惡劣，植被成活率很低，生態(tài)遭到破壞后缺乏恢復到初始自然狀態(tài)的能力。

礦區(qū)塌陷區(qū)采取的治理措施是用大型推土機進行回填整平，使礦區(qū)地面盡量平整，通過表土轉(zhuǎn)移和客土回填，采用坡面加固排危技術(shù)處理，穩(wěn)定邊坡結(jié)構(gòu)，這樣就可以減少或消除坡度和溝坎等不利因素，避免地質(zhì)體及其生態(tài)環(huán)境受到損傷和破壞。五龍溝礦區(qū)采空區(qū)采取井下廢石就地充填綜合技術(shù)，就地消化井下廢石，盡量實現(xiàn)井下廢石不出坑，這樣可以基本解決井下廢石排放問題[8]。另外，結(jié)合礦區(qū)所處的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和實際情況，選擇生長迅速、耐旱、耐貧瘠、抗風，抗凍、根系水土保持好的多年生草甸植物，綜合考慮經(jīng)濟、美觀、生態(tài)等因素，合理布局坡地、臺面、陡坡地、零碎地塊等不同功能生態(tài)修復條件，對污染物進行吸附、遷移、淋溶、揮發(fā)、擴散和降解，減少污染物在環(huán)境中的含量和活性，采用石灰、碳酸氫鹽對污染的土地進行基質(zhì)改良，實施礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護工作，五龍溝礦區(qū)主要生態(tài)修復技術(shù)類型及其特點見表1。

表1 五龍溝礦區(qū)主要生態(tài)修復技術(shù)類型

3.2 綠色礦山建設(shè)

綠色礦山建設(shè)是一項復雜的系統(tǒng)工程，目的是維護生態(tài)環(huán)境平衡的能力。綠色礦山建設(shè)工作程序繁瑣，效果評價周期長，同時也反映了一個地區(qū)礦山企業(yè)和當?shù)卣_發(fā)利用資源的總體水平、可持續(xù)發(fā)展?jié)摿途C合執(zhí)政能力。綠色礦山建設(shè)著眼于科學、合理、有序的開發(fā)利用礦山資源的全過程，對其所產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境污染、礦山地質(zhì)災(zāi)害、生態(tài)破壞失衡，最大限度的予以恢復治理、綜合利用或轉(zhuǎn)化創(chuàng)新。五龍溝礦區(qū)生活污源主要有辦公場地、食堂、宿舍等排出的生活污水；礦山生產(chǎn)污染主要是礦石堆積、碎石存放、廢氣、礦井排水及運輸揚塵等污染物。廢水主要來源于生活廢水、浴室、洗衣房、鍋爐房等排出的廢水，礦山井下排水主要污染物為無機懸浮物。礦井排水經(jīng)過混凝、沉淀、消毒等工業(yè)措施處理后全部作為礦山消防、灑水水源，多余水量可作為礦場灑水系統(tǒng)水源。井下排水排出地面后通過井下水處理站處理，以出水水質(zhì)滿足用水標準。

礦山開采后，地表常常會產(chǎn)生不均勻沉陷，但引起地表變化的范圍是有限的，主要集中在采空區(qū)邊界及各種保護礦段、礦柱附近，而且該礦區(qū)地表形態(tài)變化主要為坡度的變化和地表裂縫，所以只要及時填充裂縫，防治結(jié)合，不會影響土地原有功能的變化，就能保證礦山生產(chǎn)正常運行。對礦區(qū)生產(chǎn)場所和生活區(qū)進行定期噴水降塵，可以降低因刮風等原因揚起粉塵對周圍空氣、土壤的污染，露天礦堆采取了防塵網(wǎng)覆蓋、噴灑防塵等措施。同時，還必須建立和不斷完善規(guī)劃實施組織管理和責任考核體制，實行規(guī)劃目標責任考核制和過錯責任追究制，將規(guī)劃確定的目標任務(wù)特別是約束性指標納入管理目標體系，定期考核綠色礦山建設(shè)規(guī)劃實施情況和綠色礦山建設(shè)資金落實執(zhí)行到位情況，把綠色礦山建設(shè)每年度目標和規(guī)劃執(zhí)行情況作為領(lǐng)導干部考核的重要依據(jù)，以及各單位（部門）的績效考核內(nèi)容。

