惠州市某產(chǎn)業(yè)園隱伏巖溶發(fā)育規(guī)律與選址依據(jù)

覃夏南 曾一芳

摘要：通過(guò)對(duì)工作區(qū)地表調(diào)查、物探、鉆探及水文試驗(yàn)等手段，分析隱伏可溶巖分布及巖溶發(fā)育規(guī)律，為產(chǎn)業(yè)園工程選址提供依據(jù)，期望為今后類似項(xiàng)目的建設(shè)提供借鑒。工作區(qū)內(nèi)南部可溶巖多屬泥盆系上統(tǒng)天子嶺組（D3t）灰?guī)r、石炭系下統(tǒng)石磴子組（C1s）灰?guī)r，其兩種可溶巖地層均包含覆蓋型巖溶及埋藏型巖溶，且?guī)r溶極為發(fā)育，建議產(chǎn)業(yè)園工程選址避開(kāi)巖溶發(fā)育范圍，向工作區(qū)北部南山村（K1n）地層范圍內(nèi)建設(shè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)業(yè)園勘察；隱伏巖溶；發(fā)育規(guī)律；分布特征；工程選址

1.前言

隨著社會(huì)發(fā)展，中國(guó)巖溶環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題日益突出[1]，巖溶塌陷一直是中國(guó)南方巖溶地區(qū)存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題之一[2]。在隱伏可溶巖地區(qū)，溶洞難以探測(cè)，有時(shí)產(chǎn)生地面塌陷災(zāi)害，造成重大經(jīng)濟(jì)損失，危害人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。廣東省惠州市某產(chǎn)業(yè)園南部第四系及測(cè)水組地層下部石磴子組灰?guī)r中巖溶極為發(fā)育，且均為隱伏巖溶，大型項(xiàng)目建設(shè)可能產(chǎn)生巖溶環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，且?guī)r溶地基對(duì)工程選址建設(shè)產(chǎn)生影響。因此，研究工程場(chǎng)地的巖溶發(fā)育控制作用顯得尤為重要[3-4]。

工作區(qū)為不規(guī)則七邊形，面積為90.3km2，產(chǎn)業(yè)園主要發(fā)展方向?yàn)樾虏牧峡萍紕?chuàng)新中心、現(xiàn)代化高端新材料產(chǎn)業(yè)基地。筆者通過(guò)基礎(chǔ)地質(zhì)及巖溶水文地質(zhì)，結(jié)合工程勘探施工的170個(gè)鉆孔、49條高密度電阻率法物探解譯剖面及聯(lián)合剖面線、15條淺層地震反射測(cè)線及13條地質(zhì)雷達(dá)測(cè)線，分析巖溶發(fā)育規(guī)律的及可溶巖分布特征，為產(chǎn)業(yè)園工程選址提供依據(jù)。

2.自然地理及地質(zhì)背景

工作區(qū)內(nèi)地貌類型主要為丘陵及沖積堆積階地，丘陵主要分布于區(qū)內(nèi)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(biāo)高最低處位于工作區(qū)北端，約20m，最高處位于工作區(qū)東南，約228m。地勢(shì)總體上是南高北低，東高西低。

產(chǎn)業(yè)園地層主要為泥盆系中—上統(tǒng)春灣組（D2-3ch）、泥盆系上統(tǒng)天子嶺組（D3t）、石炭系下統(tǒng)石磴子組（C1s）、石炭系下統(tǒng)測(cè)水組（C1c）、白堊系下統(tǒng)南山村組（K1n）和第四系（Q），其中石磴子組（C1s）及天子嶺組（D3t）。

產(chǎn)業(yè)園為蓮花山斷裂帶西斷裂束，褶皺、斷裂構(gòu)造較為發(fā)育（圖1）。

3.可溶巖分布特征

通過(guò)對(duì)工作區(qū)地表調(diào)查、結(jié)合物探及鉆探手段，工作區(qū)內(nèi)可溶巖主要為天子嶺組（D3t）灰?guī)r和石磴子組（C1s）灰?guī)r、大理巖，且均為隱伏可溶巖。

平面上天子嶺灰?guī)r地表未見(jiàn)出露，隱伏于工作區(qū)南部第四系覆蓋區(qū)域，灰?guī)r總體走向呈近東西向，除第四系覆蓋區(qū)外，該層多被風(fēng)化剝蝕，直接裸露下伏春灣組砂、頁(yè)巖。石磴子組灰?guī)r在工作區(qū)內(nèi)地表未見(jiàn)出露，隱伏于中南部的測(cè)水組砂、頁(yè)巖之下，總體走向呈近東西向，受構(gòu)造影響，隱伏于中南局部風(fēng)化剝蝕后被第四系覆蓋（圖2）。

