山东省泰莱盆地岩溶塌陷发育特征及形成机理

第３４卷第５期　中　国　岩　溶　ＣＡＲＳ０Ｌ（）ＧＩＣＡ　ＳＩＮＩＣＡ　Ｖｏ１．３４　ＮＯ．５　Ｏｃｔ．２Ｏ１５　２Ｏｌ５年１Ｏ月　王延岭，陈伟清，蒋小珍，等．山东省泰莱盆地岩溶塌陷发育特征及形成机理ＥＪ］．中国岩溶，２Ｏｌ５，３４（５）：４９５—５０６　ＤＯＩ：ｉｏ．ｉ１９３２／ｋａｒｓｔ２０Ｉ５０５ｙ０ｉ　山东省泰菜盆地岩溶塌陷发育特征及形成机理　王延岭　，陈伟清　，蒋小珍　，管振德　（１．山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队，山东泰安２７ｉｏ０ｏ；　２．中国地质科学院岩溶地质研究所／中国地质科学院岩溶塌陷防治重点实验室，广西桂林５４１００４）　摘　要：泰莱盆地位于山东省中部，截止２Ｏｌ３年底，盆地内共发生有记录岩溶塌陷９７处，Ｉ６ｉ点次，严重威胁　人民生命财产安全。文章在总结前人研究基础上，结合最新调查、监测成果，研究了泰莱盆地岩溶塌陷的分布　特征、地质结构模式及其形成机理。结果表明：盆地内岩溶塌陷点多集中分布于岩溶地下水降落漏斗及其影　响范围内；塌陷点分布受构造控制明显；塌陷区第四系厚度一般小于３０　ｍ，下伏基岩主要为奥陶纪灰岩；８０　以上的塌陷集中发生于汛期。根据岩溶塌陷点土层结构、地下水动力条件的不同，建立了３种岩溶塌陷的基　本地质模式：单层、双层和多层结构土层岩溶塌陷，其中单层结构土层岩溶塌陷的形成历经“真空吸蚀一崩解　剥落一塌陷”３个阶段；双层土层结构岩溶塌陷形成演化过程可概括为“渗透变形一崩解垮塌一塌陷”或“真空　吸蚀一渗透变形　塌陷”３个阶段；多层结构土层岩溶塌陷历经“真空吸蚀一渗透变形一崩解垮塌一塌陷”４个　阶段。　关键词：泰莱盆地；岩溶塌陷；地质模式；机理　中图分类号ｌＰ６４２．２６；ＸＩ４ｉ　文献标识码：Ａ　文章编号：１ＯＯ１—４８１０（２０Ｉ５）Ｏ５一Ｏ４９５一ｉ２　０　引　言　南于岩溶塌陷成因复杂，影响因素众多，且具有　隐伏性、突发性的特点，使得对塌陷发育机理研究一　直处于探索阶段。目前，对岩溶塌陷机理的研究主要　着眼于定性分析　］、定量分析［：ｊ　］、实验验证［５－７３三　个方面。岩溶塌陷群主要分布在水源地、矿山疏干　的形成机理；高宗军Ｅ　将岩溶塌陷归结为力学失衡问　题，并进而提出土体坍塌、岩体坍塌造成的两种岩溶　地面塌陷成因模式；王滨等　以泰安羊娄岩溶塌陷为　例，从力学机制角度分析此次塌陷的成因。前人进行　的诸多研究往往是基于造成塌陷的某个单一因素进　行，而岩溶地面塌陷的产生往往是多个因素叠加影响　的结果，某一因素仅是在特定的条件下占据主导地　位，其根本原因仍在于水动力条件的改变及塌陷主体　（覆盖层）的特征。水动力条件变化引发土体塌陷（形　成土洞）主要包括４种力学效应：一是由于孔隙水下　渗补给岩溶水产生的渗透变形效应；二是由于岩溶水　位快速下降或上升产生的真空负压效应；三是由于水　位下降使土颗粒所受浮托力丧失；四是岩溶水位反复　升降使土体产生崩解。　本文在总结前人研究的基础上，结合“山东省国　区，此外，重大市政工程施工中出现的突水涌砂问题　也会导致地面塌陷群　］。泰莱盆地位于山东省中部，　盆地内岩溶塌陷地质灾害发展历史长，发育规模和密　度日趋严重，曾造成重大经济损失和社会影响Ｅ９　。　许多专家、学者及工程技术人员对泰莱盆地内的　典型灾害点进行了研究与探讨。王淑彦…】　从第四系　地层特征、浅层岩溶、潜水一岩溶水水力联系角度出　发对泰安铁路路基塌陷机理进行探讨；高宗军［２　从地　下水动态与地质环境监测角度讨论了泰安岩溶塌陷　土资源厅地质勘查项目（编号：鲁勘字Ｅ２ｏｉ１３　１０９　基金项目：山东省国土资源厅地质勘查项目（编号：鲁勘字［２ｏ１１］１Ｏ９号）；周土资源部公益性行业科研专项经费项目（２０１２ｉ１０８３）；国家青年自然　科学基金资助项目（４１３０２２８８）　第一作者简介：王延岭（１９７８一），男，工程师，主要从事水工环地质工作。Ｅ　ｍａｉｌ：ｓｄｄｋｗｙｌ＠１６３．ｃｏｒｎ。　收稿日期：２０Ｉ４一１０—０１　４９６　中国岩溶　号）”的最新调查、监测成果，研究分析了泰莱盆地的　岩溶类型、岩溶塌陷的特征及形成机理。　一元结构模式、二元结构模式、三元及多元结构模式。　研究区在大地构造单元上属鲁西台背斜，其基底　１．２地质构造特征　１研究区地质背景　１．１地层岩性　由泰山群变质岩构成，由于构造作用，基底强烈折曲　并产生断裂。古生界盖层发育，大部分成倾角平缓的　单斜构造覆盖于基底边缘和北侧，也有平缓的向斜或　背斜（图１）。区内莱芜弧形大断裂，由内、外弧形断　研究区地层出露较全，自太古界、古生界、中生界　至新生界地层均有出露。碳酸盐岩地层岩石主要为　下古生界寒武系、奥陶系灰岩。灰岩岩溶发育，连通　性好，最大线岩溶率接近１４　＿２］。　研究区第四系主要是冲、洪积相的粉质粘土、粘质　裂组成，均为高角度正断层，形成泰山与徂徕山山间　盆地，南、北两侧为片麻岩构成上升盘，山间盆地由　中、新生界地层构成下降盘，断层面倾向南，由于断裂　两盘互相牵引，尚夹有古生界地块。区内褶皱、断裂　砂土和砂砾石层。主要分布在山前、河流两侧及盆地　中部。其厚度变化大，在１～５０　Ｉ＂／２之间，总的趋势是从　十分发育，不但控制了岩溶的空间分布、厚度、埋藏条　件，而且是岩溶发育强弱的重要条件，控制了区内岩　东北向西南渐薄。根据土层结构类型的不同，可分为　溶发育的方向。　图１泰莱盆地构造体系图　１．３水文地质特征　１．４碳酸盐岩分布格局　地层岩性决定了地下水的赋存空间，根据本区出　露的地层，将本区地下水划分为４大类：松散岩类孔　隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水、　碳酸盐岩类广泛分布于泰莱盆地内，根据其埋藏　条件的不同，将研究区划分为３类岩溶区：裸露型岩　溶区、覆盖型岩溶区、埋藏型岩溶区。