廣州從化鰲頭帽子嶺地區(qū)巖溶發(fā)育特征及地面穩(wěn)定性分區(qū)研究

蘇麗薇

摘 要：本文介紹了廣州從化鰲頭帽子嶺地區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件及巖溶發(fā)育特征，同時，根據(jù)區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育強度、物探、覆蓋層厚等地質(zhì)環(huán)境因素，對研究區(qū)進行地面穩(wěn)定性分區(qū)，并提出針對性的防災減災建議。

關鍵詞：巖溶發(fā)育特征 地面穩(wěn)定性 分區(qū)

中圖分類號：P642.25

1.前言

自上世紀90年代，廣州市從化區(qū)鰲頭鎮(zhèn)帽子嶺地區(qū)出現(xiàn)地面塌陷情況，其中以鰲頭鎮(zhèn)中心石灰石場周邊較集中分布。其中，中塘村地面塌陷始發(fā)于1991年4月，盛發(fā)于1998年，曾導致直接經(jīng)濟損失約100多萬元，影響人數(shù)約215人，給當?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活和生命財產(chǎn)安全帶來不利影響，而以往有關該地區(qū)的地面塌陷及巖溶發(fā)育特征的研究并不多。因此，對北至鰲頭變電站，南至帽山，東至火村，西至原棋桿第二水泥廠為界的帽子嶺地區(qū)開展了巖溶地災詳查，為區(qū)內(nèi)地質(zhì)災害防治及城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地資源開發(fā)利用提供地質(zhì)參考依據(jù)。

2.地質(zhì)環(huán)境條件

研究區(qū)內(nèi)地勢總體相對較低，四周小山丘環(huán)繞，中部谷地較平坦。微地貌形態(tài)有剝蝕殘丘及山間谷地兩種地貌單元。區(qū)內(nèi)存在多個采石場閉坑后形成的水塘。

在地質(zhì)構(gòu)造上，研究區(qū)處于印支構(gòu)造旋廻之旗桿～人和復式向斜的南翼近核部位置。地層巖性主要為石炭系下統(tǒng)大塘階石蹬子組（C1ds）灰?guī)r、大理巖化灰?guī)r和測水組（C1dc）砂巖、粉砂巖等。地下水為第四系松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和碳酸鹽巖裂隙溶洞水三個基本類型。

3.巖溶發(fā)育特征

由于勘查區(qū)可溶巖出露較少，多呈隱伏型，其與周邊非可溶巖的接觸界面主要靠物探、鉆探以及野外地質(zhì)調(diào)查推斷連結(jié)圈定。

3.1可溶巖特征

按出露條件，區(qū)內(nèi)可溶巖分為覆蓋型、埋藏型和裸露型三種類型。覆蓋型、埋藏型可溶巖分布區(qū)內(nèi)地表由第四系沉積層覆蓋，中部低洼地帶主要為粘性土、粉細砂等，殘丘臺地則多為粘性土。巖溶地面塌陷主要發(fā)生于覆蓋型可溶巖分布范圍內(nèi)。

覆蓋型可溶巖主要分布于中部洼地，地面高程38.7～47.0 m，可溶巖埋深4.45～10.1 m，大部分屬于淺埋區(qū)（<10m），局部為中埋區(qū)（10～30 m）。埋藏型可溶巖主要分布于東、北和西部，主要埋藏于下石炭系測水組砂、頁巖層之下，與測水組地層整合接觸，南、北部局部與燕山三期花崗巖呈侵入接觸，埋藏深度一般比覆蓋型大，多屬中埋區(qū)～深埋區(qū)。裸露型可溶巖主要分布于研究區(qū)東部鰲頭中心石場，為人類工程開挖出露。

區(qū)內(nèi)可溶巖以淺灰～灰黑色石灰?guī)r為主，局部夾有角礫狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和大理巖，多呈中厚層狀，巖面起伏高差變化較大。巖溶發(fā)育，鉆孔見洞率為60%，單孔巖溶率2.89～13.54%，單個最大溶洞高度4.1m，無充填或半充填泥砂、灰?guī)r碎塊，溶洞頂板厚度0.6～18.75m。串珠狀溶洞發(fā)育，最多達6層。從鉆探巖芯分析，淺表部溶蝕較發(fā)育，尤其是灰?guī)r面溶溝、溶槽普遍發(fā)育。見圖1。

3.2巖溶發(fā)育的分帶性

區(qū)內(nèi)巖溶在平面上可分為巖溶集中發(fā)育區(qū)和巖溶點狀發(fā)育區(qū)。

巖溶集中發(fā)育區(qū)主要分布于下石炭系測水組砂巖、頁巖與石蹬組灰?guī)r整合接觸帶上灰?guī)r淺埋埋藏區(qū)和灰?guī)r與非可溶巖接觸帶，物探表現(xiàn)為電法正交點頻繁出現(xiàn)或低阻率異常規(guī)模大等特點，地面表現(xiàn)為多處出現(xiàn)塌陷。巖溶點狀發(fā)育區(qū)主要分布于勘查區(qū)中部洼地淺埋覆蓋區(qū)，物探表現(xiàn)為局部出現(xiàn)低阻率異常，異常段不連續(xù)。

