阿加隆洼金矿区植被恢复方法

阿加隆洼金矿区植被恢复方法
陈健;张增民
【摘要】Ajialongwa gold mine is located in the Qinghai-tibet plateau. The area of vegetation occupied and destroyed by the gold mine are more than 295 520 square meters, so the ecological environment of mining area need to restore. In view of the present production and land suitability, and based on the field investigation and sampling analysis, some methods are put forwards, such as neutralizing the solidified tailing slag with lime, improving surrounding rock by using sludge, reclamation at the original soil, and vegetation restoration by planting the qualified grass. Through the above methods, the healthy ecosystem and safety ecological pattern are realized.%四川阿加隆洼金矿位于青藏高原,矿山生产占用和破坏植被超过295 520 m2,矿区生态环境需要恢复.针对矿山生产现状及植被适宜性等问题,在野外调研和取样分析的基础上,提出了利用石灰中和固化矿山尾渣,采用污泥改良矿体围岩,配合原有土壤进行复垦,种植适应性优质牧草的方法恢复植被,实现生态系统健康和生态格局安全.
【期刊名称】《金属矿山》
【年(卷),期】2012(000)012
【总页数】4页(P119-122)
【关键词】高原采矿;植被恢复;污泥改良土壤
【作者】陈健;张增民
【作者单位】成都理工大学地球科学学院;陕西省地矿局第一地质队
【正文语种】中文
矿产资源的开发对国民经济、社会发展和人民生活水平的提高意义重大，而随着矿山开发的不断持续、开采范围的扩大，这些人为干扰对生态环境的影响在伤害强度、作用范围、持续时间等方面都高于自然干扰。

对于高海拔地区，这一影响尤为突出。

高海拔地区的生态环境系统脆弱，系统的抗干扰和自我恢复能力极差，因此，在开采资源的同时，应及时对矿区生态环境进行保护和恢复［1］。

1 矿区简介
1.1 矿区自然环境及生态现状
阿加隆洼金矿区位于青藏高原东部四川省理塘县城北西30 km处，地理座标为东
经100°04'45″～100°05'15″、北纬30°25'15″～30°25'45″，面积 1．7 km2。

海拨4 500～5 000 m，属丘状高原向高原峡谷过渡的山原地带中的高山型地貌，山坡多呈浑圆状，沿山脊有角峰出现。

相对高差500 m。

区内气候为高原气候区，冬长无夏，昼夜温差大，日照时间长，没有绝对的无霜期。

水量相对较少，6—9月为雨季，11月至次年3月为霜雪季，冻土深度大于5 m。

年最高气温25.6℃，最低气温－30.6℃。

年平均降水量718.9 mm。

区内溪沟发育、水量充足，地表水均汇入无量河。

区内山坡面为高山草甸土，地表草被茂密。

位于山脊的2号线探槽剖面显示:表层为较为密实的草皮层，厚度12～16 cm;向下是质地为中壤的腐殖质层，厚度22～28 cm;下部母质层为坡积物。

矿区谷地为高山灌丛草甸土，植物为耐寒的灌木杂草。

位于低洼地段的8号线探槽剖面显示:受
灌丛草甸植被的影响，表层为较为疏松的草皮层，厚度10～15 cm;向下是质地为中壤到重壤的腐殖质层，呈黑棕色或褐棕色，厚度36～98 cm;有过度层到坡积物
的母质层。

区内土壤通体无石灰反应。

区内2种土壤取样分析结果见表1。

表1 土壤样品养分平均值注:数据来自四川省农业科学研究院分析测试中心，2004年6月。

样品名称有效N含量/(mg/kg)有效P含量/(mg/kg)有效K含量
/(mg/kg)有机质含量/(g/kg)备注高山草甸土 791 184 2 431 129 4个样品平均
值高山灌丛草甸土8121782 5221314个样品平均值＞200 ＞40 ＞200 ＞40国
家一级土壤标准
从分析结果来看，区内土壤非常肥沃，养分中有效N、有效P、有机质含量达到或超过国家一级土壤养分标准的4倍，有效K含量更是国家一级土壤养分标准的约
12倍。

