惠州市某产业园隐伏岩溶发育规律与选址依据

覃夏南 曾一芳

摘要：通过对工作区地表调查、物探、钻探及水文试验等手段，分析隐伏可溶岩分布及岩溶发育规律，为产业园工程选址提供依据，期望为今后类似项目的建设提供借鉴。工作区内南部可溶岩多属泥盆系上统天子岭组（D3t）灰岩、石炭系下统石磴子组（C1s）灰岩，其两种可溶岩地层均包含覆盖型岩溶及埋藏型岩溶，且岩溶极为发育，建议产业园工程选址避开岩溶发育范围，向工作区北部南山村（K1n）地层范围内建设相关产业。

关键词：产业园勘察；隐伏岩溶；发育规律；分布特征；工程选址

1.前言

随着社会发展，中国岩溶环境地质问题日益突出[1]，岩溶塌陷一直是中国南方岩溶地区存在的主要地质环境问题之一[2]。在隐伏可溶岩地区，溶洞难以探测，有时产生地面塌陷灾害，造成重大经济损失，危害人民的生命和财产安全。广东省惠州市某产业园南部第四系及测水组地层下部石磴子组灰岩中岩溶极为发育，且均为隐伏岩溶，大型项目建设可能产生岩溶环境地质问题，且岩溶地基对工程选址建设产生影响。因此，研究工程场地的岩溶发育控制作用显得尤为重要[3-4]。

工作区为不规则七边形，面积为90.3km2，产业园主要发展方向为新材料科技创新中心、现代化高端新材料产业基地。笔者通过基础地质及岩溶水文地质，结合工程勘探施工的170个钻孔、49条高密度电阻率法物探解译剖面及联合剖面线、15条浅层地震反射测线及13条地质雷达测线，分析岩溶发育规律的及可溶岩分布特征，为产业园工程选址提供依据。

2.自然地理及地质背景

工作区内地貌类型主要为丘陵及冲积堆积阶地，丘陵主要分布于区内南部及东部，冲积堆积阶地主要分布于北部及中部等江河两岸附近；其余范围主要为侵蚀残丘和山间盆地。地形起伏较大，自然地面标高最低处位于工作区北端，约20m，最高处位于工作区东南，约228m。地勢总体上是南高北低，东高西低。

产业园地层主要为泥盆系中—上统春湾组（D2-3ch）、泥盆系上统天子岭组（D3t）、石炭系下统石磴子组（C1s）、石炭系下统测水组（C1c）、白垩系下统南山村组（K1n）和第四系（Q），其中石磴子组（C1s）及天子岭组（D3t）。

产业园为莲花山断裂带西断裂束，褶皱、断裂构造较为发育（图1）。

3.可溶岩分布特征

通过对工作区地表调查、结合物探及钻探手段，工作区内可溶岩主要为天子岭组（D3t）灰岩和石磴子组（C1s）灰岩、大理岩，且均为隐伏可溶岩。

平面上天子岭灰岩地表未见出露，隐伏于工作区南部第四系覆盖区域，灰岩总体走向呈近东西向，除第四系覆盖区外，该层多被风化剥蚀，直接裸露下伏春湾组砂、页岩。石磴子组灰岩在工作区内地表未见出露，隐伏于中南部的测水组砂、页岩之下，总体走向呈近东西向，受构造影响，隐伏于中南局部风化剥蚀后被第四系覆盖（图2）。

根据施工及收集资料统计，工作区内170个钻孔：揭露灰岩钻孔为26个，其中17个属埋藏型，9个属覆盖型；26个孔均未揭露到土洞，17个孔揭露到溶洞，钻孔见洞率65.4%，其中溶洞90处，多呈串珠状溶洞。

垂向上从工作区钻孔揭露的溶洞顶底板高程统计结果来看，溶洞顶板高程介于-29.56m～42.51m（图3），多发育于测水组风化砂岩与灰岩接触带部位以及灰岩内部，溶洞高度介于0.1m～13.0m，溶洞充填状态为32个未充填、60个半充填，2个全充填。