裸露型岩溶区　是指碳酸盐岩出露地表，局部土层厚度小于１　ＩＩ１的　基岩裂隙水（图２）。寒武一奥陶系灰岩广泛分布在　盆地内，其中在盆地中部、南部及北部部分地区隐伏　于第四系之下或裸露于地表，岩溶发育，有利于大气　降水和山间溪流地表水、砂砾石层孔隙水垂直渗入和　基岩裂隙水侧渗，地下水补给来源充沛。地下水流向　受地形及基岩裂隙、岩溶发育程度的控制，总体由盆　地的北、东、南向盆地中部及西部汇流。岩溶水的主　要排泄途径为人工开采和侧向径流。　区域。覆盖型岩溶区指下伏为碳酸盐岩，上伏第四　系，厚度在１　ＦＩＸ以上的区域；埋藏型岩溶区为下伏碳　酸盐岩的上部有厚度不等的古近系或白垩系非可溶　岩及第四系。　区内岩溶区分布见图３，其中，埋藏型岩溶区面　积最大，达６５２．４１　ｋｍ。；覆盖型岩溶区、裸露型岩溶　区面积分别为２２２．４　ｋｍ　、３１８．１４　ｋｍ　。　４９８　中国岩溶　图４　泰莱盆地岩溶塌陷分布图　Ｆｉｇ．４　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｋａｒｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅｓ　ｉｎ　Ｔａｉｌａｉ　Ｂａｓｉｎ　泰莱盆地岩溶塌陷灾害的发生与塌陷区的地质　环境条件密切相关，具有以下发育规律：　安城区訾家灌庄，旧县水源地等塌陷区的塌陷点多沿　构造方向呈带状分布。对研究区９７处主要岩溶塌陷　点，按距离构造带（主要为断裂带）两侧１００　ｍ、３００　ｍ　和５００　ｍ范围分别进行统计（图５），结果显示距离断　裂＜１Ｏ０　ｍ的塌陷点最多，随着与断裂带的距离加　大，塌陷点的数量逐渐减少。　（１）岩溶塌陷多集中分布于岩溶地下水降落漏斗　及其影响范围内。如泰安津浦线铁路三角区塌陷位　于泰安城区水源地范围内，塌陷点多位于开采井周边　６００　ｍ影响范围内，塌陷盛发期（１９８０年前后），岩溶　地下水开采量１．６万ｍ。／ｄ『４］，水位则由水源地开采　前的１２８　ｍ（埋深８～１０　ｍ）下降到９０　ｍ（埋深３６～　３１　３８　ｍ）［１。　；再如莱芜铁矿塌陷区，在１９７３年之前有牛　王泉、郭娘泉等泉水出露，水位１６５～１７５　ｍ（埋深０～　１０　ｍ），１９７３年之后，由于铁矿矿山的疏干排水，在耿　３０　２５　胡　２Ｏ　２１　１８　公清、孟家庄、西泉河等第四系“天窗”部位引发大规　模岩溶塌陷［１　９３，并使岩溶水位大幅度下降，使牛王　《　避１５　孵　１０　５　Ｖ　泉、郭娘泉等泉水干涸，目前该地区岩溶水位下降至　６Ｏ～１２０　ｍ左右（埋深５０～１１０　ｍ）。　（２）分布于隐伏灰岩岩溶裂隙强发育地段，受断　裂构造控制明显，塌陷多沿构造带方向发育。沿断裂　带及其影响带岩石破碎，裂隙发育，在褶皱发育区，由　于岩层弯曲也易产生岩石变形和裂隙。因此，在同样　＜ｉ００　１００－３００　３００—５００　＞５００　塌陷点与断裂的距离／ｍ　图５　塌陷点与断层距离关系统计图　Ｆｉｇ．５　Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｃｏｌｌａｐｓｅ　ｓｉｔｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｓｔａｎｃｅｓ　ｔｏ　ｆａｕｌｔｓ　的岩性情况下，断裂及其影响带、褶皱区成为地下水　的良好赋存空间和运移通道，地下水与岩石密切接　触，溶蚀作用增强，岩溶裂隙、溶孔、溶洞逐渐形成并　扩大，为塌陷的形成创造了条件。而非构造发育带，　岩石裂隙发育明显减弱或不发育，相应的岩溶发育程　度比构造带的发育要弱。　如莱芜铁矿区孟公清一张公清、孟家庄、泉河，泰　（３）分布于第四系厚度较薄（一般小于３０　ｍ）区　段。土层厚度影响着岩溶塌陷发生的可能性、时间及　塌陷规模。在相同的水文地质条件下，上覆土层厚度　小，有利于地下水的潜蚀和掏空作用，使土洞扩展到　５０Ｏ　中国岩溶　（６）岩溶塌陷发生的季节性较为明显，据调查统　计资料，８Ｏ　以上的塌陷集中发生于每年汛期（６—９　月）。如莱芜铁矿区泉河一带，塌陷主要发生在汛期　５４处（暴雨中发生４８处），占全年岩溶塌陷总量的　９６．４　９／５　；再如泰安城区訾家灌庄煤机厂东侧杨树　林塌陷区，分布有２６０余个塌陷坑，其中９５　以上发　生在６—９月Ｅ１６］。　较大降雨中或雨后的一段时间内　］，２０００年共发生　岩溶塌陷５６处，其中８月份（降雨量３２６　ｍｍ）发生　图８岩溶塌陷年内分布统计图ｍ　’　Ｆｉｇ．８　Ａｎｎｕａｌ　ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ　ｇｒａｐｈｓ　ｏｆ　ｋａｒｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅｓ　３　岩溶塌陷发育的地质模式和形成机理　泰莱盆地岩溶塌陷是“岩一土一水”相互作用的结　果，岩溶发育的地层，容易发生破坏的第四系松散堆积　第四系土层大致分为上下两层，包括两种组合：一是　上层由粘性土或粉质粘土，下层由圆砾土、卵石土等　构成（ＡＢ型），代表区域为泰安的旧县；二是上层由　圆砾土、卵石土夹粘性土等构成，下层为粘性土或粉　质粘土（ＢＡ型），具第四系含水层、岩溶含水层双层　含水层结构，如泰安徂徕镇桥沟塌陷。　（３）多层结构模式　层是岩溶塌陷发育的内因（内在条件），岩溶系统中水　（气）压力的频繁、快速、大幅变化是岩溶塌陷发育的外　因（动力条件）。因此，对岩溶塌陷的机理分析首先要　从场地基础地质、水文地质条件出发，建立岩溶塌陷形　成演化的地质结构模式和地下水动力学模式。　３．１地质结构模式　多层结构模式即多元结构模式（ＭＡ型），第四系　为三层及以上土层结构（粘土、粉质粘土、砂或卵砾石　互层），代表区域为津浦铁路泰安站及铁路三角区，莱　芜的大王庄镇孤山一寨里镇后枯河等地区。