高寒草甸植物种类为多年生地面、地表芽植物，总盖度80%～95%，优势种有高
山嵩草、矮嵩草、披碱草、燕草、黄芪、车前草、银莲花等，一般仅1层，高4～16 cm。

高寒灌丛植物主要分布于山间洼地，总盖度20%～65%，优势种有高山柳、高山松、云杉、杜鹃等，高50～110 cm;底层草本优势种有嵩草、羊茅、黄芪等。

1.2 矿山地质概述
矿区地处松潘甘孜活动带西缘甘孜—理塘裂谷带中段。

出露地层有理塘蛇绿岩群、三叠系、古远系和第四系。

含矿地层为理塘蛇绿岩群下岩性段。

其岩性为浅变质砂岩、板岩、千枚岩、基性火山岩夹硅质岩和碳质板岩及大量酸盐块体。

矿体受构造破碎带控制，产于亚火—卓西断裂的次级断裂阿加隆洼断裂中，呈北东20°～45°
展布。

野外勘查年限为2001—2005年，完成钻探进尺1 739.21 m、坑道进尺903.1 m，槽探3 446 m3。

经工程控制圈出1个矿体，长815 m，厚1.18～63.22 m，平
均15.75 m。

矿体出露最高点4 853 m，工程控制最低标高4 658 m。

矿石中有
价元素为金，其含量为1.0～40.4 g/t，平均3.14 g/t。

有害元素为砷、碳，其含
量分别为0.65%和0.18%。

其他元素含量较低。

估算的保有资源量截至2005年
末为控制的金资源量(332)3 130.57 kg，推断资源量(333)1 320.93 kg，预测资源量(334)2 277.37 kg，合计6 728.87 kg。

矿体顶板为变砂岩，底板为黑色千枚岩。

矿体地表及浅部为氧化矿，向下为混合矿及原生矿。

氧化矿呈疏松粉状，金属矿物主要为褐铁矿、自然金，非金属矿物主要为石英、硅泥质集合体。

氧化深度5～
35 m。

原生矿中金属硫化物有毒砂，黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿，金属氧
化矿物有褐铁矿、赤铁矿、臭葱石;非金属矿物有石英、白云石、方解石、长石、
云母等。

矿石结构主要有变砂状结构、粉砂结构等。

根据容矿岩石特征、围岩蚀变、矿体形态、矿石成分、结构构造、元素组合、金的粒度及赋存状态确定本矿床为浅成中低温热液矿床。

1.3 矿山生产概况
根据选矿试验结果，本矿区氧化矿采用原矿直接入堆进行氰化处理的选矿工艺，综合浸出率23.55%～52.84%。

原生矿金的粒度虽微细，但载金矿物的粒度较粗，
易磨，采用原矿浮选—金精矿预处理—氰化提金工艺可获得最终产品，其金的回
收率达83.90%～88.90%。

本矿区为高山原地貌区，地势平缓开阔，地表水排泄较易。

矿体厚度较大，采用露天方式开采，露采最低标高4 690 m，剥采比为5.65。

阿加隆洼金矿自2005年开始生产，截至2007年，3 a共完成采剥工作量108万m3，其中采矿量54.96万t，2005—2007年生产技术指标见表2。

表2 生产技术指标注:数据为2007年12月四川省鑫顺矿业公司统计。

年份矿石
量/t采剥总量/m3剥采比/%平均采深/m破坏植被面积/m2 2005 64 772 10 235 2.95 7.15 234 550 2006 217 740 450 420 5.17 5.83 24 160 2007 267 122
616 123 4.54 10.48 36 510合计549 634 1 076 778 295 520
阿加隆洼金矿地表氧化矿主要呈碎粉、碎块状，一般无需进行专门加工，矿石有用
组分为金，容矿岩石以变砂岩、蚀变岩、千枚岩及其动力变质岩为主，加工机械性能较好。

地表除少量千枚岩和接触带板岩含炭外，其他有害杂质(黄铁矿、毒砂)含量均很低。

选矿一直采用原矿直接入堆进行堆浸处理的方式，采用机械化露天开采，公路运输开拓方式入堆，筑堆矿石量根据堆场大小而定，筑堆时间13～36 d/堆，筑堆高3～10.76 m，喷淋强度0.2～0.5 L/(m3·min)，喷停比1∶1.1∶3，矿堆塌陷度 4.28%～12.57%，载金炭品位1.90～24.48 kg/t，3 a共筑堆10堆，处理
原矿54.96万t，生产黄金600余kg。

2 矿山生产对植被的破坏和影响
土壤是植被生长的基础。

矿区地处高海拔地区，这里的土壤是在高寒区内寒温水热条件下长期形成的，土壤有机质分解缓慢，土层薄;在这样环境下生长的植被群落
结构简单，生长期短暂，系统抗干扰和自我恢复能力极差。

