Characteristics and spatial-temporal distribution law of karst collapse in Sanzhou basin in Gaoming District of Foshan City, Guangdong Province
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摘要: 以佛山市高明区三洲盆地作为研究区，在系统收集区内区域地质、构造、工程、水文、环境、历史灾害等基础上，通过野外走访调查，查明了研究区岩溶塌陷发育特征，并对其时空分布规律进行了分析。结果表明：（1）区内岩溶塌陷规模以小型为主，其平面形态以圆形、似圆形为主，其剖面形态以漏斗状居多，并且剖面形态随覆盖层厚度增大总体呈现由圆柱状—坛状—漏斗状—碟状的变化规律；（2）空间上岩溶塌陷的分布受地层岩性、地质构造、覆盖层厚度及结构、地下水迳流和人类工程活动等影响；（3）时间上人为塌陷的发生主要与采矿活动和钻探施工时间关系密切，而自然塌陷主要发生在每年旱涝交替期间（即3—4月份）。Abstract: Sanzhou basin in Gaoming District of Foshan City is selected as the research area. data of regional geology, geological structure, engineering geology, hydrogeology, environmental geology and historical geological disasters in the study area are collected systematically, the characteristics of karst collapse are found out through field investigation. And the spatial-temporal distribution law is analyzed. The results show that: (1)The scale of karst collapse is mainly small, its plane shape features are mainly circular and quasi circular, and its profile shape features are mainly funnel-shaped. With the increase of the overburden thickness, the profile shape features of karst collapse generally change from circular-shape to jar-shape to funnel-shape and then to disc-shape. (2)The spatial distribution of karst collapse is affected by stratum lithology, geological structure, overburden thickness and its structure, groundwater runoff and human engineering activities. (3)The temporal distribution of man-made karst collapse is closely related to mining activity and drilling construction. The temporal distribution of karst collapse induced by nature is mainly during the alternate period of drought and flood (especially from March to April).
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图 1 研究区地质图（据1∶50万广东省地质图修编）
1—第四系海陆交互相沉积层；2—古近系华涌组；3—古近系宝月组；4—白垩系三水组；5—侏罗系金鸡组；6—三叠系小坪组；7—石炭系测水组；8—石炭系石磴子组；9-—石炭系大赛坝组；10—泥盆系天子岭组；11—石炭-泥盆系帽子峰组；12—泥盆系春湾组；13—泥盆系老虎头组；14—泥盆系杨溪组；15—寒武系水石组；16—寒武系高滩组；17—寒武系牛角河组；18—南华系活道组；19—南华系大绀山组；20—侏罗系二长花岗岩；21—三叠系二长花岗岩；22—三叠系花岗闪长岩；23—二叠系二长花岗岩；24—志留系二长花岗岩；25—三洲盆地范围；26—地质界线；27—断层；28—向斜轴部；29—岩溶塌陷点及编号；30—地下水径流方向
Figure 1. Geological map of the study area（According to 1∶50000 geological map revision of Guangdong Province）
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图 3 研究区岩溶塌陷剖面形态特征与覆盖层厚度关系图
Figure 3. he relationship between the profile morphological characteristic and the overburden thickness
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图 4 研究区岩溶塌陷发生数量与覆盖层厚度关系图