具第四　系含水层、岩溶含水层双层含水层结构，孔隙含水层　通过对比分析盆地内典型塌陷区的土层结构、岩　溶水的埋深等特点，根据岩溶塌陷点土层结构、地下　水动力条件的不同，建立了３种岩溶塌陷发育的地质　模式（图９）。　（１）单层结构模式　与岩溶含水层之间分布有相对隔水的粘性土层。　３．２地下水动力学模式　地下水动力条件的变化会产生各种力学效应，如　同动荷载作用于土体，使致塌作用力增大，引发塌陷。　其中地下水位变化幅度和速度的大小决定了致塌作　单层结构模式即一元结构模式，包括由粘土、粉　质粘土构成的Ａ型和由砂类土构成的Ｂ型结构。Ａ　型结构主要分布在泰安城区訾家灌庄、旧县水源地的　用力的大小。大幅度和快速的水位变化引起的致塌　力强度大，水位的快速下降使浮托力丧失和真空负压　增大，如同土体快速加荷，使土体失稳破坏；水位的快　速上升则会使土洞或岩溶空腔中的压力增大，对上覆　土体产生冲爆作用，引发塌陷口　。　根据岩溶水位的波动特点及其与基岩面的位置关　系，将诱发岩溶塌陷的地下水动力模式分为３种类型：　圣元官庄和桂林官庄，莱芜铁矿区的西泉河一带。土　层不含水或弱含水，地下水类型以岩溶水为主。Ｂ型　结构主要分布于部分河流的河床内，分布范围较小。　（２）双层结构模式　双层结构模式即二元结构模式（ＡＢ或ＢＡ型），　第３４卷第５期　王延岭等：山东省泰莱盆地岩溶塌陷发育特征及形成机理　５Ｏ１　０　口　０　０　０　０　０　ｏ　０　０　０　０　０　０　０　ｏ　ｏ　ｏ　０　ｏ　０　０　０　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｃ　０　ｏ　０　ｏ　０　０　ｑ　０　０　ｏ　０　０　０　０　０　ｏ　ｏ　ｏ　０　ｏ　０　０　ｏ　ｏ　ｏ　０　０　０　０　ｏ　ｏ　０　ｂ　Ｄ　Ｄ　０　０　ｏ　ｕ　Ｄ　Ｄ　０　ｏ　ｏ　０　０　ｏ　口　ｏ　ｏ　０　ｏ　０　ｏ　ｏ　ｏ　（　ｏ　ｏ　０　ｏ　０　０　０　０　ｏ　ｏ　０　ｑ　０　ｏ　０　０　０　０　０　０　ｏ　０　０　ｏ　０　０　０　０　（　堕　层　一一一一粘土屠一　一一　。。。。。。。。。。。。ｏ　００　ｏ　ｏ　口　０　口　０　０　０　ｏ　ｏ　０砂卵石层。。。。。。。。。ｃ　０　０　０　０　ｏ　０　ｏ　０　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　（　　　０　０　ｏ　０　ｏ　０　０　０　０　０　０　０　０　０　藉　０ｏ　０　ｏ０　０ｏ　０ｏ　Ｏ０　ｏ　ｏ　０ｏ　ｏ　０ｏ　０ｏ　０ｏ　０口　０　ｏ０　０　０　０　ｏ０　０ｏ　Ｏ０　０ｏ　０　ｏ　ｏ０　０ｏ口　ｏ０　（ｃ　０　０　０　ｏ　０　ｏ　ｄ　ｑ　ｏ　０　ｏ　０　ｎ　守　Ｆｆ千　士　１　早’、　二　１０一　・　羊　Ｌ　Ｌ—　ＩＬ——一　　　ｌｊ　ｆ　ｌ　　ＩＩ　】　｛　ｌ■—Ｌ＿Ｌ　Ｊ—Ｌ］—Ｌ１—Ｌ，　　‘，　‘．’　＿＿　一　＿］一　』—　—Ｌ　　０一　“‘—ｒ』１—ＬＴ　　ＩＩ　　Ｉ　Ｊｌ　Ｉ．Ｊ．．１　　ＩＩ　　ＩＩ　—Ｔ　上１　ｒ啊　ＩＴ＿Ｌ＇一Ｉ　｛ｌ　　耳。ｌｉ『　　Ｉ　＿ＬＴ　Ｉ—＿＿．］　　Ｉ１　　ｊ｛　Ｉ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　ｌ　Ｉ　Ｉ胛　ｆ　Ｔ　Ｉ　　Ｉ｛　『ｊ　　Ｉ　Ｉ　ＩＪ　　Ｉ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　　ｌ　｛ｌ　｛　Ｉ　　ＩＩ　　Ｉｊ　｛　　ｆ厂ｌ　＿ｌ　　ＩＪ　　Ｉ　Ｉ　Ｉ　ｆＩ　　ｊ『　　ＩＩ　—ｉ　丁　ＩＪ　　ｌＩ　　Ｉ『　　｛Ｉ　　ＩＩ　　Ｉ　ｊＡ型　Ｂ型　０　＿＿＿＿＿　一　埕＿＿ｌ＿ｌ＿＝＿＝＿＿＿　双　层　结　ｏ　００　０　ｏ　０　０　０　０　０　０　ｏ　ｏ　０　０　０　０　０　ｏ　０　ｏ　ｏ　ｏ　０　ｏ　ｏ　０　０　　构　０　００　０　ｏ　０　ｏ　０　０　０　０　ｏ　０　Ｄ　０　０　０　ｏ　０　０　０　０　０　０　ｏ　０　ｏ　０　１　　…一…　粘土Ｊ　一一一一　。。。。。。。。。。锄鲰石层。。。。。。。。。。。‘　０　０　０　０　０　ｏ　０　０　０　ｏ　０　０　０　０　｛　宁　—　！严　宁　产　产　１　产　ｌ—＿Ｌ—　——丁Ｌｌ——　——Ｌ　—１Ｉ　』　—Ｊ—　Ｌ　—＿＿＝—ｌ　—厂Ｌ　］Ｉ——　——　——　——Ｌ——广Ｌ　』一　Ｌ　上厂Ｌ厂Ｌ厂＿１』一Ｌ——　——Ｌ—　　ｌ　Ｊ＿　』—＿Ｊ．．Ｊ—　——Ｊ——　—＿＿上—Ｊ——　—Ｌ　Ｊ　ｔ＿』…　＿Ｌ—＿Ｌ—Ｌ——　—＿＿＿　—Ｌ——　——Ｌ　—　．　．　．Ｊ——　—Ｉ．—ｊ　——　——Ｌ　１　—Ｌ＋—Ｌ—Ｌ　』　—　．Ｌ　Ｉ．－Ｌ『　Ｉｊ｝　Ｉｊ　Ｉ　　ＩＩ　　Ｊｉ　　Ｉ…Ｊ】Ｉ　Ｉ　　Ｉｊ　　ＩＩ　　ＩＪ－　厂Ｌ¨Ⅲ　　．肆Ｉ　Ｉ　ＪＴ　—ＬｒＬｒＪ　．ｊ。　，．Ｉ　ｌ＿ｒ珥　．　Ｉ　Ｉ．ｊ　Ｉ，ｊ’　　Ｉ　　ｌ　Ｉ一　｛｝　ｌ　ＢＡ型　ＡＢ型　一＿¨ｌ　二　．二二二二Ｉ　＿＿ｒ二二　二．二　一二＿＿　二斌　二＿＿二二　。　。　ｏ　０。　口　。　。　ｏ　０　。　。　０　。　ｏ　０¨　携。：。：。　。：。　。　。　。：　；。　。　。砂垂　）＾。＾。＾。＾。ｈ。＾。＾。＾。ｎ。＾。ｎ。ｎ。＾。ｎ。　三　）—　Ｉ¨。。。。。。。。。　卵　。　０　０型＿０　。。。＿三　　篱　一二—二Ｉ．二　ｌ＿ｊ　县二二＿＿＿一二＿二ｌ　ｌ，　ｏ　ｏ　０　ｏ　０　ｏ　０　０　ｏ　０　ｏ　０　０　ｏ　＿一Ｌ　】：　』．　—　］：：ｌＬ＿ＩＬ——　—　—Ｌ——』　Ｌ　——Ｌ＿Ｌ—Ｌ．　——ｌ——　——ｉ——　——　Ｔ上　一ＩＪ　Ｊ—　—　—ｌ——　——ｉ——　＿Ｌ１　Ｌ］　丁一Ｔ＿＿＿。ｒ＿ＴＪ１—Ｌｒ　＿。　Ｔ』＿　ｒＬ。　ｒ　＿＿ＴＬ　ｒｌ＿ｒ　Ｌ＿　ｊ１』］ｊ—　］±　丁　ｊ三　芒　［＝　—Ｔ—Ｔ—＿［二厂ｌｌ一¨ｌ＿一—］——厂Ｔ　ｒ一　Ｔ二］］工　ＡＢＡ型ＭＡ驾　图９研究区岩溶塌陷发育的基本地质模式示意图　Ｆｉｇ．