晚白垩世红色溶积钙质泥岩形成的地质意义 桂林白垩纪岩溶建造特征
由于桂林晚白垩世的红色钙质泥岩为古溶蚀残余成土作用的产物再固结而成，且其特征表明，晚白垩世桂林的石灰上已演化到棕色—红色石灰土阶段。因此，从其特征、形成条件及形成过程等方面，探讨其当时的岩溶环境及岩溶发育特征具有一定的地质意义。
5.4.3.1 气候环境
从棕色—红色石灰土的区域分布特征分析，桂林晚白垩世应处于热—亚热带以湿热为主的气候环境，目前，地质学界普遍认为，红层就是干旱气候环境的产物，特别是当其中含有或夹有蒸发岩时，更不用多说。桂林残存有晚白垩世的红色岩溶建造，其中有个别属于干旱气候下生长的植物种类的孢粉化石，故有人推断桂林晚白垩世为炎热、干旱的气候环境。
土壤学研究结果表明，尽管石灰土是一种非地带性土壤，但由于它的形成主要是碳酸盐岩遭受化学淋溶的结果，故其形成与分布受生物气候带的影响而表现出一定的地带性特征。如目前所见棕色—红色石灰土主要分布在热带、亚热带地区（表5.12）。该区由于受季风气候的影响，一般都具有高温多雨，干湿季节交替，但以湿热为主的特点。因此，目前普遍认为，产于碳酸盐岩风化壳中的棕色—红色石灰土主要是热带—亚热带地区比较湿润炎热气候条件下化学溶蚀作用的产物。由于红色石灰土常分布于地形平缓的碳酸盐岩古风化壳上，因而常认为其形成历史悠久，受古气候的影响较深刻。但是，这种古气候也是以湿热为主的，例如，孙殿卿先生曾指出[21]，大姑-庐山间冰期是“重要的红壤化作用时期，潮湿炎热的气候影响全国，广大地区产生红土风化壳，成为本间冰期的一个重要标志层”。又如在我国北方部分碳酸盐岩地区，可见不连续分布的红色风化壳。对于这种现象，田级生认为是第四纪更新世第Ⅰ、Ⅱ间冰期间的湿热气候条件下碳酸盐岩溶蚀与风化的结果[22]。
另一方面，红壤化及铁的地球化学性状和转化条件的深入研究，明确了低价的亚铁只能在有水介质的条件下，才能完成向高价氧化铁的转变，而湿热是实现这种转变的良好气候条件。
由于桂林晚白垩世的红色钙质泥岩的物质组成为古棕色—红色石灰土，因此，桂林晚白垩世应处于热—亚热带以湿热为主的气候环境。钙质泥岩中的微体古占生物化石组合以显示温湿、湿热气候的植物孢粉化石为优势，以及具有粒序层、纹层等流水标志，也是佐证。此外，桂林目前在白垩纪的岩溶建造中尚未发现蒸发岩也可示为例证。虽然邻近地区如广东、广西南部、湖南等地的一些中、新生代盆地中的白垩系中夹有一些膏盐层，但是大多层薄，分布零星或为脉状、次生纤维状等次生类型[23]，故只能反映盆地在其沉积成岩过程中曾处于一个短暂的干旱气候环境，而不能用作恢复长时期内的区域古气候环境的主要指标。
5.4.3.2 红色钙质泥岩的沉积堆积环境
从棕色—红色石灰土的成土特点及条件分析，桂林晚白垩世的沉积堆积环境是以小型的山间盆地、岩溶—断陷盆地，岩溶洼地为主。桂林晚白垩世的红色岩溶建造，目前所见的残存露头虽然在平面上零星散布，但范围却很广，常见断续分布。垂向上，高可达海拔580m的猴山顶，低可至海平面附近的李家村钻孔中均可见及。由于这种平面上分布的广泛性和垂向上分布的差异性，因而易被误认为桂林在晚白垩世的红层沉积覆盖了所有的岩溶地形，包括目前海拔300～600m的地区均曾被覆盖。据红色石灰土的成土特点及成土条件分析，表明桂林在晚白垩世期间要形成如此大面积的巨厚红层覆盖是比较困难的。
