我国石材矿山绿色开发存在的问题与思考

寿立永，李向阳，欧阳友和，张 亮，孔 明

(1.中国建筑材料工业地质勘查中心陕西总队，陕西 西安 710003；2.中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队，山东 济南 250100)

石材是由岩石经切割、造型、打磨加工而成，相对瓷砖、混凝土等合成建筑材料，具有加工简单、低能耗、低化学污染等特点[1]，作为重要的建筑材料，石材广泛应用于建筑、装饰、市政建设等领域。石材矿产资源属于低风险矿种，准入门槛低、产业集中度低，长期以来形成了一批小型矿山。这些小型矿山地质勘查程度低、资源利用水平低，造成资源的浪费，高强度的开采引发一系列环境问题[2]。石材产业经历了30年的高速发展，开采主阵地逐渐从东部沿海地区向内陆地区转移，但开发方式并没有发生根本性改变。

石材产业是典型的资源依赖型、生态敏感型产业[1]，矿产资源的低水平利用和矿山生态环境问题是制约石材矿业发展的关键问题。石材矿产资源开发引发的环境问题不但直接危害矿山生产，而且危害社会公众利益；而环境的恶化又反过来制约矿产资源开发，唯有资源合理开发与环境保护协调的发展才是科学的发展[3]。节约资源和保护环境是基本国策，石材矿业必须走资源节约、环境友好的可持续发展之路[4]。

本文总结了石材矿产资源开发利用存在的资源和环境问题，以解决问题为导向，通过资源的科学规划、分级利用、综合利用，实现石材矿产资源节约高效利用。按照顺应自然、“师法自然”[5]的原则，以构建“山水林田湖草”生命共同体为目标，对矿山生态修复。旨在实现资源效益、生态效益、经济效益、社会效益的协调统一，推动石材产业的高质量发展。

1 石材矿山存在的问题

1.1 矿产资源利用问题

石材产业集中度低，矿山分散，规模偏小，矿产资源利用水平较低，主要表现为缺少长远规划、资源浪费严重、资源利用率低、过度开发等。

(1)科学长远规划欠缺。

我国石材产业准入门槛较低，矿产资源勘查开发普遍缺乏科学长远规划[6]，“大矿小开、一矿多开”是导致石材矿产资源低水平利用的重要原因。以山东莱州为例，鼎盛时期开采矿山有400余座。缺乏科学长远规划是限制石材产业规模化、集约化发展的重要瓶颈。

(2)资源浪费严重。

近年来石材开采技术水平、装备水平有了很大的提升，但依然存在发展不平衡的问题，依然存在大量规模小、乱采乱挖的矿山。同一矿区、同一矿体设置多个采矿权，开采后形成了诸多“隔墙”，造成了矿产资源的破坏。不同花色、不同品级矿石开采工艺、加工工艺不加区分，高质低用、高低混用导致产品品质良莠不齐，降低了产品附加值。部分矿山受经济利益驱使，将小规格荒料、不规则荒料大量丢弃，浪费了资源。

(3)综合利用程度低。

石材开采产生不成荒废石、小规格荒料等固体废弃物，这些固体废弃物综合利用率较低。废石无组织排放造成地质灾害隐患、水土流失、阻塞河道、青山挂白等环境问题[7-8]，浪费了资源、破坏了环境。

(4)资源的过度开发。

随着石材产区大量拓展，产能过剩的问题日渐突出。一个石材产区形成后，大量矿山投入开采，导致同质性竞争严重，形成产品供大于求→降价→压低成本→生态修复滞后→扩大开采量→供大于求的恶性循环。资源过度开发不利于产业健康可持续发展。

1.2 矿山生态环境问题

石材矿山环境问题主要为自然景观与生态环境破坏、土地资源破坏、次生地质灾害等。其中，自然景观与生态破坏是最显而易见且最难以修复[9]。我国幅员辽阔，不同地域存在主要生态环境问题差异很大[10]。本文按中东部地区、西部地区生态环境分区对我国主要石材产区环境问题进行了梳理(表1)。

我国大部分石材矿山分布于中东部中低山丘陵区，属湿润半湿润气候区，年降雨量较大，自然生态条件优越。区域经济发达，人口稠密，交通网络密集，存在的环境问题相对较多，其中最主要的问题是地形地貌景观影响。多数石材矿山山势陡峻，原生自然景观秀丽，位于风景名胜区周边可视范围或本身就位于风景名胜区，石材开采致使景观严重破坏。如何对石材矿山进行景观再造，达到生态修复的目的，是摆在我们面前的难题[11]。

表1 石材矿山环境问题分析

西部石材开采区大多位于戈壁荒漠区，属干旱气候区，如：新疆奇台苏吉泉矿区、青海格尔木矿区、新疆鄯善矿区等。矿区周边人口稀少，远离主要交通干线，水资源缺乏，几乎无植被覆盖，土地类型以裸岩石砾地等未利用地为主。相对来看，戈壁荒漠区石材矿产开采对生态环境影响较小，主要是地形地貌改变，后期治理较容易。

2 石材资源利用的建议

要根本改变我国石材矿山低利用和高排放的现状，科学规划是前提，发展循环经济是关键途径。提高资源利用程度，推进矿产资源的循环利用，减少经济发展对环境造成的压力，缓解资源短缺的现状[12]。