９　Ｓｋｅｔｃｈ　ｏｆ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌｓ　ｏｆ　ｋａｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　（１）无压波动：岩溶水位一直保持在基岩面以下　落漏斗影响范围之外的地区（图ｌＯｂ）。　波动，这主要出现在矿区地下水疏干漏斗区，如莱芜　（３）承压一无压波动：岩溶水位在基岩面上下反　铁矿塌陷区（图１０ａ）。　复波动，主要出现在地下水开采井、水源地等地区，如　（２）承压波动：岩溶水位一直保持在基岩面以上　旧县水源地（图１０ｃ）。岩溶水位在基岩面上下波动　波动，主要出现在地下水开采活动较少、在地下水降　最容易诱发塌陷，其次是无压波动和承压波动。　ｉ　一一一一一一一一一｛一一一一一一一一一　’低水位＿…　辛靴…．　拦强至　茸轻磕蛙　＃申耳　＝］＃＝ｒ＝　葬　：±　＾萋　嚣　　［Ｉ｛＝｛审｛工　车申　＝工　至呈　：　：　；　雾嚣氟蘸　ｊ　＃　＿＿ｒ＃　Ｌ＿　ｒＺ　ａ．尤　凝动　ｂ．嫩卜ｋ耀ｉｍ　Ｃ．嫩Ｆｋ－－尢　ＷＥ司１　图ｌ０研究区岩溶塌陷动力模式图示　Ｆｉｇ．１０　Ｓｋｅｔｃｈ　ｏｆ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｍｏｄｅｌｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｋａｒｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅｓ　５Ｏ２　中国岩溶　３．３　形成机理　单层土层结构区岩溶塌陷大体历经“真空吸蚀一　３．３．Ｉ　单层结构模式　：‘’．崩解剥落一塌陷”３个阶段（图１１）。　　：’：’．：　：　：　’：．霎　●　＿●　々－　●－●　●　●。　　●，●　●－　●　＿－Ｉｌ１０■　０　００　：　：。　■　０：　◆　０　０　’：０。０　’　．．　．．●’：．　’：‘崩：．●　：．０　：０－　－，　｛．．　．．‘．．’　＝Ｉ‘．＝　　］‘　‘・　’［　＝　岸土；　芊‘一　．　●　。．　　‘‘　．＝’　工　＿＝　●　ｔ　●　●　●　　●●　●　●　●　　●＿●●●．　．：　■．。　．：　。　．’　黼．一　　ｃ　Ｉ　Ｉ　１　　ｌＩ　ｌ　　ｌ　ｌＩ　ｌ　Ｉ　Ｉ　　ｌ　ｌｌ　ｌ　ａ　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　ｂ　一　一～　ｌ／　／　＇＇’＇＇　翟　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　　‘　・・　’　・藉　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　．．．．．　：　．．…．ｉ　．　ｊ渐ｒ｛－　・　　・・．・　’…‘　＝：　’　‘。‘。‘　・．’・，　・Ｉ　一　’・　＝＝＝＝＝．＝．＝．：　辱　Ｉ　　ＩＩ　Ｔ　Ｉ　・，‘　・，　　－．・　・．　。’　，　ｔ　　・型　・－‘　：．　：．　。　一．．　・　－¨　‘：．‘’：．　‘：．　’・　．　‘一　．・’　，　‘．　・Ｊ．ｆ　’ｊＩ　・　．　。・－　．　一　．・　．　　，　．｛　ｌ・　－。　。　．　．　．　．　ｌ　１　・　．。　．　．　Ｉ・，－．・　－．　．｝・Ｉ・　－．－　・．・　・．　一．　’・．　－｝　ｌ，ｌ　Ｉ　・－　’・　・．　－．　ｖ‘　　．’－　＝　　．宁　字　户　　ｌＩ　　Ｉ每　Ｉ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　尸号　　Ｉ　ＩＩ　　ｌ辜　Ｉ　　Ｉ』：车　　Ｉ　ＩＩ　ｌ　　Ｉ　ＩＩ　　Ｉｌ　ｌ　　ＩＩ　Ｉ　Ｉ　　ＩＩ　Ｉ　ｆ　　Ｉ　Ｉｌ　Ｉ　【　Ｉ　　ｌｌ　ｌ　Ｔ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　　ＩＩ　　Ｉｌ　ｌ　ｌ　　ＩＩ　ｌ　ｌ　Ｉ　ｌ　　ｌｌ　ｌ　ｌ　　Ｉｌ　Ｉ　ｌ　Ｉ　　ｌＩ　　ｌ　ｌ　１Ｉ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　ｌ　　ｌＩ　　Ｉ１　　ＩＩ　　ＩＩ　Ｉ　　Ｉｌ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　ｌ　　ＩＩ　　Ｉ　ＩＩ　　ＩＩ　　Ｉ　ＩＩ　Ｉ　　Ｉｌ　　Ｉｌ　Ｉ　Ｉ　　Ｉ　Ｉａ　ｂ　ｃ　：　．．　：　，一■　～：…　：　‘　…　：　．．　．　：　・　．　Ｉ＼　．　蒋　．　参　≮　’０　务　０：．　０　｜　／　Ｊ．一。　．　０　—　——７：　—　、　稻　’＿　—ｆ　＿＝—７—　＿＝—Ｔ＿　蠹黠ａ　ｂ　．　．　　嚣　ｃ　．≥　。’．’　。　■　．　；／　ｉ专　ｅ’　，　．　。　藕　ｌ　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　．　．．．一．一　：　。，　＼１　．一．一．一．　．．一．。．一．’　’．’．　．一．一．一．　。涮．‘．。．　．。．‘．　‘．。．。．　．　‘．　．。．‘．。．‘．　‘●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　．　．．．．　．　．　Ｒ．　，　．　－．　．　’　Ｊ、　ｆ．　’．　．　－　．　－　．　・．　・。　ｊ．Ｉ　・。’－。　．　・．　，　。‘　一　・　　‘’’－　・。’・。　・Ｈ　・　・。　・．　。　：　・：　’Ｂ＿．・：　・：　．　．　亡　ｌ　　ＩＩ　“．　芋　尘　Ｉ　　Ｉ　Ｉ．　．　：　－　－　Ｉ’．・　‘・・ｉ　・　！