3.3溶（土）洞分布特征

揭露深度內(nèi)，區(qū)內(nèi)溶洞主要發(fā)育于34 m標高以上的灰?guī)r中，集中分布于標高10～22m段。平面分布上則主要集中于下石炭系測水組砂巖、頁巖與石蹬組灰?guī)r整合接觸帶上灰?guī)r淺埋埋藏區(qū)和灰?guī)r與非可溶巖接觸帶附近；土洞則多發(fā)育于這些溶洞強發(fā)育帶的灰?guī)r面附近，土洞頂板距灰?guī)r面距離為0.37～2.70m，局部地段土洞直接發(fā)育于灰?guī)r面上。

4.地面穩(wěn)定性分區(qū)

研究區(qū)地面穩(wěn)定性由其下伏巖溶發(fā)育程度、地下水活動強烈程度及覆蓋層土體的工程特性、厚度等控制。通過地面調(diào)查、工程鉆探、物探及巖溶特征發(fā)育研究，大致將研究區(qū)劃分為三個區(qū)，見圖2。

①巖溶強～中等發(fā)育地面不穩(wěn)定較易塌陷區(qū)（Ⅰ）

本區(qū)可進一步細分為巖溶強發(fā)育地面不穩(wěn)定易塌陷區(qū)和巖溶中等發(fā)育地面較不穩(wěn)定較易塌陷區(qū)。巖溶強發(fā)育地面不穩(wěn)定易塌陷區(qū)分布于中部物探探測異常帶和曾發(fā)生巖溶地面塌陷地質(zhì)災害的中塘村月光埔和馮新塘村一帶，該區(qū)覆蓋層較薄，土洞極易發(fā)展到地表附近，隨時可出現(xiàn)地面塌陷。巖溶中等發(fā)育地面較不穩(wěn)定較易塌陷區(qū)分布于勘查區(qū)中、西部一帶，灰?guī)r淺埋埋藏區(qū)和灰?guī)r與非可溶巖接觸帶。覆蓋層厚度一般7.0～15.0m，地下水位隨自然季節(jié)變動情況下，土洞向上擴展的速度一般較慢，到達地表附近需較長，但目前該區(qū)巖溶地下水活動較強烈，故仍存在塌陷的危險。

②巖溶中等-弱發(fā)育地面較穩(wěn)定不易塌陷區(qū)（Ⅱ）

分布于勘查區(qū)東部下石炭系測水組砂巖、頁巖與石蹬組灰?guī)r整合接觸帶，覆蓋層厚度一般大于10m，但屬巖溶較發(fā)育段，存在地面塌陷隱患。

③非可溶巖地面穩(wěn)定區(qū)（Ⅲ）

分布于勘查區(qū)北部和南部一帶，覆蓋層厚度多數(shù)大于10m，屬巖溶弱發(fā)育區(qū)段，近期內(nèi)一般不易形成地面塌陷。

5.防災減災建議

①嚴禁區(qū)內(nèi)石場的開采；合理開發(fā)利用地下水資源，建議禁止在房前、屋后和建筑物密集的村莊內(nèi)鉆井和抽取地下水；合理安排工礦企業(yè)選址，把工礦企業(yè)和生活區(qū)建設在巖溶相對不發(fā)育地段，避開塌陷區(qū)。

②對地面不穩(wěn)定區(qū)應加強地面變形地段的房屋變形監(jiān)測，開展地下水動態(tài)和地面變形監(jiān)測；加強村民對巖溶塌陷地質(zhì)災害自我保護教育。

③對被巖溶塌陷和地面變形嚴重破壞的民房等建筑應將其拆除，不宜繼續(xù)居住和使用；而已產(chǎn)生巖溶塌陷的地段不宜重新建筑。

6.結(jié)論

①通過地面調(diào)查、鉆探、物探等手段，基本查明了帽子嶺地區(qū)巖溶發(fā)育特征，并進行地面穩(wěn)定性分區(qū)，提出針對性的防災減災建議，為區(qū)內(nèi)地質(zhì)災害防治及城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地資源開發(fā)利用提供了地質(zhì)參考依據(jù)。

②廣州從化鰲頭帽子嶺地區(qū)可溶巖出露較少，多呈隱伏型，巖溶塌陷地質(zhì)災害主要發(fā)生于研究區(qū)中部洼地覆蓋型可溶巖分布范圍內(nèi)。

③根據(jù)區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育強度、物探視電阻率的高低、覆蓋層厚等地質(zhì)環(huán)境因素，研究區(qū)可劃分為巖溶強～中等發(fā)育地面不穩(wěn)定較易塌陷區(qū)、巖溶中等-弱發(fā)育地面較穩(wěn)定不易塌陷區(qū)、非可溶巖地面穩(wěn)定區(qū)等3個區(qū)。

基金項目：廣州市財政專項資金項目“廣東省廣州市地質(zhì)災害詳細調(diào)查（1：5萬）”（[2016]01）

參考文獻：

[1]廣州市地質(zhì)調(diào)查院.廣東省廣州市從化鰲頭中心石灰石場（月光埔礦段）礦山地質(zhì)環(huán)境影響評價報告[R].2004

[2]鄭小戰(zhàn)，郭宇，戴建玲，等.廣州市典型巖溶塌陷區(qū)巖溶發(fā)育及影響因素[J].熱帶地理，2014， 34（6）：794-803.

[3]高明，蔣小珍，李向全，等.貴港覃塘區(qū)巖溶地面塌陷的成因與防治對策[J].科學技術與工程，2015，15（10）：32-36

[4]賈龍，蒙彥，戴建玲.廣佛肇地區(qū)巖溶塌陷易發(fā)性分析[J].中國巖溶，2017，36（6）：819-829.

[5]陳國亮.巖溶地面塌陷的成因與防治[M].北京：中國鐵道出版社，1994：62-68.