3.3 生態(tài)修復技術(shù)展望

我國正在大力推進生態(tài)文明建設(shè)和環(huán)境保護工作，懲治結(jié)合，目前相關(guān)從業(yè)人員環(huán)保意識已得到了明顯的提升。所以，建議礦山企業(yè)應(yīng)當有長遠的戰(zhàn)略意識，依法依規(guī)走可持續(xù)的環(huán)保發(fā)展道路才是新時代的新要求、新出路。不斷拓寬礦區(qū)生態(tài)的修復模式，革新傳統(tǒng)單一的綠色礦山建設(shè)模式，因地制宜，充分利用區(qū)域條件和優(yōu)勢，與國際接軌，不斷完善環(huán)保法律體系和相關(guān)實施條例，學習先進理念和生態(tài)修復技術(shù)。相信未來礦山生態(tài)環(huán)境問題必然會有可喜的變化和成效。結(jié)合礦區(qū)自身實際、自然景觀、氣候狀況等，明確礦山生態(tài)修復治理的目標，選擇合適的生態(tài)修復技術(shù)。不斷發(fā)展生態(tài)修復理論，推廣應(yīng)用效果較好的方法、技術(shù)及手段，細化專業(yè)研究分支，逐步培養(yǎng)生態(tài)修復專門技術(shù)人才。

4 結(jié) 論

（1）五龍溝金礦位于東昆侖構(gòu)造帶中段北緣，柴達木地塊與巴顏喀拉構(gòu)造帶之間。區(qū)內(nèi)韌性剪切變形強烈，已發(fā)現(xiàn)的金礦體嚴格受韌性剪切帶控制，產(chǎn)狀與韌性剪切帶基本符合，多呈條帶狀、脈狀、以及透鏡狀。礦石礦物主要為中低溫礦物組合，金屬礦物有黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、褐鐵礦、銅藍、方鉛礦、輝銻礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、自然金和白鐵礦等；礦石結(jié)構(gòu)主要以半自形結(jié)構(gòu)、它形結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)等，礦石構(gòu)造以浸染狀構(gòu)造為主，以細脈狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造為次。

（2）五龍溝金礦前期開采中采用空場采礦法，礦塊被劃分為礦段和礦柱兩部分，回采后形成不規(guī)則的采空區(qū)，后期采用無底柱分段崩落回采法，回采過程中崩落圍巖充填采空區(qū)。在工作區(qū)崩塌點較常見，根據(jù)調(diào)查已發(fā)現(xiàn)崩塌 16處，不均勻沉降明顯。五龍溝礦區(qū)潛在不穩(wěn)定滑坡有2處，一處在紅旗溝，另一處在黃龍溝。五龍溝礦區(qū)泥石流溝溝谷斷面多呈“V”型，泥石流成因主要是溝谷兩側(cè)斜坡巖體裸露，植被覆蓋較低，風化碎石多，沖刷相對劇烈，坡腳及溝谷底坡積物、洪積層厚度大。

（3）五龍溝礦區(qū)主要生態(tài)修復技術(shù)有 6類，各自特點差別較大，修復措施也相應(yīng)不同。建議結(jié)合礦區(qū)自身實際、自然景觀、氣候狀況等，明確礦山生態(tài)修復治理的目標，選擇合適的生態(tài)修復技術(shù)，不斷發(fā)展生態(tài)修復理論，推廣應(yīng)用效果較好的方法、技術(shù)及手段，細化專業(yè)研究分支，逐步培養(yǎng)生態(tài)修復專門技術(shù)人才，對礦區(qū)生態(tài)修復具有重要意義。