贛縣廢棄稀土礦區崩崗侵蝕現狀調查研究

張晟 張傳 路思明

摘 要：在野外調查的基礎上，對贛縣廢棄稀土礦區氣象水文、地形地貌、地層巖性和地質構造等地質環境條件進行介紹。結合研究區崩崗侵蝕現狀，分析不同地質環境條件對崩崗形成的影響。綜合分析表明，充足的降雨是崩崗形成的外在動力;丘陵和崗地是崩崗發育的主要區域;第四系松散堆積物和全分化的花崗巖為崩崗侵蝕的主要對象;稀土開采活動導致礦區及附近崩崗的發生和發展。

關鍵詞：廢棄稀土礦;崩崗;水土流失

中圖分類號：S157.1文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）25-0143-03

Abstract： On the basis of field investigation， the geological and environmental conditions such as meteorology， hydrology， topography and landform， stratigraphic lithology and geological structure of waste rare earth mining areas in Ganxian were introduced. Combining with the current situation of avalanche collapsing hill in the study area， the influence of different geological environment conditions on the formation of collapsing hill was analyzed. Comprehensive analysis shows that sufficient rainfall is the external driving force for the formation of landslide; Hills and granites are the main areas for the development of collapsing Hill; quaternary loose deposits and fully differentiated granites are the main objects of collapsing hill erosion; rare earth mining activities lead to the occurrence and development of collapsing hill in the mining area and adjacent areas.

Keywords： abandoned rare earth ore;collapsing hill;soil erosion

作為贛州八個稀土資源縣之一的贛縣位于贛州市北部，境內稀土資源豐富，是國家稀土規劃礦區[1]。自20世紀80年代以來，先后出現大小稀土礦點數以百計，礦山廢棄之后生態環境破壞嚴重，造成大面積水土流失，崩崗為研究區主要的水土流失形式。崩崗是我國南方紅壤丘陵區的一種嚴重的水土流失形式[2]，破壞山體，流失的大量泥沙淤積于農田、河道和水庫等地勢相對低洼處，導致農田無法耕種，河道和水庫淤積[1]。本文主要調查分析崩崗的現狀，以期為廢棄稀土礦區的恢復治理和水土流失的防治提供有效支持。

1 研究區地質環境條件

1.1 氣象水文

氣象水文條件是崩崗侵蝕的影響因素之一。研究區屬中亞熱帶丘陵山區季風濕潤氣候區，氣候溫和，雨量充沛，四季分明。根據江西省氣象局的資料可知，研究區在1951—2019年，多年平均氣溫19.3 ℃，多年年平均降水量1 448.2 mm，最大年降水量2 191.7 mm（1983年），最小年降水量969.6 mm（1986年）。在時間上，降水多集中在每年的3月至8月份，約占全年降水量的71.4%[2]。

研究區屬長江流域贛江水系，位于贛江上游區。主要河流有贛江、贛江的一級支流貢水和贛江的二級支流平江、桃江[3]。贛江在研究區內段長45 km，落差11 m，平均寬652 m，河床平均比降0.2‰～0.28‰，年平均徑流量939 m3/s;貢水在研究區內段長36 km，落差10 m，平均寬519 m，平均比降0.3‰，年平均徑流量703 m3/s;桃江在研究區內段長67.7 km，落差33.37 m，平均寬340 m，平均比降0.49‰，年平均徑流量205 m3/s;平江在研究區內段長35 km，落差16.38 m，平均河寬282 m，平均比降0.48‰，年平均徑流量72.5 m3/s[3]。

1.2 地形地貌

據地貌形態及成因，可將研究區內地貌劃分為低山、丘陵和崗地三種類型。低山地貌占研究區總面積的13.0%，山頂標高一般為500～700 m，相對高差在300～500 m，基巖多裸露，山坡坡度一般為20°～35°，植被發育，山坡多竹、松，山溝雜草叢生;丘陵地貌占研究區總面積的60.9%，丘頂標高一般為300～450 m，相對高差在200～300 m，溝谷大都呈U型，山坡坡度一般為15°～30°，水體流失較嚴重，植被一般較發育;崗地地貌占研究區總面積的26.1%，丘頂標高為150～300 m，相對高差一般為50～150 m，呈現饅狀山、平頂山、單面山等，坡度一般為15°左右，植被稀少，僅見少量人工松、杉，水體流失嚴重。研究區原始山坡植被發育[4]。稀土開采后，植被遭到破壞，原始地形地貌完全被改造，山頭多被削平，溝谷被廢棄砂土堆填，形成了崩崗發育的場所。

1.3 地層巖性

研究區內出露地層相對簡單，主要有第四系松散堆積物和燕山期巖漿巖。第四系松散堆積物主要分布于溝谷、礦區范圍和山體表層，包含山體水流沖刷堆積形成的素填土、細中砂和燕山晚期巖漿巖風化殘積形成的砂質黏土，結構松散，由巖石風化碎屑、黏性土、砂礫石、尾砂等組成，屬第四系人工填土層，遇水擾動易垮塌;燕山期巖漿巖，巖性主要為侵入花崗巖，花崗結構，主要由長石、石英、云母等組成，巖體裂隙發育，風化較深[5]。