从前述碳酸盐岩的溶蚀残余成土作用可知，碳酸盐岩的成土特点之一，就是形成的土壤数量很少。因此，一般认为，若没有稳定的大地构造环境，没有巨厚的母岩以提供成土物质来源，以及长时间的湿热气候条件，要在高耸的碳酸盐岩峰体上，形成较厚的红色风化壳是难以想象的。虽然从前面的讨论中已知，主要成土时期可达1.2亿年（J—K），其中经历时间约为2400万年的桂林晚白垩世，主要以湿热的气候条件为主，表明该区当时具备形成较厚的红色风化壳的气候与时间的条件，然而，进一步的分析则表明，构造条件及岩石条件却难以满足。
首先，从构造条件上分析，在白垩纪时期，由于燕山运动的影响，桂林多期次的断裂构造活动较为强烈，并伴随有断块升降。其结果虽有利于岩溶水的垂直下渗对岩石产生淋溶，但由于其活动性强，致使水文地质条件时常发生变化而不能形成稳定的岩溶和成土环境。目前所见残存的晚白垩世的红色岩溶建造露头面积小，多沿断裂构造发展，并以重力坍塌、坡麓堆积的溶积钙砾岩为主（75%左右）即是佐证。
其次，从岩石条件分析，桂林晚白垩世的红色岩溶建造中的角砾成分主要是碳酸盐岩，表明该建造的物质来源主要是就地或近源的碳酸盐岩。若取晚白垩世的红色钙质泥岩中不溶物的总含量为70.11%（据表5.13），其容重为2.51t/m3[5]，应用5.4.1.1的公式，可粗略地算出每形成1m厚的钙质泥岩，就需要溶蚀66.94m厚的碳酸盐岩。若考虑红色岩溶建造是由溶积钙砾岩、溶积钙屑灰岩和溶积钙质泥岩组成，其中钙质泥岩以及砾岩和钙屑灰岩中的钙铁泥质胶结物仅占该建造中的25%左右，则可大致估算出每形成1m厚的红色岩溶建造，也需溶蚀约17m厚的碳酸盐岩。照此推算，如果要在整个桂林形成厚约100m的晚白垩世红色岩溶建造的覆盖层，就需要风化、溶蚀约1700m厚的碳酸盐岩，其中还不包括形成建造中角砾所需的碳酸盐岩的厚度。桂林附近从中泥盆统东岗岭组至下石炭统的碳酸盐岩，目前测出的最大厚度约为2000m，如果晚白垩世已剥蚀掉了如此厚度的碳酸盐岩，则桂林的碳酸盐岩就应当已被剥蚀殆尽了。然而，目前桂林大面积出露的仍为上古生界的碳酸盐岩，所见晚白垩世的红色岩溶建造分别与下石炭统和中、上泥盆统的碳酸盐岩呈岩溶不整合接触，这不仅说明其沉积-堆积地形本身是起伏不平的，同时说明古成土时期的剥蚀厚度不可能有那么大。
从上述诸条件分析，桂林在晚白垩世不可能形成大面积的、巨厚的红色岩溶建造覆盖层。从前述红色岩溶建造的产状及结构构造等特征，表明当时的沉积环境主要是一些小型的古山间盆地、岩溶－断陷盆地、岩溶洼地，洞穴。岩溶断陷盆地由于受断裂构造作用影响，下陷幅度较大，是周围溶蚀残余物质的中心聚集地，故其中沉积-堆积物的厚度较大。如潭南岩溶断陷盆地中就发育了总厚为180m左右的晚白垩世的红色岩溶建造，自下而上分别为砾岩（>100m）和泥岩（70余米，未见顶）。我们通过研究红色岩溶建造的岩石结构构造、组分特征、层组类型、产状特征等，探讨其形成环境，认为可划分为五个微（亚）相[5]，即：岩溶盆（坳）谷地、岩溶断（坳）陷谷地、岩溶坡麓、岩溶洼（凹）地-溶斗、岩溶洞穴－缝隙。
5.4.3.3 古地貌组合类型