＝＝￡ｓＩ　ｌ　ｉ　兰　１　ｉｃ　Ｉ：　ｔ　’・　ＩＩ２　Ｉ　ｉ　　ｉｌ　’・　　Ｉ・　．　“．　．’　．ｒ１．　‘・　．　’・　’　．　、　・ｔ　　Ｖ　ｌ　；　Ｉ　ｉ　　ｉ午　：　芊　Ｉ　　ｉ　ｉＩ　　ｉ　ｉ１　■ｉ　　ｉｉ　ｌ　　ｉＩ　ｌ　ｉ　１　ｉ　ｉ　ｉ　ｌ　Ｉ　　ｉｉ　Ｉ　　Ｉｉ　　ＩＩ　ｌ　ｌ　　Ｉｌ　Ｉ　ｌ　Ｉ　　ＩＩ　　ｌ　ｌＩ　　ｌ１　Ｉ　　ｌａ　ｂ　ｃ　图ｌｌ　不同地质结构土层岩溶塌陷形成演化过程　Ｆｉｇ．１　１　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　ｏｆ　ｋａｒｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅｓ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｔｒａｔｕｍ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　泰安市城区訾家灌庄地区岩溶塌陷形成机理以　该种类型为主。该地区土层厚度８～１２　ｍ，土层结构　以粘性土构成的Ａ型单层结构为主，局部地段为　下波动。由于上覆土层为粘土、粉质粘土，具有较好　的密封性，岩溶水位的变化在岩溶空腔形成负压，对　岩溶“天窗”的顶板土体产生以真空吸蚀为主的力学　作用，土层发生破坏，形成最早的土洞；土洞形成后，　ＭＡ型多元结构，下伏基岩以奥陶系灰岩为主，岩溶　发育，塌陷多发生于土层单层结构区（图１２）。该地　区位于泰安城区水源地范围内，地下水位在基岩面上　地下水位的反复波动、降水和地表水入渗、震动等因　素造成土洞边壁不断崩解、垮塌，土洞向上扩展；当土　第３４卷第５期　王延岭等：山东省泰莱盆地岩溶塌陷发育特征及形成机理　５０３　标高　标高　囤　回：圈　囵　圈ｓ囫　口，　ｅ固，国　。目ｎ圆　：　图１２泰安城区訾家灌庄地区地质剖面图　Ｆｉｇ．１　２　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｒｏｓｓ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ａｔ　Ｚ　ｉａｇｕａｎｚｈｕａｎｇ　ａｒｅａ　ｉｎ　Ｔａｉ’ａｎ　Ｃｉｔｙ　１一第四系　２奥陶系五阳山组６一粉质粘土７一中粗砂８一粘土３一奥陶系土峪组９灰岩４一奥陶系北庵庄组１１泥岩５古近纪大汶口组；　１２一溶洞（粘土充填）　１０一白云质灰岩３２。　●＿——　．．．．．．．．．．．．．　Ｄ　Ｒ１　ｔ　ＺＫＩ塌陷点　Ｋ　６　Ｄ　Ｒ３　＾‘‘孔隙水位‘‘　・　二　…．．．．．・・・・・口・・…一　・・・・・　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　●　／，　，　／／，／　７ｒ，　，／／／／／／，／　／／，／，／，／　／，　／，／，／Ｉ／　，　，，／／—，－　—ｌ＿二ｒ—　‘．　＋　＋÷　．　Ｔ　Ｉ　　ｌｊ　ｊｒ—］—一　『…Ｔ７一　ｌ　ｌ＋＋　叶ｆ＋＋＋１＿１＿　ｌ　厂ｒ　＝＝＝＝÷÷※　＋＋＋＋十＋＋＋＋　＋＋　＋＋＋　＋＋　十＋十　’　『－］广］广—】ｌ一　十　＋　ｌｒ　ｌｌ一　　。。ｉ　一　一Ｌ　一ｒ　ｉ・　－　ｕ一　＋＋＋＋　＋＋＋　＋＋　＋＋　一＋＋斗０　｛　｝　ｌＩ　ＩＩ　＿ｌｌ１　¨　＋＋　＋　＋＋＋　十Ａ【　Ｉ＋＋　一＋＋＋＋＋十　＋＋　＋＋　｝　斗＼ｌｊ＿…　＿Ｊ¨一＿＿Ｉ＿　Ｌ一　］　ｒ　。Ｌ『＿【Ｌ　：　Ｉ。　ｃＣ　　１５０　３００ｍ　ＩＩｌＬ　＿　［　ＩＩ　ＩＩ　Ⅲ＝＝　＋　＋　＋＋　Ｉ　、　｝十　｝　、　｛　『　＋＋＋＋＋＋　一　＿＿　ｉ厂＿＿—　］ｌ　Ｌ—Ｌ　囤　回：囡ｓ囫　图ｓ目　圈，　图１３　桥沟地区地质剖面图　Ｆｉｇ．１　３　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｒｏｓｓ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ａｔ　Ｑｉａｏｇｏｕ　ａｒｅａ　１一第四系　２寒武纪朱砂洞组　３一泰山岩群４一粉质粘土　５砂类土　６　白云质灰岩７　花岗岩类　洞发展到一定程度，顶板无法支撑上覆土体重量时，　顶板垮塌、在地面形成塌陷坑。　３．３．２双层结构模式　水位，岩溶塌陷大体历经“真空吸蚀一渗透变形一塌　陷”３个阶段（图１１）。　泰安市岱岳区徂徕镇桥沟地区岩溶塌陷形成机　理为该种类型。塌陷区第四系土层厚度１２～１５　ｎｌ，　其中砂层厚１Ｏ～１４　ｎｌ，底部１～２　ｉＴＩ为相对隔水的粉　质粘土，下伏基岩为寒武系朱砂洞组白云质灰岩，溶　洞、溶孔发育（图１３）。该地区岩溶地下水开采强度　较大，塌陷时岩溶水位埋深约２ｏ　ｎｌ，位于基岩面以　双层土层结构分两种情况，一是上层为砂卵石　层，下层为粘土、粉质粘土的ＢＡ型结构；二是上层为　粘土、粉质粘土，下层为砂、卵石层的ＡＢ型。这两种　双层结构的岩溶塌陷形成机理有所不同。　（１）双层结构之ＢＡ型　这种土层结构区具有孔隙水和岩溶水双层地下　下。由于基岩面上覆土层为密封性较好的粉质粘土，　５Ｏ４　中国岩溶　岩溶水位的变化在岩溶空腔形成负压，对岩溶“天窗”　的顶板土体产生以真空吸蚀为主的力学作用，土层发　生破坏，形成最早的土洞；土洞形成后，地下水位的反　泰安市旧县水源地一带岩溶塌陷形成机理为该　种类型。旧县水源地第四系厚度１０～１２　Ｉｎ，为ＡＢ　型结构，上部为厚５～６　Ｉｎ的粘性土，下部为砂层及　砾石层，塌陷区基岩以寒武一奥陶系三山子组灰岩为　主（图１４）。由于水源地开采，使岩溶地下水位埋深　由５～６　ｒｎ下降至１３～１５　ｍ，并在基岩面上下波动，　复波动，造成土洞边壁崩解、垮塌，土洞向上扩展。