(1)矿产资源科学规划。

石材产业要实现淘汰落后产能、提高产品质量、提高矿产开发集中度的目标，必须依据矿产资源禀赋条件，充分论证环境承载力，充分结合市场需求对石材矿产资源地质勘查、开发与保护、开采总量等进行详细规划。以矿区为单位详细查明矿床地质特征、矿石质量特征，详细划分石材品种及品级。在此基础上，科学划定矿区范围，解决大矿小开、一矿多开等问题。

(2)采用先进工艺，提高荒料率。

影响荒料率因素很多，包括节理裂隙、色斑色线、风化作用、岩溶作用等原生地质因素，另外采矿工艺、采矿方法、采用的设备对荒料率也有重要影响。采用先进的串珠锯、链臂锯、车载凿岩机等先进装备，采用高台阶等工艺方法提高荒料率，实现石材资源利用最大化[13]。

(3)优质优用、分级利用。

石材矿产资源是不可再生资源，矿产开发应提高定位、提升功能，保证产品的稀缺性，优质优用、分级利用[14]。按矿产资源的稀缺性、观赏价值、使用价值、潜在经济价值等属性对矿产资源进行详细分类。以芝麻白为例，按矿物组成比例，花纹特点可进一步细分为金丝芝麻白、加洲芝麻白、贵妃芝麻白、浪花芝麻白、虎皮芝麻白等品种，以花色协调稳定性再进一步分为A级、B级、C级，应用于不同的领域，优质优价、高质高价，提高产品的装饰性能、提升产品经济价值。

(4)提高固体废弃物综合利用率。

废石的综合利用是矿山必须重视的一大课题[15]，石材矿山方解石类碳酸盐大理石废弃物可作为水泥、重钙和石灰的原料；表层剥离粘土可作为水泥原料利用。白云石类碳酸盐大理石废石可作为人造石原料，涂料原料，腻子粉原料进行综合利用。花岗岩类固体废弃物可作为建筑石料等进行综合利用。剩余的固体废弃物可作为生态修复填充材料、复垦土石方使用，实现矿产资源的“吃干榨尽”。关于石材工业废料的综合利用，部分专家学者也从仿石涂料、人造石材、汽车油漆等方向进行过探索[16]。

3 石材矿山生态修复的建议

矿山生态修复是一个复杂的系统工程，涉及到矿床学、采矿学、恢复生态学、景观生态学、灾害学、土壤学、植物学等多学科的交叉[17-18]。石材矿山露天开采对景观系统、生态系统造成的破坏[19]必须依赖工程措施、生态措施相结合进行修复[20]，最终的目标是消除或弱化采矿痕迹，推动乡土物种的自然演替，实现矿区与周边生态环境协调统一。

3.1 矿山生态修复策略

(1)生态修复的目标。

生态修复按照“师法自然”原则、立足长效原则、因地制宜原则、经济合理原则，最大限度实现生态系统自我维持、自我维护，实现功能逐渐增强。

在全面对土地资源、水资源、环境地貌景观、地质灾害、人口聚集度等要素进行科学评估的基础上[21]，以解决关键问题为导向，以恢复生态功能为目标系统开展生态修复。生态修复涉及到边坡生物防护、景观修复与再造、土壤重构、生物多样性恢复等诸多环节。通过综合治理，使其恢复到可供利用状态[22]，达到合理利用自然资源、有效保护自然资源目的，促使人与自然和谐发展[23]。

(2)生态修复模式探索。

目前我国矿山生态修复正逐渐从简单复绿手段向综合治理、功能恢复、资源循环利用等方式转变[24]。不同矿区建议结合自然、经济、社会等综合因素，探索采用生态修复+资源回收利用、生态修复+土地开发整理、生态修复+地下空间开发等创新模式，进一步提高生态修复的综合效益。

3.2 典型矿区生态修复案例

本文分别选取东南湿润中低山区福建厦门A石材矿区，西北戈壁荒漠区新疆奇台B石材矿区，针对矿区生态环境问题，提出矿区生态修复策略，并对最终修复效果进行预测评述(表2)。

福建厦门A石材矿区位于重要交通线、城市规划区可视范围，土地资源和植被破坏严重，生态环境问题严重。通过系统的生态修复，将消除矿山环境问题，有效改善当地生态环境，提升当地人居环境，有利于社会稳定，充分体现了“以人为本”的思想。同时可增加城乡建设用地指标，更具有深远意义的是增加了可耕种土地、控制水土流失、推进农业生产条件的改善。

表2 典型矿山生态修复模式

新疆奇台B石材矿区远离交通干线、远离城市规划区、属于荒漠石漠地貌，几乎无植被分布。地貌的改变为最重要的环境问题。通过对地形地貌的重塑，可消除地质灾害隐患，美化矿区环境，达到与周边环境景观相协调的目的。

我国西部地区石材矿产资源开发对生态环境破坏程度较小，生态修复难度较小，相对东部地区更适合发展石材产业。

4 结论

(1)矿产资源利用问题和生态环境问题是制约石材矿产资源开发、石材产业高质量发展的的关键问题。

(2)石材矿产资源开发必须坚持节约资源就是保护资源的理念，通过科学合理的规划提高资源的利用水平，通过资源分级利用、综合利用可实现石材矿产资源的高效利用。

(3)石材矿山应针对存在的具体环境问题，按照顺应自然、师法自然、因地制宜、经济适用、效果长效的原则，一矿一策、精准施策，系统进行矿山生态修复，重新构建“山水林田湖草”生命共同体。

(4)矿产资源高效利用和生态环境的保护是相互制约和相互促进的，其协调发展可实现资源效益、生态效益、经济社会效益的协调统一。