从棕色—红色石灰土的形成过程及展布规律分析，桂林晚白垩世岩溶发育，以峰丛洼地为主要的地貌组合类型。由于红层常被认为是干旱、炎热气候的产物，而桂林又残存有晚白垩世的红色岩溶建造，故有人认为桂林在晚白垩世岩溶发育速度放慢了。然而，从碳酸盐岩成土过程及其土壤的展布规律分析，晚白垩世应是中生代期间岩溶发育最强烈的一个时期。
据土壤学家的研究，不同亚类的石灰土，其所经历的溶蚀、风化程度是不同的。从黑色→棕色→红色石灰土，云母类矿物的脱钾作用逐渐加深（表5.14）；粘土矿物的含量逐渐增大。这些均表明石灰岩中不溶残余物质所遭受的化学风化作用从黑色→棕色→红色石灰土是逐渐加强的，从而也说明棕色—红色石灰土所遭受的风化作用时间最长，是碳酸盐岩溶蚀残余成土作用过程中接近终端的产物。因此，桂林残存的晚白垩世的红色岩溶建造非但不是岩溶发育速度变慢的证据，反而可作为该区在晚白垩世岩溶发育强烈的依据之一。
土壤学家的研究还表明，石灰土的发育和岩溶地形的发展有着密切的关系，不同的石灰土类型反映不同的岩溶地貌形态（表5.12）。从前述已知，桂林晚白垩世形成的石灰土以棕色类为主，局部有红色石灰土，因此，从表5.2及钙质泥岩的分布特征可推知，桂林在晚白垩世的岩溶地貌形态组合以峰丛洼地为主，局部岩溶水汇水地带发育小面积的峰林平原和岩溶盆地。这也从另一个侧面表明上一节中关于沉积环境以小型盆、洼为主的推论是可信的。
另外，石灰土的分布规律也给我们这样一些启示，晚白垩世的红色钙质泥岩尽管其现在分布标高不同，但其形成时均应是在相对低洼之处，如坡脚、洼（谷）地、溶隙、溶洞等。这可从相当多的红色岩溶建造中出现规模不大的粒序层、纹层，以及其所含的CaO,MgO数量较高等现象得到证明。
可能有人还会提出这样的问题，既然这些红色岩溶建造形成时应处于低洼之处，为什么现在反而常见于山顶呢？这是由于岩溶建造是由碳酸盐岩溶蚀风化残余物所组成，故其成岩后与其周围构成正向地形的碳酸盐岩一同经历岩溶作用时，溶蚀速率自然要比周围碳酸盐岩的小，最终导致正负地形的相互转化。例如，据刘尚仁等人的最新研究[24]，广东很多处于断陷或坳陷盆地中的白垩纪红层，如罗定群、南雄群和丹霞群，系距今1亿年前后由盆地周围的石灰岩丘陵山地提供大量的石灰岩砾石和富钙溶液所形成。这种红层岩溶地貌的基本特征虽与一般石灰岩类似，但总体来看，要比一般石灰岩类的岩溶发育差。因而，随着长期的溶蚀，风化作用，正向的碳酸盐岩峰体就逐渐演化成负向的岩溶洼地，而相邻的由红色岩溶建造覆盖的洼地，有的由于受到红色岩溶建造的保护，遭受的溶蚀作用较弱，则逐渐演化成正向的峰体（图5.19）。此外，沿盆、洼地边缘的断裂而产生的差异升降，也有可能使产于盆、洼地中的红色岩溶建造抬升形成山峰。由于晚白垩世的红色岩溶建造的产状与岩溶地貌的演化之间存在着这样的一种演变关系，故在用红色岩溶建造恢复古岩溶地貌，探讨岩溶发育规律时，决不能简单从事，而应进行历史的和动态分析。
图5.19 晚白垩世的红色岩溶建造出露位置（产状）与岩溶地貌演化关系示意图
1.D2d-C1碳酸盐岩；2.K2红色岩溶建造；3.Q松散堆积物；4.断裂、裂隙
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桂林白垩纪岩溶建造特征~
