秦岭山脉位于陕西省关中平原和汉江谷地之间，是我国重要的地理南北方分界线，也是我国中部重要的水源涵养地带。秦岭地区矿产资源储量丰富，包括金、银、煤、钒、铝、锌等多种，其中钒矿储量位居亚洲第一，建材类钾长石矿储量位居全国第一[1]。近年来，陕西省全面贯彻习近平总书记关于秦岭生态保护的系列讲话精神，持续推进“治污降霾，保卫蓝天”、“治理三江三河”、“保障舌尖上的安全”等方面的工作，实现了陕西省山、水、林、田、湖生态保护的齐头并进[2]。2022年3月21日，中央第三生态环境保护督察组向省委、省政府反馈的督查报告中指出：近年来，陕西生态环境保护取得较大进展，但与习近平总书记对陕西生态环境保护的重要指示批示、人民群众对美好生态环境的期盼相比仍有差距，一些突出的生态环境问题需要解决。其中，秦岭区域历史遗留矿山生态恢复治理推进缓慢[3]。《矿山地质环境调查规范(DB14/T 1950-2019)》规定：受采矿活动影响而产生的地质环境破坏的现象称为矿山地质环境问题。主要包括矿山地质灾害、含水层破坏、地形地貌景观破坏、土地资源毁损以及水土环境污染等[4]。本文选择秦岭地区某钼矿带进行矿山地质环境问题调查，获得了研究区主要的矿山地质环境问题，讨论了这些矿山地质环境问题产生的原因和危害，提出了治理对策。

1、研究区概况

秦岭地区某钼矿带位于秦岭山脉东段一带，矿区位于秦岭分水岭以南，洛河以北，地表水属黄河水系[5]。研究区海拔高程在1 200 m以上，山势险峻，山脊狭长，切割深度达500～1 000 m,斜坡坡度>40°,陡坡处基岩裸露，灌木覆盖，缓坡处坡残积土覆盖，多为耕地，人口稀少，为石质中山地貌。土地类型主要为林地、耕地、工业用地(采矿、选矿用地)、居民用地、交通道路用地以及河流水域。其中以林地分布面积最广，占89%以上[6]。该钼矿带共有矿山企业20余家，钼矿区主体11个。其中，大型矿山2座、中型矿山4座、小型矿山5座。露天矿山5座、地下矿山4座、露天和地下混合开采矿山2座[7]。截止目前，只有两家大型的矿山企业在开采，其它矿山企业皆因秦岭环境保护等原因，处于停产阶段。长期以来，钼矿开发引发了多种地质环境问题，导致环境污染、土地损毁以及地质灾害隐患加剧。

2、矿区地质环境污染现状

2.1河流污染现状

矿区境内河流属于黄河水系，主要河流3条，均出现不同程度的污染。根据地表水环境质量标准(GB2002-3838)采集了203件地表水样，水样分析结果统计见表1。

表1研究区河水重金属特征值

研究区水体功能区划总体为二类水，依据《地表水环境质量标准(GB 3838-2002)》中各元素二类水含量限值对203件地表水样的分析结果利用单项指数法和内梅罗指数法评价发现：该钼矿带地表水Hg、As含量均低于检出限，地表水主要污染元素为Cd、Pb、Cu和Zn。203件水样中Pb超标率8.42%,其中极度污染3件、重度污染5件、中度污染4件、轻度污染5件、未污染185件；Cd超标率12.38%,其中极度污染9件、重度污染6件、中度污染3件、轻度污染7件、未污染177件；Cu超标率3.47%,其中极度污染1件、重度污染2件、中度污染3件、轻度污染1件、未污染198件；Zn超标率10.4%,其中极度污染9件、重度污染6件、中度污染3件、轻度污染7件、未污染177件。其中一类水占到总体样品数量的74.75%,二类水所占比例11.88%。但在黄龙铺钼矿下游的石门河、露天采场下游的文峪河存在较严重的重金属污染，劣五类水断面所占比例9.41%,五类水断面所占比例2.97%。

通过水样酸碱度测量该钼矿带水体的pH范围为2.75～8.81,整体环境属弱碱性，矿区出现水体酸化现象。其中酸性水占到总体的15.35%,有13件样品pH小于4,均出现于矿区下游的石门河水系；露天采场个别取样点pH介于4～7之间，为酸性水。

以上结果表明：矿山下游存在不同程度的河水重金属超标以及酸性污染状况，同时考虑到选矿厂均采取了严格的水质管理方案，说明大气降水和地表水对采场裸岩面和采矿废渣堆的淋溶渗漏是造成下游河水水质劣化的主要原因。