当　土洞发展到一定程度，成为上部第四系含水层（砂卵　石层）向下渗流补给岩溶含水层的通道，土洞附近的　砂卵石层发生渗透变形破坏，并不断向上扩展，最终　在地面形成塌陷坑。　（２）双层结构之ＡＢ型　使砂卵石层的孔隙水会向下伏“岩溶天窗”渗流，天窗　附近的砂卵石层发生渗透变形破坏，形成土洞并扩展　到上覆的粘土、粉质粘土层底部。被“架空”的粘土、　粉质粘土在地下水作用下发生崩解、垮塌，最终扩展　到地面形成塌陷坑。　岩溶塌陷大体历经“渗透变形一崩解垮塌一塌　陷”３个阶段（图１１）。　囵，回　囡　圈　囫ｓ圈　囵，圈ｓ国　图１４　旧县水源地一带地质剖面图　Ｆｉｇ．１４　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｒｏｓｓ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ａｒｏｕｎｄ　Ｊｉｕｘｉａｎ　ｗａｔｅｒ　ｓｏｕｒｃｅ　ａｒｅａ　１一第四系　２一寒武一奥陶系三山子组　３一寒武一奥陶系炒米店组　４一寒武系馒头组　５一粉质粘土６一砂类土７一灰岩８一白云岩９一页岩　３．３．３　多层结构模式　面上覆土层为粘土、粉质粘土，具有较好的密封性，岩　溶水位的变化在岩溶空腔形成负压，对岩溶“天窗”的　顶板土体产生以真空吸蚀为主的力学作用，土层发生　破坏，形成最早的土洞。　这种土层结构区具有双层地下水，岩溶塌陷历经　“真空吸蚀一渗透变形一崩解垮塌一塌陷”４个阶段　（图ｌ１）。　津浦铁路泰安站及铁路三角区一带岩溶塌陷形　成机理为该种类型。塌陷区第四系厚约１７～２５　ｍ，　土洞形成后，地下水位的反复波动，造成土洞边　壁崩解、垮塌，土洞向上扩展。当土洞发展到一定程　由粉质粘土、砂砾石、风化卵石土及粘土等组成，土层　结构为ＡＢＡ型或ＭＡ型，下伏基岩为寒武系炒米店　组灰岩，岩溶发育，具孔隙水及岩溶水双层水位（图　１５）。塌陷高发的１９８０年前后，岩溶水开采强度较　大，水位埋深由１０　１ＴＩ左右下降至约４０　ｍ。由于基岩　度，成为第四系含水层（砂卵石层）向下渗流补给岩溶　含水层的通道，土洞附近的砂卵石层发生渗透变形破　坏，并扩展到上覆的粘土、粉质粘土层底部。　“架空”的粘土、粉质粘土在地下水作用下发生崩　解、垮塌，最后扩展到地面形成塌陷坑。　第３４卷第５期　王延岭等：山东省泰莱盆地岩溶塌陷发育特征及形成机理　５０５　标高　１５Ｏ　标高　ｌ５０　∞　１４１１　如　ｍ　∞　校　津浦铁路　ＫＩ　ｌ４ｏ　塌陷点　．—广　７　７＿　Ｏ　Ｏ　０　０　０　０　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　ｃ　。　。　ｏｏ—　Ｇ乙１　・．　一“一’一Ｃ　・巧一：‘　／，，／，　．　０　０　０　０　。　。　一　ｌ羹垂　８０　一７一中粗砂囤　口　口　团　囝，围。目，固　。　图１５　泰安铁路三角区一带地质剖面图　３～寒武系崮山组４粉质粘土５一粘土６一卵石土　８一灰岩　９一页岩　ｌＯ一溶洞（粘土充填）　Ｆｉｇ．１　５　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｒｏｓｓ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ａｒｏｕｎｄ　Ｔａｉ’ａｎ　ｒａｉｌｗａｙ　ｔｒｉａｎｇｌｅ　ａｒｅａ　１一第四系　２一寒武一奥陶系炒米店组４　结　论　（１）截止２Ｏ１３年底，泰莱盆地内共发生有记录岩　溶塌陷９７处，１６１点次。盆地内岩溶塌陷点多集中　解垮塌～塌陷”４个阶段。　参考文献　［１］王淑彦．泰安路基塌陷机理的探讨［Ｊ］．铁道工程学报，１９８５　（１）：９３—９５．　分布于岩溶地下水降落漏斗及其影响范围内；塌陷点　分布受构造控制明显，多集中于构造带及其附近；塌　Ｅ２］高宗军．岩溶地面塌陷形成机理与成因模式研究：以山东泰安　一陷区第四系厚度一般小于３０　ｍ，下伏基岩主要为奥　陶系灰岩；塌陷发生的季节性明显，集中发生于汛期　（６—９月）。　ｍ　啪　ｍ　啪　如　∞　莱芜为例［Ｊ］．中国工程科学，２００８，１０（４）：３８—４３．　［３］王滨，李治广，董昕，等．岩溶塌陷的致塌力学模型研究：以泰安　市东羊娄岩溶塌陷为例［Ｊ］．自然灾害学报，２０１１，２０（４）：１１　９　１２５．　（２）泰莱盆地岩溶地面塌陷形成演化的基本地质　结构模式可分为单层结构模式、双层结构模式和多层　结构模式，地下水动力模式则包括岩溶水无压波动、　承压波动、无压一承压波动３类。　［４］朱大力．泰安地面塌陷若干数理统计［Ｊ］．铁道工程学报，Ｉ９９６　（４）：６６—７０．　［５］雷明堂，蒋小珍，李瑜．唐山市岩溶塌陷模型试验研究［Ｊ］．中国　地质灾害与防治学报，１９９７，８（增刊）：ｌ８７—１９４．　Ｅ６］管振德，蒋小珍，高明．岩溶塌陷光纤传感试验装置的标定试验　（３）不同地质结构模式岩溶塌陷的成因机理有所　［Ｊ］．中国岩溶，２０１２，３１（２）：１７３　１７８．　［７］黄健民，吕镁娜，郭宇，等．广州金沙洲岩溶地面塌陷地质灾害　成因分析［Ｊ］．中国岩溶，２０１３，３２（２）：１６７—１７４．　［９３朱大力．泰安地区地面塌陷简析ＥＪ］．铁道工程学报，１９８５（１）：　９０—９２．　不同。单层结构模式（Ａ型）岩溶塌陷的形成演化经　历“真空吸蚀～崩解剥落一塌陷”３个阶段；双层土层　结构之ＢＡ型（上部砂砾石，下部粘性土）岩溶塌陷形　成演化过程可概括为“真空吸蚀一渗透变形一塌陷”３　个阶段；双层土层结构之ＡＢ型（上部粘性土，下部砂　砾石）岩溶塌陷形成演化过程可概括为“渗透变形一　崩解垮塌一塌陷”３个阶段；多层土层结构（ＭＡ型）　岩溶塌陷形成演化历经“真空吸蚀一渗透变形～崩　［１ｏ］　高宗军，张富中，鲁峰．山东泰安岩溶地面塌陷前兆及其预测　预报［Ｊ］．中国地质灾害与防治学报，２００４，１　５（３）：１４９　１５０．　［１１］高宗军．泰安岩溶地面塌陷形成机理与防治对策［Ｊ］．