1982～1985年，我们在桂林岩溶发育规律调研过程中，发现桂林灰绿色和红色溶积钙砾岩的胶结物分别含三叠纪、晚白垩世化石组合，并有相应同位素年龄值，根据各溶积钙砾岩的成岩度、产状、彼此有不整合接触关系，把成岩度较低褐色溶积钙砾岩定为喜马拉雅期，红色和白色溶积钙砾岩分别定为燕山晚期、早期，灰绿色溶积钙砾岩为印支期，而灰白色环带状溶积钙砾岩为前印支期[5]。
再经10年的后续研究，虽未发现其他时代的化石，但红色岩溶建造的古地磁研究，仍反映晚白垩世的极性带特征，进一步确定红色岩溶建造形成于晚白垩世。显然红色岩溶建造分布最广，产出环境最复杂，类型多，厚度变化大，这些又是晚白垩世地质构造运动强烈的反映，进一步明确是晚白垩世岩溶建造。由于古岩溶环境复杂，红色岩溶建造类型多，因此，就南方岩溶区而论，红色岩溶建造宜暂统称白垩纪岩溶建造。
5.2.2.1 形成于多级古地面
根据桂林岩溶区110多处古岩溶建造残存高程统计，晚白垩世岩溶建造相对集中在海拔300m、200m段上下，分别占30.8%～50.4%、40.5%～27.3%；其次是海拔400m、500m、150m等段上下（图5.2，表5.2）。高处古建造残存体反映其形成时古岩溶地面层次明显，即晚白垩世桂林岩溶区古地面高程300m上下，岩溶地（台）面明显，故古岩溶建造残留体最多；往上海拔400m、500m段上下的古岩溶高地（台）面也较明显，古建造残留体也较多；海拔500m以上更高的地（台）面呈残留状，台面不连续，其上古建造很少；古岩溶地（台）面往下，古岩溶建造沉积在地下。低处古建造体则反映现代岩溶剥蚀强，故古岩溶地（台）面以上建造残留体由高处到低处明显减少，而古地（台）面以下的古建造被剥露较多，残留体增加后突然减少。因此，古岩溶地（台）面（海拔300m）以下转变为现代岩溶地（台）面，它汇集了古岩溶面上的古建造残留体和新剥露的古建造体，故250m高程段残留体最多，达31.8%；往下海拔200m、170m、150m等段上下占建造残体也相对集中。亦略显层序性，往下突减至6.3%，往上古地面（海拔300m）以上的古建造残留体已很稀少。总之，海拔300m、400m、500m段上下及以上的古岩溶地（台）面，经长期岩溶剥蚀，古地（台）面渐变不明显，而海拔250m、200m、170m、150m段的现代岩溶地（台）面则渐显明显。海拔250m段上下是新老岩溶地（台）面交织转换的高程段，故古岩溶建造残留体最多。因此，古建造残留体相对集中的高程段是古岩溶地（台）面的残迹，也是古岩溶阶段性发育的标志。古岩溶地面以下古建造残留体相对集中的高程段，也是古地下岩溶发育的标志，其层序受古岩溶和现代岩溶发育阶段的制约。
图5.2 桂林古岩溶建造残留高程统计图
1.晚白垩世岩溶建造高点高程及含量（高处残留体）；2.晚白垩世岩溶建造低点高程及含量（低处残留体）；3.晚白垩世岩溶建造高低点平均高程及含量（高低处平均值）
表5.2 桂林晚白垩世岩溶建造分布高程统计表
5.2.2.2溶积钙砾岩为主
在桂林300多处晚白垩世岩溶建造中，仅两处由溶积钙砾岩、溶积钙屑灰岩和溶积钙质泥岩组成完整型红色岩溶建造。其中溶积钙砾岩约50%，其余为溶积钙砾岩为主体的钙砾岩型古岩溶建造（照片7,8），其中的溶积钙屑灰岩（照片9,10）和溶积钙质泥岩呈填隙物起胶结作用，或呈薄层和透镜状夹层，一般少于10%。若按残存面积统计，晚白垩世岩溶建造达26.61km2，其中李家村和马路厂两处，以溶积钙屑灰岩和溶积钙质泥岩为主体的岩溶建造，面积不及1.91km2。溶积钙砾岩是桂林白垩纪红色岩溶建造的主体，也是广西岩溶区白垩纪和其他时期古岩溶建造的主体。