2.2农田污染现状

研究区钼矿带的农田基本都发育在石门河、麻坪河、文峪河和油坊河4条主要河流两岸的冲积阶地区，个别分布于山坡，故农田土壤重金属调查、取样围绕水系、沟谷展开。共采集土壤样品330件，农田耕作层土壤重金属分布特征见表2。

表2研究区农田土壤重金属特征值

钼矿开发区范围内农田土壤pH范围在5.09～8.66之间，平均值为7.35,有23.2%的样本pH小于7,整体上属中性—弱碱性土壤。

根据土壤环境质量二级标准(GB15618-1995)评价发现，研究区内农田土壤Hg超标率为2.99%,超标倍数在-0.98～1.82之间；Pb超标率为11.44%,超标倍数在-0.94～3.91之间；Cd超标率为29.35%,超标倍数位于-0.75～11.15之间；Cu超标率为3.98%,超标倍数在-0.86～1.57之间；Zn超标率为1.99%,超标倍数在-0.85～1.05之间。说明钼矿开发对农田土壤的影响主要为Cd污染。通过与不受矿业活动影响的邻区农田土壤重金属平均含量(对照区)对比发现：研究区农田土壤Hg累积率为90%,平均累积倍数为4.50倍；Pb累积率为37.3%,平均累积倍数为0.81倍；Cd累积率为26.37%,平均累积倍数为-0.09倍；Cu累积率为30.85%,平均累积倍数为-0.03倍；Zn累积率为12.44%,平均累积倍数为-0.32倍。说明研究区钼矿开采导致农田土壤重金属累积比较普遍，且以Hg、Pb、Cu累积为主。

从空间分布特征来看，石门河上游地区土壤重金属污染最为严重，麻坪河上游烂柴沟的农田土壤有一定程度的重金属污染问题。而远离矿业活动的石门河、文峪河、麻坪河下游两岸的农田土壤受重金属影响较轻。以上结果表明：土壤的重金属污染也来源于采矿场的水体渗漏，渗漏的污染水体进入河道，并随着地表水补给两岸的土壤层。

3、矿山土地资源损毁现状

土地资源破坏是指矿产资源开发活动导致土地原有功能丧失、土壤质量下降的现象[8]。研究区土地资源破坏主要表现为矿山地面塌陷(地裂缝)破坏土地、固体废弃物堆排压占土地、露天开采剥离挖损土地等。本文共调查矿山20座，涉及尾矿库和渣场52处。发现土地资源的破坏主要包括露天开采剥离地表、地貌改变及地表林地破坏，尾矿库和排渣场排土场压占沟谷林地、草地和部分耕地(见图1、图2);部分废渣随意堆放于河谷沟谷岸边、矿硐外斜坡等地段，造成林地资源破坏。共压占林地1 006 000 m2,压占草地及荒地37 973 m2,破坏规模相对较小。

图1尾矿库压占林地  

图2排土场压占林地 

4、矿山地质灾害隐患现状

矿山地质灾害是指危害矿业生产和生活安全的地质灾害，因矿产资源的开采活动对地质环境产生作用，使矿山地质环境发生变化而引起的地质灾害[9]。本文梳理了该钼矿带20座矿山、52处尾矿库和渣场的调查资料，发现矿山崩塌及其隐患点4个，滑坡及其隐患点3个，地面塌陷隐患点5个，矿山泥石流及其隐患点4个。

4.1采空区地面塌陷隐患

地面塌陷主要分布于大石沟钼矿西部区域，荣誉山大梁以西。2004年之前，大石沟钼矿累积形成采空区8处，最大埋深125 m,最小埋深20 m。1570中段形成采空区3个，面积分别为2 045 m2、3 625 m2、960 m2,开采高度20 m,埋深30～125 m,地下开采在山坡上形成串珠状地面塌陷坑。1510、1530中段形成采空区1个，面积为5 638 m2,开采高度20～25 m,埋深40～105 m; 1460、1490中段形成采空区1个，面积6 470 m2,开采高度25～30 m,埋深20～70 m。1420中段共形成采空区3个，面积分别为4 140 m2、730 m2、4 918 m2,开采高度20～40 m,埋深60～80 m。地面塌陷坑呈串珠状分布，与S202省道平行，坑壁为灰白色浅变质凝灰岩，最大塌陷坑深26 m,宽8 m,长轴长12 m。塌陷坑周边地势陡峻，伴随崩滑现象，危及过往车辆及行人安全(见图3、4)。