中国地　质灾害与防治学报，２００１，１２（４）：７３　７６．　［１２］王淑彦．津浦铁路泰安路基塌陷研究与防治［ｊ］．中国地质灾　害与防治学报，１９９２，３（４）：７７—８６．　５０６　中国岩溶　２Ｏｌ５年　［１３］　曾经道，张举贤．津浦铁路泰安岩溶地面塌陷成因与整治［Ｊ］．　铁路工程学报，１９９６（２）：１６９～Ｉ７５．　ｌ９９４　Ｚ０ｌ３．　［１９］　山东省地质环境研究院．山东省莱芜市孟公清一西泉河地区矿　山地质灾害勘查报告，１９９７，　张丽霞，熊大军，王集宁，等．莱芜市岩溶塌陷原因分析与评价　［Ｊ］．山东地质，２００２，１８（２）：３２—３５．　［２ｏ］　山东省地质环境监测总站．山东省莱芜市牛泉一泉河地区岩溶　塌陷地质灾害凋查与评估报告，２Ｏ１０．　焦玉国，陈伟清，程凤．山东泰安市岩溶塌陷易发性评估与防　治对策［Ｊ］．中国地质灾害与防治学报，２０１４，２５（１）：３８—４２．　［１５］　贺可强，王滨，杜汝霖．中国北方岩溶塌陷［Ｍ］．北京：地质出　版社，２００５：５０—５３．　［１６］　山东省地勘局第五地质大队．泰安市泰山区上高办事处訾家灌　庄村岩溶塌陷区地质调查与评价报告，２００２．　泰安地质环境监测站．山东省泰安市地下水动态监测报告，　１９８１—２０１３．　［２２］　成世才，郭加朋，马海全，等．泰安市岩溶地面塌陷动力诱导因　素分析［Ｊ］．山东国土资源，２００９，２５（１２）：４４～４７．　［２３］　刘妍芬，王振涛，高峰，等．莱芜市泉河地区岩溶塌陷发育特征　及成因分析口］．山东国土资源，２０１２，２８（９）：１８—２０．　莱芜地质环境监测站．山东省莱芜市地下水动态监测报告，　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｏｆ　ｋａｒｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｔａｉｌａｉ　ｂａｓｉｎ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ＷＡＮＧ　Ｙａｎ—ｌｉｎｇ　。ＣＨＥＮ　Ｗｅｉ—ｑｉｎｇ　，ＪＩＡＮＧ　Ｘｉａｏ　ｚｈｅｎ。，ＧＵＡＮ　Ｚｈｅｎ—ｄｅ　Ｎｏ．５　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｐａｒｔｙ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏＪ　Ｇｅｏｌｏｇｙ＆Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｔａｉｎａｎ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　２５００００，Ｃｈｉｎａ　２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｋａｒｓｔ　Ｇｅｏｌｏｇｙ，ＣＡＧＳ／Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｙ　Ｋａｒｓｔ　Ｃｏｌｌａｐｓｅ　Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ，ＣＡＧＳ，Ｇｕｉｌｉｎ，Ｇｕａｎｇｘｉ　５４１００４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　Ｔａｉｌａｉ　ｂａｓｉｎ　ｉｓ　ｌｏｃａｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅａｓｔ　ｏｆ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ．Ｂｙ　ｔｈｅ　ｅｎｄ　ｏｆ　２０１３，ｔｈｅ　ｈｉｓｔｏｒｙ　ｒｅ—　ｃｏｒｄｓ　ｋａｒｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅｓ　ｕｐ　ｔｏ　１６１　ｉｎ　ｎｕｍｂｅｒ，ｗｈｉｃｈ　ｏｃｃｕｒｒｅｄ　ａｔ　９７　ｌｏｃａｔｉｏｎｓ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｐｒｅｖｉｏｕｓ　ｓｔｕｄｉｅｓ，ｔｈｅ　ｕｐ—　ｄａｔｅｄ　ｓｕｒｖｅｙ　ａｎｄ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｉｓ　ｗｏｒｋ　ｍａｋｅｓ　ａ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｋａｒｓｔ　ｓｔｙｌｅｓ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ　ａｎｄ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｋａｒｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｔａｉｌａｉ　ｂａｓｉｎ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅｓｅ　ｋａｒｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅｓ　ａｒｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ　ｄｒａｗｄｏｗｎ　ｆｕｎｎｅｌｓ　ａｎｄ　ａｆｆｅｃｔｅｄ　ａｒｅａｓ．