按照仿自然地质成土的理念，矿山生态修复地质成土方法主要包括 4 个步骤。

　　一、需求分析

　　不同的采矿活动以及非采矿活动的矿山建设损 毁对矿山土壤的破坏情况千差万别，采后土地利用方 式(包括植被恢复方案)对土壤的需求也不尽相同。露 天采矿形成巨大的矿坑和堆积成山的排土场、矸石山 等人工地貌，其生态修复时原表土均不足以满足矿坑、排土场、矸石山治理的植被恢复需求，需要大量的表 土替代材料。地下开采导致大量土地沉陷，为恢复更多的耕地，沉陷区需要大量充填材料，即充填复垦土 壤。因此，不同矿山对地质成土的要求存在差异。

　　矿山地质成土前，需要充分调查了解矿山土壤 损毁现状和采矿前原始土壤状况，分析矿山土壤损毁特征并评价其损毁程度，基于客观条件和区域发展需求，找出矿山土壤存在的问题和差距，提出矿山生态修复对土壤的要求，并确定矿山地质成土的目标。一般情况下，表层种植土是矿山生态修复最需要成土的土壤，同时也是理化生物特性要求最高的土壤。矿山地质成土的需求量应结合矿区实际治理的面积和厚度确定。

　　二、材料筛选

　　基于自然地质成土母质的重要性和土壤发育的 长期性，需要充分利用矿山已经拥有的熟化土壤和各 种可能的成土材料(也可称之为备选土壤材料)。备选 土壤材料既包括原始土壤、损毁土壤，也包括矿山的 固废：如风化煤、煤矸石、粉煤灰等以及河湖淤泥、 城市垃圾等。对露天矿而言，由于上覆岩土层在开采 时已被剥离，因此，均可作为备选材料。对部分采煤 塌陷地而言，需要筛选一些外源充填材料。不同土壤 材料与土壤通气性、保肥保水性、土壤结构、紧实度、黏结性、离子交换和营养物质密切相关[9-11]。因此， 备选土壤材料筛选应遵循以下原则：

　　(1)需求原则。依据矿山地质成土对土壤的要求和成土目标进行选择。

　　(2)成土材料质量原则。地质成土过程中成土材料的重要筛选标准之一就是土源的质量，主要包括成土材料的物理、化学和生物特性。如黄河中下游采煤塌陷地的充填复垦中选取黄河泥沙作为成土构造的成土材料，其原因是黄河泥沙来源于土壤侵蚀，含有一定量的黏粒、粉粒，具备易成土的基本条件。

　　(3)绿色生态原则。应关注成土材料的环境性， 应尽可能使用不含污染元素的成土材料和天然材料， 使成土及其过程绿色生态。

　　(4)成本效应原则。不同的备选土壤材料所需要 的处理工艺和投入的时间不同，如对粒度较大的备选 材料，搬运、粉碎、搅拌等往往是必不可少的。备选 材料越接近成土目标，地质成土的成本就越低；备选 材料距离复垦修复场地越近，运输成本就越低。因此， 在遵循成土材料质量和绿色生态原则的基础上，应更 多关注地质成土材料的成本问题。如煤基生物土中的 煤矸石和黄河泥沙作为废弃物和沉积物进行地质成土， 可大大缩减矿山生态修复地质成土的成本。

　　对所有备选土壤材料要进行物理、化学、生物 特性的分析，并与期望成土目标对比进行成土材料筛 选。有条件的情况下，还可以结合盆栽试验进行筛选。

　　三、材料组配

　　矿山地质成土材料往往不是优质的土壤，单一备选土壤材料往往满足不了成土目标的要求，这就需要将多种成土材料有机组合，形成接近成土要求的土壤材料组配，实现与期望土壤相近的理化特性。因此， 需要根据修复方向的不同，仿照自然的土壤类型选用合理材料进行试验确定组配关系。如黏粒含量高的土壤材料需要添加砂质材料；有机质含量低的可以添加 秸秆等生物质；砂性土壤材料需要添加黏性或植物胶 材料。如我国生态脆弱的露天矿，表土土壤砂粒含量 多的特性决定了其矿山地质成土的主要需求是黏粒含量较丰富的土壤源材料；采矿活动所产生的煤矸石、粉煤灰及风化煤等煤基废弃物，因其经历风化作 用后所具备特定的基本物理性质，可将其按照不 同的比例加以混合形成适宜实际矿山生态修复的土壤。

　　矿山地质成土的材料组配过程主要是仿自然地质作用，进行成土土壤材料的多源组合。将占比大且起骨架作用的材料称之为基质材料，将各种调节质地、营养等改良材料称之为辅助材料。因此，地质成土材料的组配就是基质材料加辅助材料。材料组配过程往往需要对材料进行搬运、粉碎、混合、搅拌、发酵等措施。材料组配的最佳比例需要通过物理化学分析以及盆栽试验加以研究确认。例如各种备选土壤材料如煤矸石、风化煤、黄土等相当于一般成土过程中的土壤母质材料，通过搬运、粉碎、混合、搅拌、堆积、压实等仿自然地质成土过程成土，经过短时间内的淋溶、黏粒迁移、矿化、熟化发育成具备植物生长介质能力的“土壤”，往往再通过多种组配的柱状试验和盆栽试验进行优化和筛选。

　　四、生物熟化

　　矿山地质成土的成土材料组配，在短时间内为新构土壤今后的发育构造了良好的固液气三相结构，为土壤的发育熟化奠定了基础。自然地质成土的生物小循环对土壤发育熟化发挥重要作用。为了短期内熟化土壤，需要人工接种各种生物，如接种微生物、蚯蚓和种植植物等措施，促进成土过程中水、肥、气、热诸因素不断协调，从而利于促进土壤黏化过程和有机质聚集过程的进行，形成较好的土壤团聚体的同时提高土壤有机质含量。生物熟化过程中应更多关注成土基质团聚体和有机质等养分、土壤水分入渗、酸碱缓冲性、土壤微生物、土壤结皮等多种指标的变化及其对不同成土材料组配的影响。

　　不同的成土材料，需要接种不同的菌类、种植不同的植物等，应具体问题具体分析。如接种真菌、根瘤菌促进土壤团聚体的增加和植物生长，接种蚯蚓改善土壤结构和生物特性等。任何生物熟化材料的筛选都需要通过室内室外实验来确定最优的种群和适宜的密度。通过 2~3 年的生物熟化，矿山地质成土基本达到矿区周边土壤条件，并达到自我可持续发育状态。

来源：《试论矿山生态修复的地质成土》