阿加隆洼金矿生产需要经历表土剥离、采矿、选矿等一系列作业流程，而各个作业环节都会对矿区生态环境产生破坏。

具体表现为:生产区、生活区和运输道路对土
地的压占;矿山生产进行的地表剥离及产生的粉尘和有害气体等，均会直接破坏矿
区生态环境，造成地表水源涵养功能下降和局部气候旱化，从而使冻融侵蚀、风侵蚀、水侵蚀加剧［2］，进而使矿区及周边的气象效应严重失调，造成环境指标剧烈变化，这一骤变将使土地向荒漠化方向发展。

这些行为最终将影响到矿区地貌、水系、土壤、植物和动物种群发生变化，造成严重的环境恶化后果［3］。

3 植被恢复方法
首先，在矿山的勘查、设计、生产过程中，充分认识保护生态环境的重要性，将影响矿区生态环境的各个因素和植被恢复的相应措施统筹规划，将设施细则贯穿于各个环节之中，采用原貌复垦种植［4］的矿区生态系统修复和重建技术，实现生态系统健康和生态格局安全。

3.1 规划设计
矿山设计过程中就充分考虑到诸多因素，根据矿区自然地貌特点，专门设置原覆盖土壤搜集存放场地，地表剥离废渣堆场，矿石处理堆场设置在山间低洼处，设置排水系统、石坎挡土墙，防止泥石流、洪水、坠石等次生灾害发生。

3.2 复垦改良土壤备置
为解决复垦土壤数量不足的问题，选用矿体底板的碳质千枚岩、泥化变砂岩粉碎至10 cm以下后添加土壤改良剂和已收集的原地表覆盖土壤混合加以解决。

3.2.1 利用矿体围岩备置复垦土壤
矿体围岩主要为黑色碳质千枚岩、泥化变砂岩，矿物成分主要为石英、绢云母，片理发育，有外力作用易成粉状。

综合取样分析结果见表3和表4。

表3 矿体围岩碳质千枚岩化学成分 %注:数据来自四川省冶金地质分析测试中心，2004年5月。

成分 SiO2Al2O3Fe2O3FeO CaO MgO含量40.17 16.62 7.94 2.60 9.39 6.55成分 K2ONa2OTiO2P2O5MnO 烧损含量2.26 3.17 0.69 0.01 0.23 8.15
表4 矿体围岩碳质千枚岩综合样养分分析结果注:数据来自四川省农业科学研究院
分析测试中心，2004年6月。

有效N含量/(mg/kg)有效P含量/(mg/kg)有效K 含量/(mg/kg)有机质含量/(g/kg)69 72 768 4
矿区内矿体围岩本身就是区内土壤的母质，有效K也来源于母岩，将矿体底板围
岩碳质千枚岩稍加机械破碎后，结构疏松，保水性好，改良增肥后可直接用于复垦。

3.2.2 土壤改良剂的选择
采取就地取材的原则，选用理塘县城自来水厂的水处理过程所产生的固体沉淀物质污泥和农用化肥尿素作为土壤改良剂主体。

在这些污泥中含有大量氮、磷、钾、有机物，可以变废为资源［5］。

通过取样分析测得结果见表5。

表5 污泥化学成分 %注:数据来自成都理工大学材料与化学化工学院，2004年11月。

成分 SiO2Al2O3Fe2O3FeO CaO MgO含量26.23 7.56 0.84 2.45 4.27
0.66成分 K2ONa2OTiO2P2O5MnO LOSS含量2.84 0.48 0.19 2.89 0.09 50.61
从表5中可以看出:污泥中SiO2含量最高，表明其以石英矿物为主;其次为金属氧
化物Al2O3、FeO、CaO、K2O，主要来自长石、伊利石及蒙脱石，CaO主要来
自石膏。

FeO含量明显高于Fe2O3，说明污泥是在还原环境中产生。

P2O5含量
较高，主要来源于生活垃圾中富含的磷。

污染元素含量普遍较高，其中Cu、Zn、Cd、Hg超过二级土壤标准，尤其以Cd、Hg超标严重，主要与母岩有关，见表6。

污泥养分分析结果见表7。

表6 污泥污染元素含量 g/t注:数据来自西南冶金地质测试中心，2004年12月。

元素含量国家二级土壤标准Cu 156 100 Pb 72.1 300 Zn 533 250 Cr 167 300 Ni 31.2 50 Cd 0.88 0.30 As 5.34 25 Hg 3.82 0.5
表7 污泥养分分析结果注:数据来自四川省农业科学研究院分析测试中心，2004年12月。

