惠州市某產業園隱伏巖溶發育規律與選址依據

覃夏南 曾一芳

摘要：通過對工作區地表調查、物探、鉆探及水文試驗等手段，分析隱伏可溶巖分布及巖溶發育規律，為產業園工程選址提供依據，期望為今后類似項目的建設提供借鑒。工作區內南部可溶巖多屬泥盆系上統天子嶺組（D3t）灰巖、石炭系下統石磴子組（C1s）灰巖，其兩種可溶巖地層均包含覆蓋型巖溶及埋藏型巖溶，且巖溶極為發育，建議產業園工程選址避開巖溶發育范圍，向工作區北部南山村（K1n）地層范圍內建設相關產業。

關鍵詞：產業園勘察；隱伏巖溶；發育規律；分布特征；工程選址

1.前言

隨著社會發展，中國巖溶環境地質問題日益突出[1]，巖溶塌陷一直是中國南方巖溶地區存在的主要地質環境問題之一[2]。在隱伏可溶巖地區，溶洞難以探測，有時產生地面塌陷災害，造成重大經濟損失，危害人民的生命和財產安全。廣東省惠州市某產業園南部第四系及測水組地層下部石磴子組灰巖中巖溶極為發育，且均為隱伏巖溶，大型項目建設可能產生巖溶環境地質問題，且巖溶地基對工程選址建設產生影響。因此，研究工程場地的巖溶發育控制作用顯得尤為重要[3-4]。

工作區為不規則七邊形，面積為90.3km2，產業園主要發展方向為新材料科技創新中心、現代化高端新材料產業基地。筆者通過基礎地質及巖溶水文地質，結合工程勘探施工的170個鉆孔、49條高密度電阻率法物探解譯剖面及聯合剖面線、15條淺層地震反射測線及13條地質雷達測線，分析巖溶發育規律的及可溶巖分布特征，為產業園工程選址提供依據。

2.自然地理及地質背景

工作區內地貌類型主要為丘陵及沖積堆積階地，丘陵主要分布于區內南部及東部，沖積堆積階地主要分布于北部及中部等江河兩岸附近；其余范圍主要為侵蝕殘丘和山間盆地。地形起伏較大，自然地面標高最低處位于工作區北端，約20m，最高處位于工作區東南，約228m。地勢總體上是南高北低，東高西低。

產業園地層主要為泥盆系中—上統春灣組（D2-3ch）、泥盆系上統天子嶺組（D3t）、石炭系下統石磴子組（C1s）、石炭系下統測水組（C1c）、白堊系下統南山村組（K1n）和第四系（Q），其中石磴子組（C1s）及天子嶺組（D3t）。

產業園為蓮花山斷裂帶西斷裂束，褶皺、斷裂構造較為發育（圖1）。

3.可溶巖分布特征

通過對工作區地表調查、結合物探及鉆探手段，工作區內可溶巖主要為天子嶺組（D3t）灰巖和石磴子組（C1s）灰巖、大理巖，且均為隱伏可溶巖。

平面上天子嶺灰巖地表未見出露，隱伏于工作區南部第四系覆蓋區域，灰巖總體走向呈近東西向，除第四系覆蓋區外，該層多被風化剝蝕，直接裸露下伏春灣組砂、頁巖。石磴子組灰巖在工作區內地表未見出露，隱伏于中南部的測水組砂、頁巖之下，總體走向呈近東西向，受構造影響，隱伏于中南局部風化剝蝕后被第四系覆蓋（圖2）。

根據施工及收集資料統計，工作區內170個鉆孔：揭露灰巖鉆孔為26個，其中17個屬埋藏型，9個屬覆蓋型；26個孔均未揭露到土洞，17個孔揭露到溶洞，鉆孔見洞率65.4%，其中溶洞90處，多呈串珠狀溶洞。

垂向上從工作區鉆孔揭露的溶洞頂底板高程統計結果來看，溶洞頂板高程介于-29.56m～42.51m（圖3），多發育于測水組風化砂巖與灰巖接觸帶部位以及灰巖內部，溶洞高度介于0.1m～13.0m，溶洞充填狀態為32個未充填、60個半充填，2個全充填。

4.巖溶發育規律

（1）巖溶空間發育規律。灰巖面高程變化大，經統計灰巖面位于高程-12.18m～46.06m，溶洞頂板發育高程介于-29.56m～42.51m，17個揭露溶洞鉆孔中有6個揭露單層溶洞，11鉆孔揭露多層溶洞呈串珠狀，最多層有28層，溶洞高度介于0.2m～4.8m。溶洞頂底板見有明顯溶蝕現象，其中高程0m～5m段溶洞最為發育，溶洞多為未充填至半充填，溶洞充填物多為粉質黏土、圓礫或碎石土。