1.4 地質構造

研究區內包含斷裂、褶皺及斷陷等構造形跡。走向主要表現為北東向，北東向斷裂多為壓性及壓扭性，延伸長一般為10 km左右，個別構成區域性大斷層，傾角一般為60°左右。北西向斷裂主要分布于區內南西部及北部弧形斷裂的南段，主要為壓性，延伸長4～12 km;斷陷盆地形成于燕山期，由白堊系下統（K1g）陸相碎屑巖組成，走向北東，寬4～6 km，境內長44 km，巖層呈單斜狀，傾向南東，傾角20°左右;區內褶皺總體表現為復式褶皺，局部倒轉。

2 研究區崩崗侵蝕現狀

研究區稀土礦山大多始采于20世紀90年代，少數稀土礦山始采于20世紀80年代末。最早采用池浸法，其開采工藝是將含有稀土的表層土剝離后運送到固定的池浸池中，加入電解質萃取，回收母液于沉淀池中分離稀土;中期采用堆浸法，就地建造堆浸場（見圖1），加入酸性電解質溶液萃取，分離稀土;后期采用原地浸礦，包括原地打井、注液滲透和母液回收工序，原地浸礦集液池見圖2。這些粗放的開采方式對礦區的地質環境造成了很大的破壞，直接導致礦區崩崗侵蝕的發生和發展。

稀土開采過程中，池浸、堆浸所用的溶液早期為草酸溶液，后來基本上用硫銨。草酸和硫銨溶液中含有多種陽離子和陰離子，銨根離子滲入土壤中，被微生物如硝化細菌降解形成硝酸根及亞硝酸根離子，使得水質pH呈較強的酸性。根據部分礦區水質分析結果可知：各個礦區堆積區或淤積區pH值較低，Pb及其他金屬元素含量較高，根據《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002），部分礦區鉛含量已經超標2～6倍[6]。礦區污染越嚴重，地，表水酸性越強金屬元素含量越高，總氮含量也越高。

礦區內剝采堆浸使得地表腐殖土層破壞或滅失，全風化層裸露，呈褐黃色或褐灰色，整個土壤的結構和層次遭受破壞，表土肥力大幅降低，浸礦區遺留地的表層土受到酸性電解質液的浸染，土壤呈現較強的酸性，經過長年的風化和雨水沖刷，其周邊土地也受到污染;浸礦區松散土體在水流作用下，沿區內溝谷漫流，土地無法有效利用，植被生長更為困難[7]。根據部分礦區水質分析結果可知：相比水樣，土樣酸化更為嚴重，部分礦區pH值甚至達到3～4，基本屬于中強酸性范疇;但其他金屬元素含量較低，根據《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準》（GB 15618—2018），各主要金屬元素基本達到二類標準，即為保障農業生產，維護人體健康的土壤限制值。

稀土礦山開采前，地表覆蓋為花崗巖全風化層，表層主要為黏土、壤土，自然狀態下礦區降雨充足，植被生長茂盛，覆蓋率達80%～90%[8]。稀土開采過程中，開挖區及附近的植被和表層土壤被除去，使得礦區及周邊土壤的失去天然保護，導致崩崗的發生。在開采過程中，在原地大面積修筑堆浸場、沉淀池等造成土層結構破壞，使植物失去生存條件，加速了崩崗的發展。此外，稀土開采過程中添加大量的酸性藥劑造成土壤酸化，原生土地資源發生破壞，礦區土地就更難種植植物，植被很難恢復。礦區地表強風化表土層被剝離選礦、原生植被完全被毀，采礦廢棄地裸露地表。露采、池浸、堆浸等大規模的搬山開采方式，大開大挖造成山體破壞，懸崖陡壁突兀而生。開采后大量的尾砂、廢石隨意堆放，在雨水的沖刷作用下形成崩崗，并進一步向周圍區域發展。

3 結論

研究區屬中亞熱帶丘陵山區季風濕潤氣候區，降雨量為969.6～2 191.7 mm/a，多年年平均降水量1 448.2 mm，充足的降雨是崩崗形成的外在動力;研究區主要地貌類型包括低山、丘陵和崗地，其中丘陵和崗地占87%，是崩崗發育的主要區域;研究區的地層巖性主要有第四系松散堆積物和燕山期巖漿巖，這構成了崩崗侵蝕的物質基礎，第四系松散堆積物和全分化的花崗巖為崩崗侵蝕的主要對象;稀土開采活動破壞了植被和原始地形地貌，同時造成土壤酸化，廢棄礦山植被恢復困難。種種因素都導致礦區及附近崩崗的發生和發展。

參考文獻：

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