三明市位于福建省中心地带,是中国福建绿色生态省建设的主要地区,目前正规划实施“海西三明生态工贸区”建设,推动三明市区与沙县、永安同城化空间整合,跨区域发展。在参与工贸区建设过程中,由于大量工程分布于岩溶发育地区,关于岩溶塌陷的研究尤为重要。上世纪70年代以来,区内关于岩溶塌陷的报导就屡见不鲜,这些岩溶塌陷事件不仅造成巨大经济损失,影响人民生命财产安全,还严重阻碍当地经济建设与生态环境保护。因此,调查并分析区内岩溶特征、进而研究岩溶塌陷的分布规律与形成条件,对城市规划建设、工程选址、岩溶塌陷防治以及地质生态环境保护具有重要意义。本文在详细的地表岩溶地质、岩溶水文地质和岩溶塌陷测绘调查基础上,通过大量的钻孔资料,以及对灰岩溶蚀试验、地下溶洞物理探测试验、覆盖层物理力学指标等分析测试,对三明工贸区岩溶发育特征、岩溶塌陷及岩溶区的相关环境问题进行了较系统、深入研究,主要取得以下新的成果认识:1.研究区内灰岩按岩性地层分为船山组微晶灰岩和栖霞组含燧石灰岩,按其埋藏条件分为裸露型、覆盖型、埋藏型灰岩区。岩溶地貌共分三类:三明万寿岩为代表的岩溶孤峰地貌;永安大湖盆地为主的岩溶残丘与洼地组合地貌;三明盆地为主断陷盆地与地下岩溶组合地貌,总体表现为岩溶丘陵洼地的亚热带岩溶地貌组合特征。2.永安大湖盆地内的地下溶洞在横向上发育并不连续,整体表现为集中在标高30～10m、-10～-25m、-70～-100m灰岩段岩溶发育,溶洞以0.5～3.0 m规模为主,随着埋深加大,溶洞数量迅速减少,其发育形式主要应为岩溶管道型。按照岩溶发育程度强弱特征将永安大湖盆地划分为三个岩溶分区:增田—霞鹤岩溶强烈发育区、岭干—湖峰岩溶中等发育区和益溪—浦岭岩溶微弱发育区。永安大湖盆地岩溶发育处于壮年期阶段。3.三明盆地地下岩溶溶洞大致可分为上下两部分似层状发育:上部溶洞发育,发育溶洞标高197.5～103.3 m段内,洞径规模一般集中在3～5 m,最大20 m;下部溶洞标高109.0～84.5 m段内,洞径规模一般集中在1～3 m,最大13 m,一般少充填或无充填。按照岩溶发育程度强弱特征将三明盆地划分为岩溶强烈发育区。4.研究区岩溶发育的主要影响因素分为四类:(1)岩溶发育受岩性成份、结构及微裂隙发育情况决定;(2)地质构造与岩溶发育关系密切,不仅控制着岩溶发育的方向,而且还影响着岩溶发育的规模和大小,岩溶率在断裂带上出现明显的增高趋势;(3)地下水文网的特征是岩溶发育的主导因素。在地表水、地下水的径流、排泄区,其岩溶发育程度明显较强;(4)新构造升降活动使地下水的循环交替条件发生变化,灰岩中溶蚀带也会发生相应的变化,岩溶发育的空间位置与方向也会改变。5.首次采用微动探测法探测地下充水溶洞,并论证其适宜性。认为本研究区可采用高密度电法和微动探测法的综合物探方法进行大范围的探测,利用少量钻孔结果作标定,并进行对比映证,以此来指导岩溶区工程勘察、为钻探孔布置提供物理依据,减少钻探工程量缩短探测周期。6.区内灰岩的溶蚀速率并不是恒定的,表现出了与地下水温度变化一致的波动规律,受地下水的温度影响最大,随地下水温度升高而溶蚀速率加大。另影响灰岩溶蚀速率因素较多,灰岩的溶蚀速率还受灰岩结构、裂隙发育情况及地下水流速影响,灰岩中微裂隙相对发育的溶蚀速率就大。7.通过对万寿岩、永安鳞隐石林层状溶洞内的沉积物测年和发育过程分析,并与七仙洞阶梯状溶洞对比,显示区内从中更新世以来至少经历了四次隆升期和三次间歇期,但总体活动强度较弱,并表现出了间歇性和差异性上升的新构造运动征。8.岩溶水文系统相比其它水文系统更为复杂,在覆盖型岩溶区抽排地下水过程中易产生岩溶塌陷地质灾害。岩溶区地下水的生态保护应实行从补给区到排泄区全流径过程管理,特别是应加强补给区的管理,严禁在岩溶水补给区建设垃圾填埋场、高污染行业工业区等。9.三明工贸区内的岩溶塌陷从成因上可分为自然塌陷和人为塌陷,多集中在永安大湖盆地和三明盆地内的洼地内。研究区内的岩溶塌陷机制存在以下四种模式:(1)溶蚀—重力致塌模式;(2)潜蚀致塌模式;(3)土体流变—压差场—盖层失托增荷效应致塌模式;(4)荷载致塌模式。10.利用改进指标系统的突变级数法对区内岩溶区进行易发性评价,结果表明大湖镇中心地带如坑源村、湖峰村一带属于极易塌陷地区,坑源村以北、至罗家坪以南一带的大湖盆地边缘属于易塌陷地区,其他隐伏岩溶区则属于岩溶塌陷的较稳定或稳定地区。三明盆地中除陈大镇一带属于极易塌陷地区,其余埋藏型岩溶区属于岩溶塌陷的较稳定或稳定地区。这也是研究区首次使用突变级数法进行岩溶塌陷易发性定量评价。11.岩溶塌陷对区内城市建设的影响可分为对城市规划的影响、对岸防工程的影响、对地质遗迹保护的影响和对矿山生态环境修复的影响四个方面。岩溶塌陷的防治思路可根据塌陷形成的基础条件、塌陷触发条件或塌陷的成因采取相应的措施。