有效N含量/(mg/kg)有效P含量/(mg/kg)有效K含量/(mg/kg)有机质含量/(g/kg)pH(水量∶样量为2.5∶1)793 694 1 159 412 6.17
从表7可以看出，污泥养分含量较高，有机质及有效N的含量尤为显著，pH为
弱酸性。

因此，污泥可以提高土壤养分。

另外，污泥作为富含有机物的矿物集合体，在土壤中有机质易被黏土矿物等颗粒所吸附，形成团粒结构，从而降低土壤容重、增加土壤的透气性和透水性，同时土壤中的供氧条件也得到改善，有利于植物根部的生长、减少氮损失，达到土壤保水保肥的作用。

3.2.3 改良土壤的配置
根据复垦土壤中的N、P、K及有机质等营养成分需要，同时考虑现场运输施工便利及改良组分中污染元素的含量和土壤样品的pH值等因素，将粉碎后的矿体围岩与原地表土壤、污泥按5∶1∶1的配比进行混合最为理想。

混合后的复垦土壤养分分析结果见表8。

表8 复垦土壤养分分析结果注:数据来自四川省农业科学研究院分析测试中心，2004年12月。

有效N含量/(mg/kg)有效P含量/(mg/kg)有效K含量/(mg/kg)有机质含量/(g/kg) pH值281 183 822 103 6.57
从表8可以看出，复垦土壤的养分中有效N含量低于原地土壤，可采用后期养护期内施以化肥尿素(按300 kg/hm2用量抛洒)进行补充，其余指标均接近原来土壤的养分含量(表1)。

3.2.4 复垦施工方法
(1)将工作平台、矿仓、尾矿及废渣堆场、运输道路系统、厂房等基础设施建设用地的地表土壤收集后集中堆放，堆场设置干砌石挡土墙防护，上覆地膜防止土壤流失。

(2)采矿生产中剥离的围岩及时回填在附近采空区，并进行平整。

部分工作区段需采用阶梯式回填平整，阶宽不得小于10 m，阶埂边坡角应小于物料自然安息角，或推土机行走碾压后形成自然缓坡，边坡角小于20°。

(3)对于堆浸尾渣，采用石灰按50 kg/m2用量抛洒，犁爬拌合整平后压实，以平衡pH值。

推土机行走碾压后形成自然缓坡，边坡角小于20°。

(4)在平整后的基层上覆盖改良土壤30 cm压实，播撒适合当地环境条件生长的优质牧草种，主要是披碱草、燕草、白山叶、红山叶、黑麦、老芒麦、鸭茅等。

(5)局部边坡角大于20°的边坡，采用覆网锚固后播撒草种加以恢复［6］。

(6)播撒草种后建设防护网围栏，利用原有的喷淋设施定期洒水养护2 a。

4 结语
高海拔地区的高山草甸生态系统极其脆弱，人为破坏后很难恢复重建。

在矿产开发过程中，应将影响生态环境的各个因素和恢复治理措施统筹规划。

阿加隆洼金矿因地适宜，在生产中严格按照设计要求组织措施植被恢复项目，实现了边生产、边恢的目标。

3 a过采面积246 710 m2，实际占用草场295 520 m2，2 a后恢复人
工草场204 200 m2，恢复率达到69.1%，实际投入治理费用357.3万元，通过了政府主管部门的验收，恢复和重建矿区生态系统效果良好，对高原地区矿山环境恢复治理有很好的借鉴作用。

参考文献
［1］张陆军.我国矿区生态环境恢复的现状及对策［J］.科技创新导报，
2009(27):109.
［2］相震，陈淑娟，吴向培，等.多卡金矿生态环境治理规划研究［J］.环境科学与技术，2005(3):67-69.
［3］张燕，温晓玲.某小型磷矿的复垦方案［J］.金属矿山，2012(5):143-148. ［4］高波，余强，朱宇，等.大冶铁矿废石场复垦及矿区可持续发展研究［J］.地质科技情报，2001(3):65-68.
［5］张辰，等.污泥处理处置研究进展［M］.北京:化学工业出版社，2005. ［6］于江，郝其昌.尾矿坝及废石场边坡复垦的新方法［J］.矿业快报，
2001(1):11-12.。