Figure 4. The relationship between the number of karst collapse and the overburden thickness in the study area
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图 5 研究区人为诱发的岩溶塌陷数量与时间关系图
Figure 5. The relationship between the quantity of karst collapse and time of induced by human activities in the study area
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图 6 研究区自然诱发的岩溶塌陷数量与时间关系图
Figure 6. The relationship between the natural karst collapse quantity and time in the study area
表 1 研究区岩溶塌陷基本特征表
Table 1 Basic characteristics of karst collapse in the study area
序号 编号 位置 发灾日期 规模/（m×m×m） 形态 覆盖层/m 诱因 长 宽 深 （平面/剖面） 厚度 结构 1 TX1 富湾李家村开田北侧 2005-04-25 22.5 22 7 似圆形/漏斗状 28.00 双层 自然 2 TX2 富湾西安河内 直径：5 4 圆形/未知* 26.80 双层 自然 3 TX3 富湾李家村开田东侧 直径：4.6 7 圆形/漏斗状 26.80 双层 自然 4 TX4 富湾李家村开田北东侧 2005-05-08 18 15 7 似圆形/漏斗状 26.80 双层 自然 5 TX5 富湾李家村开田东南鱼塘底 直径：3.7 0.8 圆形/碟状 24.40 多层 自然 6 TX6 富湾西安河内 2006-03-10
干鱼塘时发现10 6 3.5 似圆形/未知* 26.80 双层 自然 7 TX7 直径：5 3.2 圆形/未知* 29.90 双层 自然 8 TX8 直径：4 3.0 圆形/未知* 27.60 多层 自然 9 TX9 0.8 1 1.0 长条形/未知* 33.50 双层 自然 10 TX10 0.8 1 1.0 长条形/未知* 31.50 多层 自然 11 TX11 富湾关家村南侧 2005-11-14 直径：14 — 似圆形/碟状 37.00 多层 钻探 12 TX12 富湾安华路中部 2011-01-13 直径：30 4~5 似圆形/碟状 41.90 多层 钻探 13 TX13 富湾安华路北侧（6）号楼旁 2011-01-13 直径：15 1~2 圆形/碟状 31.50 多层 钻探 14 TX14 富湾安华路北侧 2011年1月 直径：2 0.5 似圆形/碟状 42.00 多层 钻探 15 TX15 富湾官棠村东侧甘蔗地内 1991-08-17 4.6 4 5 长条形/未知* 25.50 多层 钻探 16 TX16 荷城街道纪念中学升旗广场 2012-09-30 直径：20 0.2 圆形/碟状 43.80 多层 钻探 17 TX17 荷城街道纪念中学足球场 2012-09-10 直径：25 1.5 圆形/碟状 43.80 多层 钻探 18 TX18 荷城街道沧江路跨线桥处 2008-03-06 直径：3.2 3 似圆形/漏斗状 35.70 多层 钻探 19 TX19 富湾佛山监狱门口 2011-01-09 直径：4 1.5 似圆形/坛状 30.20 多层 钻探 20 TX20 富湾佛山监狱门口以东西江河床 2011-01-09发现 直径：3.2 3 圆形/未知* 30.20 多层 自然 21 TX21 明城西部滃江村西侧田间 2012-04-28 3.7 3.3 3 似圆形/漏斗状 11.90 多层 采矿抽水 22 TX22 明城西部洞心村村口田间 2003-03-19 直径：4 1.65 圆形/漏斗状 11.90 单层 采矿抽水 23 TX23 明城西部洞心村村口民房旁 2002年10月 直径：2 1.5 圆形/漏斗状 11.90 单层 采矿抽水 24 TX24 明城西部三桠村东侧田间 2010-05-21 4 2 圆形/漏斗状 10.90 多层 采矿抽水 25 TX25 明城西部三桠村东侧水泥路 2010-06-13 10.5 7.3 2.8 长条形/坛状 10.90 多层 采矿抽水 26 TX26 明城西部三桠村东南侧田间 2010-06-20 直径：3 — 圆形/漏斗状 10.90 多层 采矿抽水 27 TX27 明城西部黎山村东侧水泥路 2010年7月 直径：4 2 圆形/坛状 10.90 多层 采矿抽水 28 TX28 明城西部三桠村东侧 2010-08-19 直径：4 1.2 圆形/坛状 10.90 多层 采矿抽水 29 TX29 明城西部三桠村南东侧 2011年5月 3 2 1.5 椭圆形/坛状 10.90 多层 采矿抽水 30 TX30 明城西部黎山村南侧田间 2011-09-16 直径：2 1.2 圆形/坛状 10.90 多层 采矿抽水 31 TX31 明城西部黎山村东侧 2012-03-05 直径：1.5 0.8 圆形/漏斗状 10.90 多层 采矿抽水 32 TX32 明城西部朗心村北侧鱼塘边 2011-06-23 5.5 4 2.5 椭圆形/漏斗状 10.90 单层 采矿抽水 33 TX33 明城西部下高朗东侧田间 2012-01-07 直径：2 6 圆形/圆柱状 5.00 双层 采矿抽水 34 TX34 明城西部巷口村西侧田间 2009-09-16 直径：2 1.2 圆形/未知* 12.50 单层 采矿抽水 35 TX35 明城西部朗心村南侧田间 2002-10-18 直径：2 1 圆形/漏斗状 11.90 单层 采矿抽水 36 TX36 明城西部鲤江村南侧田间 2012-06-25 直径：2 1.1 圆形/漏斗状 11.90 双层 采矿抽水 37 TX37 明城东部八达园大酒店东侧 2008-06-29 4.6 3.8 2 似圆形/漏斗状 28.60 单层 自然 38 TX38 明城北部新岗陈村南侧 2008-10-16 3 2.6 1.1 似圆形/圆柱状 11.60 单层 自然 39 TX39 明城谭朗村委海涌村西北侧 2016-10-11 7.5 4.3 1.8 椭圆形/坛状 8.00 单层 养殖抽水 注：未知*指的是因缺资料查证导致未知。 