Ｔｈｅｉｒ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｉｓ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｂｙ　ｇｅｏ—　ｌｏｇｉｃａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｔｈｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｏｆ　Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ　Ｓｙｓｔｅｍ　ａｂｏｖｅ　ｔｈｅ　ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　ａｒｅａｓ　ｉｓ　ｇｅｎｅｒａｌｌｙ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　３０　ｍｅｔｅｒｓ，ｗｉｔｈ　ｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇ　ｂｅｄｒｏｃｋ　ｏｆ　Ｏｒｄｏｖｉｃｉａｎ　ｌｉｍｅｓｔｏｎ．Ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　８０　ｏｆ　ｔｈｅ　ｋａｒｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅｓ　ｏｃｃｕｒ　ｉｎ　ｆｌｏｏｄ　ｓｅａｓｏｎｓ．Ｔｈｒｅｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌｓ　ｏｆ　ｋａｒｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅｓ　ａｒｅ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｓｔｒａｔｕｍ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅ　ｓｉｔｅｓ：（１）ｋａｒｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅ　ｉｎ　ｓｉｎｇｌｅ—ｌａｙｅｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ａｑｕｉｆｅｒ；　（２）ｋａｒｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅ　ｉｎ　ｔｗｏ　ｌａｙｅｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；（３）ｋａｒｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅ　ｉｎ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ—ｌａｙｅｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｗｉｔｈ　ａｑｕｉｆｅｒｓ．Ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｋａｒｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅ　ｉｓ“ｖａｃｕｕｍ　ｓｕｃｔｉｏｎ　ｅｒｏｓｉｏｎ—ｄｉｓｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ　ｐｅｅｌ—ｃｏｌｌａｐｓｅ”．Ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄ　ｋａｒｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅ　ｉｓ“ｓｅｅｐａｇｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ—ｄｉｓｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ—ｃｏｌｌａｐｓｅ’’ｏｒ“ｖａｃｕｕｍ　ｓｕｃｔｉｏｎ　ｅｒｏｓｉｏｎ—ｓｅｅｐａｇｅ　ｄｅ—　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ—ｃｏｌｌａｐｓｅ’’．Ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌａｓｔ　ｏｎｅ　ｉｓ“ｖａｃｕｕｍ　ｓｕｃｔｉｏｎ　ｅｒｏｓｉｏｎ—ｓｅｅｐａｇｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ—ｄｉｓｉｎｔｅ—　ｇｒａｔｉｏｎ—ｃｏｌｌａｐｓｅ”．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｒｉｓｋ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｇｅｏｌｏｇｉｃ　ｈａｚａｒｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｉｎ　ｋａｒｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅ　ａｒｅａｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｔａｉｌａｉ　ｂａｓｉｎ，ｋａｒｓｔ　ｃｏｌｌａｐｓｅ，ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌｓ，ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　（编辑　吴华英）