根據(jù)施工及收集資料統(tǒng)計(jì)，工作區(qū)內(nèi)170個(gè)鉆孔：揭露灰?guī)r鉆孔為26個(gè)，其中17個(gè)屬埋藏型，9個(gè)屬覆蓋型；26個(gè)孔均未揭露到土洞，17個(gè)孔揭露到溶洞，鉆孔見(jiàn)洞率65.4%，其中溶洞90處，多呈串珠狀溶洞。

垂向上從工作區(qū)鉆孔揭露的溶洞頂?shù)装甯叱探y(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，溶洞頂板高程介于-29.56m～42.51m（圖3），多發(fā)育于測(cè)水組風(fēng)化砂巖與灰?guī)r接觸帶部位以及灰?guī)r內(nèi)部，溶洞高度介于0.1m～13.0m，溶洞充填狀態(tài)為32個(gè)未充填、60個(gè)半充填，2個(gè)全充填。

4.巖溶發(fā)育規(guī)律

（1）巖溶空間發(fā)育規(guī)律。灰?guī)r面高程變化大，經(jīng)統(tǒng)計(jì)灰?guī)r面位于高程-12.18m～46.06m，溶洞頂板發(fā)育高程介于-29.56m～42.51m，17個(gè)揭露溶洞鉆孔中有6個(gè)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?shù)装逡?jiàn)有明顯溶蝕現(xiàn)象，其中高程0m～5m段溶洞最為發(fā)育，溶洞多為未充填至半充填，溶洞充填物多為粉質(zhì)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(gè)別發(fā)育高度為7.00m，其中高程5m～10m段溶洞最為發(fā)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(gè)別溶洞13.0m，其中高程0m～ 5m溶洞最為發(fā)育。

（2）巖溶類型發(fā)育規(guī)律。可溶巖多屬泥盆系上統(tǒng)天子嶺組（D3t）灰?guī)r、石炭系下統(tǒng)石磴子組（C1s）灰?guī)r、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(jù)鉆孔揭露數(shù)量統(tǒng)計(jì)，（D3t）灰?guī)r中覆蓋型巖溶占25%，埋藏型巖溶占75%；（C1s）灰?guī)r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(shù)量。

現(xiàn)有資料統(tǒng)計(jì)，石磴子組（C1s）可溶巖中見(jiàn)洞率為64%，平均巖溶率為11%；天子嶺組（D3t）可溶巖中見(jiàn)洞率為75%，平均巖溶率為26%，天子嶺組（D3t）灰?guī)r內(nèi)見(jiàn)洞率及巖溶率均大于石磴子組（C1s）灰?guī)r。

（3）巖溶程度發(fā)育規(guī)律。結(jié)合地表調(diào)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(gè)區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)，Ⅰ區(qū)為I2-4斷裂以北至測(cè)水組地層界線以南，主要為隱伏于測(cè)水組（C1c）下部石磴子組（C1s）的可溶巖；Ⅱ區(qū)為I2-4斷裂以南至可巖溶分布范圍界線，主要為隱伏于測(cè)水組地層南側(cè)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(fā)育程度均為發(fā)育（表1）。

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

5.結(jié)論

（1）工作區(qū)地表未見(jiàn)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(qū)南部第四系及測(cè)水組地層下部。（2）工作區(qū)內(nèi)可溶巖多屬泥盆系上統(tǒng)天子嶺組（D3t）灰?guī)r、石炭系下統(tǒng)石磴子組（C1s）灰?guī)r，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(fā)育程度均為發(fā)育。（3）工作區(qū)內(nèi)斷裂大致呈北東向，其巖溶分布發(fā)育受斷裂構(gòu)造影響，大致與構(gòu)造發(fā)育方向一致。（4）建議石化產(chǎn)業(yè)規(guī)劃在工作區(qū)北部南山村組（K1n）地層范圍內(nèi)，在工作區(qū)南部第四系（Q）及測(cè)水組（C1c）地層巖溶分布范圍不得建設(shè)石化產(chǎn)業(yè)，經(jīng)過(guò)工程加固等措施處理后仍可建設(shè)管理研發(fā)區(qū)等相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)，以及其他生態(tài)類產(chǎn)業(yè)。

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