覆蓋型溶洞頂板高程介于-15.13m～42.51m，埋深介于5.70m～45.20m，溶洞高一般為0.10m～1.60m，個別發育高度為7.00m，其中高程5m～10m段溶洞最為發育埋藏型溶洞頂板高程介于-29.56m～35.73m，埋深介于10.04m～77.30m，溶洞高一般為0.10m～7.50m，個別溶洞13.0m，其中高程0m～ 5m溶洞最為發育。

（2）巖溶類型發育規律。可溶巖多屬泥盆系上統天子嶺組（D3t）灰巖、石炭系下統石磴子組（C1s）灰巖、大理巖。其兩種地層可溶巖均包含覆蓋型及埋藏型巖溶，根據鉆孔揭露數量統計，（D3t）灰巖中覆蓋型巖溶占25%，埋藏型巖溶占75%；（C1s）灰巖中覆蓋型巖溶占36%，埋藏巖溶占64%，兩可熔巖地層中埋藏型巖溶均大于覆蓋型巖溶均數量。

現有資料統計，石磴子組（C1s）可溶巖中見洞率為64%，平均巖溶率為11%；天子嶺組（D3t）可溶巖中見洞率為75%，平均巖溶率為26%，天子嶺組（D3t）灰巖內見洞率及巖溶率均大于石磴子組（C1s）灰巖。

（3）巖溶程度發育規律。結合地表調查及地層巖組分布情況，將圈定的可溶巖分布范圍分為兩個區進行評價，Ⅰ區為I2-4斷裂以北至測水組地層界線以南，主要為隱伏于測水組（C1c）下部石磴子組（C1s）的可溶巖；Ⅱ區為I2-4斷裂以南至可巖溶分布范圍界線，主要為隱伏于測水組地層南側第四系（Q）下部、春灣組（D2-3ch）上部的天子嶺組（D3t）可溶巖。兩種地層巖溶發育程度均為發育（表1）。

（4）巖溶與構造發育規律。由于工作區位于蓮花山斷裂帶影響范圍內，區內斷裂發育，斷層控制巖性分布，斷裂構造使巖層產生大量裂隙，為巖溶水活動和熔巖作用提供了極為有利的條件，工作區內斷裂大致呈北東向，巖溶分布發育受斷裂構造影響，大致與構造發育方向一致。

5.結論

（1）工作區地表未見裸露可溶巖，均為隱伏可溶巖，初步圈定50m以淺可溶巖分布范圍，主要分布于工作區南部第四系及測水組地層下部。（2）工作區內可溶巖多屬泥盆系上統天子嶺組（D3t）灰巖、石炭系下統石磴子組（C1s）灰巖，其兩種可溶巖地層均包含覆蓋型巖溶及埋藏型巖溶，巖溶發育程度均為發育。（3）工作區內斷裂大致呈北東向，其巖溶分布發育受斷裂構造影響，大致與構造發育方向一致。（4）建議石化產業規劃在工作區北部南山村組（K1n）地層范圍內，在工作區南部第四系（Q）及測水組（C1c）地層巖溶分布范圍不得建設石化產業，經過工程加固等措施處理后仍可建設管理研發區等相關配套產業，以及其他生態類產業。

參考文獻：

[1]袁道先.新形勢下我國巖溶研究面臨的機遇和挑戰[J].中國巖溶， 2009， 28（4）：4-6.

[2]雷明堂，蔣小珍.巖溶塌陷研究現狀、發展趨勢及其支撐技術方法[J].中國地質災害與防治學報， 1998， 9（3）：1-6.

[3]蒙彥，鄭小戰，雷明堂， et al.珠三角地區巖溶分布特征及發育規律[J].中國巖溶， 2019， 38（5）：746-751.

[4]江思義，吳福，劉慶超， et al.巖溶地區建設用地地質環境適宜性評價—以廣西桂林規劃中心城區為例[J].中國地質災害與防治學報， 2019， 30（6）：84-93.

[5]吳燕舞.巖溶地面塌陷穩定性分析[J].西部資源， 2019（06）：74-77.

[6]黃智國.巖溶地區樁基施工中的溶洞地基處理分析[J].西部資源， 2019（04）：97-98.

[7]劉云林，劉海敬.巖溶發育地區建筑基礎巖土勘察分析與探討[J].西部資源， 2018（04）：64-65.

[8]朱永珠，賀梓宸.中梁山某隧道工程巖溶發育規律及涌水量預測[J].西部資源， 2016（03）：153-155.