图3长虫沟—大石沟地面塌陷坑  

图4大石沟钼矿地面塌陷坑  

4.2滑坡崩塌灾害隐患

区内采矿工程活动强烈，引发的滑坡崩塌灾害隐患较为显著，主要有两种类别：一是矿山开发开采矿石过程中引发的滑坡崩塌地质灾害隐患，包括后期采空塌陷引起的崩滑。主要发育于露天开采边坡、矿山运输道路边坡以及采空塌陷坑周边。规模一般较小，以浅表层第四系残坡积物滑动为主，主要由人为开挖坡脚或采动引起边坡失稳。二是沟谷斜坡上堆积的大量松散采矿废渣在雨水浸润软化作用下形成滑坡崩塌地质灾害隐患，规模大多比较小。

4.3矿山泥石流灾害隐患

矿山泥石流是一种人为地质灾害类型，在山区最为常见，危害也最为严重。一般是在自然因素和人工开采活动共同影响下，在矿区及周边一定范围内引发和加剧的泥石流地质灾害类型。研究区矿山泥石流的主要物源为矿山道路建设、工业场地建设、采矿选矿等矿业活动过程中排放的废石渣、尾矿砂等。本次调查工作共识别出泥石流隐患4处。

5、矿山地质环境防治对策

5.1矿区水土污染防治对策

水土污染的防治对策主要包括源头治理和末端治理两个方面。研究区的主要污染源是采矿场的矿体、围岩以及采矿废渣堆地表水淋滤。因此，对采矿场及周边的采矿废渣进行资源化利用是污染源减量的有效方法。污染源综合利用技术包括：(1)将尾矿砂和采矿废渣用于制造建筑材料、水泥、混凝土等制造[10,11];(2)重新利用，用于路基、填方和绿化等[12,13];(3)进行深加工，制成高附加值产品，例如矿渣制粉、矿渣制砖等[14,15]。其中利用固体废弃物制作免烧砖是一种比较可取的综合利用技术。通过利用尾矿砂和采矿废渣制作免烧砖，能够最大程度地削减矿区的固体污染源。在使用矿渣进行免烧砖制作时，对尾矿和矿渣颗粒采用胶结材料进行密封处理，让有害物质封存在砖体内部，无法泄露和扩散。

但是，源头治理方法只能最大程度地减少污染源的数量，并不能完全消除污染源。同时，采矿场及废渣堆场地质构造复杂，断裂、节理、破碎带等不良地质构造发育。这些不良地质构造往往成为污染水体渗漏的主要通道。采矿场虽然采取了严格的矿坑水管理措施，但是水体通过不良地质构造渗漏的问题难以根治。因此，建议在采矿场及废渣堆场下游裂隙水汇水区域设置污水处理厂，及时处理渗漏的污染水体。

综上所述，通过源头治理和末端治理相结合的方法，首先在源头尽可能减少污染源的数量，有效控制污染水体的量；进而在源头下游的汇水区进行渗漏污染水的净化，方能有效解决矿业活动对水体的污染问题。

5.2矿山地质灾害治理对策

5.2.1地面塌陷治理对策

针对研究区采空地面塌陷问题，需要从采矿方法、地质勘探和监测、支护加固以及治理和修复等方面提出具有针对性的技术对策[16]。一是采用合适的采矿方法。在地下开采过程中，应采用适合当地地质条件的采矿方法和技术，避免对地表造成过大的冲击和振动，减少地面塌陷的风险。例如，可以采用分层开采、空区充填、支护加固等技术手段，降低矿床开采对地表的影响。二是加强地质勘探和监测。工作面开采前，应进行充分的地质勘探和监测工作，掌握当地的地质条件和地下水情况，及时发现可能存在的地面塌陷风险点。在开采过程中，应加强监测工作，及时掌握地下开采的情况，发现问题及时处理。三是加强支护加固。对于存在地面塌陷风险的区域，应采取有效的支护加固措施，防止采空区的坍塌和变形。例如，可以采用灌浆加固、锚杆加固、钢拱架加固等技术手段，提高采空区的稳定性和安全性。四是加强治理和修复。对于已经发生的地面塌陷坑，应及时进行治理和修复工作，恢复地面的稳定性和功能性，保障周边居民的生命财产安全。例如，可以采用注浆加固、土石方填筑、绿化覆盖等技术手段，修复地面塌陷坑。

