地面塌陷的形成条件

如题所述

1.地质条件

(1)岩性条件

可溶性岩石的存在是岩溶地面塌陷形成的物质基础。中国发生岩溶地面塌陷的可溶岩主要是古生界、中生界的石灰岩、白云岩、白云质灰岩等碳酸盐岩,部分地区的晚中生界、新生界富含膏盐芒硝或钙质砂泥岩、灰质砾岩及盐岩也发生过小规模的塌陷。大量岩溶地面塌陷事件表明,塌陷主要发生在覆盖型岩溶和裸露型岩溶分布区,部分发育在埋藏型岩溶分布区。

(2)岩溶发育条件

岩溶塌陷主要取决于溶洞的存在。幼年期岩溶在原始碳酸盐岩表面上开始发育,有原始河系切入,以地表水岩溶作用为主,形成溶沟、石芽和少量漏斗,岩溶塌陷不发育。青年期岩溶地下水位附近形成溶洞,地表漏斗、落水洞、干谷、盲谷、溶蚀洼地发育,地表水大部分被吸入地下,转化为地下水,地上河只保留主河,岩溶塌陷发育。壮年期岩溶洞穴进一步扩大,洞顶坍塌,地下河又部分转为地上河,岩溶塌陷最发育,同时有许多溶蚀洼地、坡立谷和峰林。老年期岩溶地下河全部转为地上河,地表流水发育,地表接近地下水水平径流带,有少数孤峰、溶丘地形,形成宽广的冲积平原,岩溶现象逐渐消失,岩溶塌陷不发育。可见,青、壮年期是岩溶强烈发育时期,岩溶塌陷发育,尤以壮年期为最。

(3)盖层条件

在其他条件相同的情况下,第四系盖层的厚度愈大,成岩程度愈高,塌陷愈不易产生。相反,盖层薄且结构松散的地区,则易形成地面塌陷。如广东砂洋矿区疏干漏斗中心部位,盖层厚度为40~130m,地面塌陷少而稀;而在漏斗中心的东南部和东部边缘地段,因盖层厚度较小(8~23m),地面塌陷多而密。调查统计结果显示,覆盖层厚度小于10m发生塌陷的机会最多,10~30m以上只有零星塌陷发生。缺乏盖层、岩溶发育强烈地区,岩溶塌陷也发育(图7-4至图7-6)。

图7-4 四川兴文岩溶塌陷洼地

图7-5 贵州石灰岩陷沟与天生桥

图7-6 广西宜山密集岩溶塌陷坑

(4)地貌条件

岩溶塌陷多分布在河床两侧及地形低洼地段,在这些地区,地表水和地下水的水力联系密切,相互转化比较频繁,在自然条件下就可能发生潜蚀作用,形成土洞,进而产生地面塌陷(图7-7)。

图7-7 广西河池塌陷洼地、穿山洞

2.新构造运动条件

地面塌陷主要发生在新构造运动的上升区,由于地壳上升,地下水位相对下降,包气带加厚,地下洞穴空洞扩大或处于潜水面以上,有利于地面塌陷的发生。我国云贵高原、黄土高原多发地面塌陷地质灾害(图77)。

3.气候条件

久旱无雨会造成地下水位下降,从而引发地面塌陷。龙南县渡江镇象塘村田寮背村小组一块农田发生地面岩溶塌陷,上面直径约6m,底部直径约2m,深度约5m,面积超过30m2,周围有水。塌陷原因就是因为久旱少雨引起地下水位大幅度下降而引起的(图7-8)。

图7-8 龙南县渡江镇象塘村农田中的岩溶塌陷坑

长时间暴雨,会造成伏流与暗河的下游产生冲爆致塌岩溶塌陷以及土洞和窑洞地面塌陷。

图7-9 村前水田里的塌陷大坑之一

4.人为条件

(1)矿坑突水,造成地下水位下降,引发地面塌陷

2006年5月,江西瑞昌市横港镇楼下易村附近的苏家垅煤矿在开采时发生突水,地下水位迅速下降,地下溶洞发生崩落,使地面出现裂缝和产生塌陷。全村23户人家的房屋都存在不同程度的开裂,其中不少房子还是刚建不久的新房。同时,在村庄前方的水田里出现了6个塌陷大坑,这些塌陷坑小的有几平方米,大的超过20m2,水深1.5~6m不等,而陷坑附近的农田里则干涸无水,表层出现龟裂。在村子后面的小山顶上,一条长约30m,深约80cm,宽1~20cm的弧形裂缝将山头分成了两半,令人触目心惊(图7-9,图7-10)。“地面塌陷得这么厉害,房子的裂缝这么宽,我们也不知道房子会不会倒塌,这些天,晚上我们都不敢在家里住!”村民说。

图7-10 墙壁上出现的裂缝

(2)开采地下水引发岩溶塌陷

大量开采地下水而形成降落漏斗的地区,地下水运动强烈,促进了岩溶作用,加强了岩溶洞隙的发展,降低了地下水的浮托力,从而引发岩溶塌陷;愈接近降落漏斗中心,地下水运动愈强烈,岩溶塌陷愈发育。986年抚宁县石门寨开辟为秦皇岛市供水水源地,那里广泛分布着寒武系—奥陶系石灰岩,突然大量开采岩溶水,造成石门寨地下水位骤然下降,导致多处发生岩溶塌陷;一老汉赶着毛驴车,突遇塌陷,毛驴被陷死;石门寨中学80万元新建的教学大楼,因为岩溶塌陷,楼体斜歪开裂,新楼变成危楼、废楼。

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第1个回答  2020-12-26