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表 2 研究区金鸡组地层中岩溶塌陷点岩土体特征表
Table 2 soil Characteristics of karst collapse in Jinji group in the study area
塌陷编号 塌陷点岩土体特征 TX1 ①覆盖层土体自上而下分别为：粉质黏土（3.90 m）、粉土（5.30 m）、细砂（17.30 m）、残坡积土（1.50 m）；②下伏基岩为金鸡组角砾状灰岩 TX2 ①覆盖层土体自上而下分别为：粉质黏土（3.80 m）、含淤质粉土（2.70 m）、细砂（17.00 m）、砾砂（0.90 m）、残坡积土（2.40 m）；②下伏基岩为金鸡组角砾状灰岩 TX3 ①覆盖层土体自上而下分别为：粉质黏土（3.90 m）、粉砂（11.10 m）、粉质黏土（2.20 m）、残坡积土（9.60 m）；②下伏基岩为金鸡组角砾状灰岩 TX4 ①覆盖层土体自上而下分别为：粉质黏土（3.90 m）、粉砂（11.10 m）、粉质黏土（2.20 m）、残坡积土（9.60 m）；②下伏基岩为金鸡组角砾状灰岩 TX5 ①覆盖层土体自上而下分别为：粉质黏土（3.90 m）、淤泥质土（6.40 m）、粉砂（4.20 m）、细砂（0.90 m）、粉土（1.80 m）、残坡积土（7.20 m）；②下伏基岩为金鸡组角砾状灰岩 TX6 ①覆盖层土体自上而下分别为：粉质黏土（3.80 m）、含淤质粉土（2.70 m）、细砂（17.00 m）、砾砂（0.90 m）、残坡积土（2.40 m）；②下伏基岩为金鸡组角砾状灰岩 TX7 ①覆盖层土体自上而下分别为：粉质黏土（2.60 m）、淤质粉土（3.40 m）、细砂（8.60 m）、粉砂（3.90 m）、残坡积土（11.40 m）；②下伏基岩为金鸡组角砾状灰岩 TX8 ①覆盖层土体自上而下分别为：粉土（1.60 m）、粉砂（2.00 m）、淤泥质土（9.90 m）细砂（5.00 m）、粉质黏土（4.90 m）、残坡积土（4.20 m）；②下伏基岩为金鸡组角砾状灰岩 TX9 ①覆盖层土体自上而下分别为：粉质黏土（5.20 m）、淤泥（1.80 m）、粉细砂（8.80 m）、淤泥质土（13.00 m）、粉细砂（4.70 m）；②下伏基岩为金鸡组角砾状灰岩 TX10 ①覆盖层土体自上而下分别为：粉土（2.20 m）、细砂（3.50 m）、粉砂（1.70 m）、细砂（1.90 m）、淤泥质土（12.20 m）、淤质粉土（1.50 m）、细砂（7.00 m）、残坡积土（1.50 m）；②下伏基岩为金鸡组角砾状灰岩 TX11 ①覆盖层土体自上而下分别为：粉质黏土（6.70 m）、粉土（2.40 m）、细砂（9.40 m）、淤泥质土（0.90 m）、细砂（2.20 m）、粉质黏土（1.60 m）、粉土（3.80 m）、残坡积土（10.00 m）；②下伏基岩为金鸡组角砾状灰岩 TX12 ①覆盖层土体自上而下分别为：人工填土（1.80 m）、粉质黏土（1.50 m）、淤泥（7.20 m）、粗砂（13.10 m）、中砂（18.30 m）；②下伏基岩为金鸡组角砾状灰岩 TX13 ①覆盖层土体自上而下分别为：人工填土（4.00 m）、粉质黏土（0.80 m）、淤泥（7.00 m）、中砂（5.40 m）、淤泥（9.00 m）、中砂（5.30 m）；②下伏基岩为金鸡组角砾状灰岩 TX14 ①覆盖层土体自上而下分别为：人工填土（3.70 m）、淤泥（4.50 m）、粉砂（1.80 m）、淤泥（3.80 m）、粉砂（4.80 m）、中砂（13.70 m）、粉砂（9.70 m）；②下伏基岩为金鸡组角砾状灰岩 TX18 ①覆盖层土体自上而下分别为：人工填土（7.50 m）、粉质黏土（5.50 m）、淤泥质土（5.00 m）、粉砂（2.80 m）、粗砂（3.20 m）、粉土（1.00 m）、粗砂（0.50 m）；②下伏基岩为金鸡组角砾状灰岩 TX19 ①覆盖层土体自上而下分别为：人工填土（9.50 m）、粉质黏土（1.40 m）、含砂粉土（2.50 m）、中砂（0.40 m）、粉土（0.70 m）、含砂粉土
（3.00 m）、粉质黏土（5.30 m）、粉土（3.20 m）、粗砂（4.20 m）；②下伏基岩为金鸡组角砾状灰岩TX20 ①覆盖层土体自上而下分别为：人工填土（9.50 m）、粉质黏土（1.40 m）、含砂粉土（2.50 m）、中砂（0.40 m）、粉土（0.70 m）、含砂粉土
（3.00 m）、粉质黏土（5.30 m）、粉土（3.20 m）、粗砂（4.20 m）；②下伏基岩为金鸡组角砾状灰岩
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表 3 研究区不同时段岩溶塌陷发生频数表
Table 3 Frequency of karst collapse in different periods in the study area
时段 岩溶塌陷发生次数/处 总数 自然塌陷 人为塌陷 1995年以前 1 1 — 1995—2000年 0 — — 2000—2005年 9 5 4 2005—2010年 14 6 8 2010—2013年 14 1 13 2013年以后 1 — 1
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