5.2.2矿山滑坡崩塌地质灾害治理对策

研究区矿山崩塌多为小型灾害，因此可采用工程化的治理措施，包括：① 对小型崩塌，可在坡脚或半坡设置落石平台或挡石墙、挡石网，该措施主要应用于线路工程或建筑物与坡脚有足够距离的情况。② 在危石下部构筑支柱墙，或用锚索、锚杆将易崩塌的岩体联结成稳固部分的斜坡。③ 以片石填补或混凝土灌注岩体中的空洞。④ 用沥青、灰浆或石浆砌成片石护面，用于易风化的软弱岩层。⑤ 修建排水工程，对斜坡地表层积水、地下水进行截流、分流。⑥ 采取刷坡技术，清理突出的危石路段，减缓坡降[17]。

研究区滑坡多为第四系残坡积物滑动的小型滑坡。因此，采用削方减载、地面防护、反压坡脚、坡改梯、加强排水等工程措施比较有效，可根据实际情况单独或组合使用[18]。

5.2.3矿山泥石流地质灾害治理对策

研究区泥石流隐患较轻，应以预防为主。对矿渣进行资源化利用，不仅能减少泥石流固体物源量，还能让采矿废弃物产生经济效益，达到一举两得的效果。本文针对矿渣型泥石流的成因特点，提出从源头上进行治理，恢复矿区植被，减少暴雨径流量，减小泥石流发生可能性的防治原则。同时，修建排水设施，将坡面、道路等多方汇水，引入通畅的沟渠里排泄。在开阔和较安全的地方建立渣土堆场，进行整体规划，避免坡面堆渣，对渣土尽可能压实，增强其稳定性。逐级筑坝堵截，上游筑透水堆石坝，将废石堆渣与洪水分离，拦留矿渣于坝内，拦留坝内的堆渣可逐步形成底部稳定、抵抗冲刷的堆积体。在下游修筑格栅坝，以应对上游溃坝后，能够隔离固体废渣、排泄洪水，并使之层层阻隔，增加安全系数[19]。

矿山开采堆积的废渣堆等固体废弃物往往堵塞沟渠，应主要采用矿山固体废弃物清理和沟渠疏浚的方法，运用矿山工程治理技术与生物治理技术相结合的综合治理方式，如矿山露天采坑复绿、废石堆覆土修复等。

5.3地形地貌景观及土地资源损毁治理对策

地形地貌景观及土地资源主要是包括生态恢复、景观再造和土地利用等[20]。生态恢复可以使矿山废弃土地得到与周围环境相协调的植被重建和裸露、破损、污染矿区的生态修复[21,22]。研究区土地资源的破坏形式主要包括露天开采剥离导致地表林地破坏、尾矿库和排渣场压占沟谷林草地和部分耕地、废渣随意堆放于河谷岸边和矿硐外斜坡地段造成林地资源破坏。

对于露天开采剥离导致地表林地破坏，首先应严格控制矿山开采规模和范围，避免过度开采导致土地功能丧失和土壤质量下降。此外，还应加强林地保护，恢复和改善生态环境，提高土地的可持续利用能力。

针对尾矿库和排渣场压占林草地和耕地的问题，应加强尾矿库和渣场管理，规范堆放方式，采取防渗措施，减少对周边土地的压占和破坏。同时，应加强对尾矿库和渣场周边环境的监测和管理，及时发现并处理可能存在的环境污染问题。

对废渣随意堆放破坏林地资源的问题，应加强监管和执法力度，建立健全废渣管理和处置制度，严格规范废渣的产生、运输、储存和处理过程。同时，应加强对违法占用林地、破坏生态环境行为的打击力度，严厉处罚违法行为，保护珍贵的林地资源。

6、结 论

(1)研究区地表水以Cd、Pb、Cu和Zn污染为主，农田土壤以Pb、Cu、Hg累积为主，可以通过减少污染源的数量和末端污水净化的方法进行治理。

(2)研究区矿山崩塌、滑坡、地面塌陷、泥石流等地质灾害隐患点规模较小，除了采用植被生态保护措施进行预防外，还应进行挖方减载、截水排水、加固支护等工程措施。

(3)研究区地表景观和土地资源破坏主要表现为矿山地面变形损毁土地、固体废弃物压占土地、露天开采剥离挖损土地，应采取控制开采规模、加强渣土堆放管理、保护植被、宣传教育等方式开展综合治理。

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文章来源:杨敏,赵凯东,陈华清,聂兴信,张鑫.秦岭地区某钼矿带地质环境问题现状及治理对策[J].中国钼业,2023,47(04):36-41.