4.岩溶发育规律

（1）岩溶空间发育规律。灰岩面高程变化大，经统计灰岩面位于高程-12.18m～46.06m，溶洞顶板发育高程介于-29.56m～42.51m，17个揭露溶洞钻孔中有6个揭露单层溶洞，11钻孔揭露多层溶洞呈串珠状，最多层有28层，溶洞高度介于0.2m～4.8m。溶洞顶底板见有明显溶蚀现象，其中高程0m～5m段溶洞最为发育，溶洞多为未充填至半充填，溶洞充填物多为粉质黏土、圆砾或碎石土。

覆盖型溶洞顶板高程介于-15.13m～42.51m，埋深介于5.70m～45.20m，溶洞高一般为0.10m～1.60m，个别发育高度为7.00m，其中高程5m～10m段溶洞最为发育埋藏型溶洞顶板高程介于-29.56m～35.73m，埋深介于10.04m～77.30m，溶洞高一般为0.10m～7.50m，个别溶洞13.0m，其中高程0m～ 5m溶洞最为发育。

（2）岩溶类型发育规律。可溶岩多属泥盆系上统天子岭组（D3t）灰岩、石炭系下统石磴子组（C1s）灰岩、大理岩。其两种地层可溶岩均包含覆盖型及埋藏型岩溶，根据钻孔揭露数量统计，（D3t）灰岩中覆盖型岩溶占25%，埋藏型岩溶占75%；（C1s）灰岩中覆盖型岩溶占36%，埋藏岩溶占64%，两可熔岩地层中埋藏型岩溶均大于覆盖型岩溶均数量。

现有资料统计，石磴子组（C1s）可溶岩中见洞率为64%，平均岩溶率为11%；天子岭组（D3t）可溶岩中见洞率为75%，平均岩溶率为26%，天子岭组（D3t）灰岩内见洞率及岩溶率均大于石磴子组（C1s）灰岩。

（3）岩溶程度发育规律。结合地表调查及地层岩组分布情况，将圈定的可溶岩分布范围分为两个区进行评价，Ⅰ区为I2-4断裂以北至测水组地层界线以南，主要为隐伏于测水组（C1c）下部石磴子组（C1s）的可溶岩；Ⅱ区为I2-4断裂以南至可岩溶分布范围界线，主要为隐伏于测水组地层南侧第四系（Q）下部、春湾组（D2-3ch）上部的天子岭组（D3t）可溶岩。两种地层岩溶发育程度均为发育（表1）。

（4）岩溶与构造发育规律。由于工作区位于莲花山断裂带影响范围内，区内断裂发育，断层控制岩性分布，断裂构造使岩层产生大量裂隙，为岩溶水活动和熔岩作用提供了极为有利的条件，工作区内断裂大致呈北东向，岩溶分布发育受断裂构造影响，大致与构造发育方向一致。

5.结论

（1）工作区地表未见裸露可溶岩，均为隐伏可溶岩，初步圈定50m以浅可溶岩分布范围，主要分布于工作区南部第四系及测水组地层下部。（2）工作区内可溶岩多属泥盆系上统天子岭组（D3t）灰岩、石炭系下统石磴子组（C1s）灰岩，其两种可溶岩地层均包含覆盖型岩溶及埋藏型岩溶，岩溶发育程度均为发育。（3）工作区内断裂大致呈北东向，其岩溶分布发育受断裂构造影响，大致与构造发育方向一致。（4）建议石化产业规划在工作区北部南山村组（K1n）地层范围内，在工作区南部第四系（Q）及测水组（C1c）地层岩溶分布范围不得建设石化产业，经过工程加固等措施处理后仍可建设管理研发区等相关配套产业，以及其他生态类产业。

参考文献：

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[2]雷明堂，蒋小珍.岩溶塌陷研究现状、发展趋势及其支撑技术方法[J].中国地质灾害与防治学报， 1998， 9（3）：1-6.

[3]蒙彦，郑小战，雷明堂， et al.珠三角地区岩溶分布特征及发育规律[J].中国岩溶， 2019， 38（5）：746-751.

[4]江思義，吴福，刘庆超， et al.岩溶地区建设用地地质环境适宜性评价—以广西桂林规划中心城区为例[J].中国地质灾害与防治学报， 2019， 30（6）：84-93.

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