5.2.2.3 无非碳酸盐岩角砾
桂林白垩纪岩溶建造不整合于前白垩纪碳酸盐岩上。构成岩溶建造主体的碎屑中，无前白垩纪碎屑岩或火成岩，或变质砂页岩的角砾、砾石或岩屑。局部地段建造中的硅质岩碎屑，是石炭系或泥盆系碳酸盐岩中的硅质结核形成的，一般少于1%。阳朔高田、桂林尧山、白藤嵅、雁山南、阳朔城北、驾桥岭和海洋山等地，所有泥盆系砂页岩的山坡下或山包附近的红色岩溶建造，与非碳酸盐岩彼此紧连，但古岩溶建造中的角砾、砾石、岩屑、砂屑中，无砂页岩及其变质岩或火成岩的成分，甚至胶结物中亦很难找到石英砂屑。岩溶建造的物质组成、结构构造资料，充分证实其中绝大多数碎屑来自就地或近源的碳酸盐岩。但李家村溶积钙质泥岩中的粉砂级石英（5%～10%），可能部分来自岩溶区外围的非可溶岩。
5.2.2.4 有碳酸盐岩构造岩碎屑和残余
古岩溶建造中常有碎粒化砾岩或糜棱化碎粒岩的角砾，有角砾化白云岩的角砾或碎粒白云岩、碎粒岩的岩屑（图5.3、图5.4），有褶曲状、溶孔化或与褶皱有关的角砾岩碎块（角砾）。出现这类角砾的地段常是断裂白云岩化的地段，或是断裂带和揉皱破碎带发育的地方，其中溶积钙砾岩与断裂构造岩和岩溶交代改造构造岩并存，是古岩溶和古构造研究的理想地段。
图5.3 溶积钙砾岩的角砾（示近源堆积）
1.碳酸盐岩碎裂岩角砾；2.可拼合的碳酸盐岩角砾；3.棱角—次棱角状碳酸盐岩角砾；4.钙泥质和碳酸盐岩细碎屑填隙胶结物，局部粒序层、纹层构造
图5.4 溶积钙砾岩的角砾（示在断裂带就地堆积及交代改造）
1.碳酸盐岩碎裂岩角砾；2.弱交代糜棱化碳酸盐岩碎粒岩角砾；3.强交代碎粒状或含碎粒碳酸盐岩糜棱岩角砾；4.棱角－次棱角状碳酸盐岩角砾；5.具局部纹层、粒序层的钙泥质和碳酸盐岩细碎屑填隙㬵结物，铁泥质交代改造断裂构造岩
5.2.2.5 有丰富信息资源
古岩溶建造中除含矿之外，其中碳酸盐岩角砾常以明显结构、典型构造、特殊色率或成分、含化石种属等特征，分别显示角砾来源及其形成时代。角砾的形态、含量、混杂比例、定向或立砾、后生结构构造或溶（侵）蚀特征等，能识别其搬运距离、运动方式、产出环境、古岩溶化程度。粗细碎屑的组合及其层面构造和砾间填隙物的层面构造等，显示古岩溶水的运动特征。岩溶建造的分布、产状、同沉积的化石、同位素、古地磁、化学元素等特征，亦能重建古环境。总之，岩溶建造的组成、产出特征及其角砾、砾间填隙物、化石、同位素、成岩成矿元素特征等，都能从不同侧面显示各种较突出的信息。
上述溶积钙砾岩岩石类型的基本特征是组成、结构构造变化大，体现同一成因类型有几种形成微（亚）环境，反映陆相岩溶沉积堆积大环境中包含诸多微（亚）环境（相）。因此，综合分析古岩溶建造的岩石组合类型、层面构造、产状和某些微（亚）相的标型特征，成为全面认识和重建岩溶沉积堆积微（亚）环境（相）的重要依据。
5.3.3.1 阳朔后背嵅 槽（谷）的重建
阳朔后背嵅晚白垩世岩溶沉积环境的恢复，是在岩溶地质填图的基础上，通过溶积钙砾岩角砾的系统观测，逐点确定其成因类型及亚相的标型特征，逐一确定其产出的微（亚）环境，同时结合槽谷内外碳酸盐岩基岩、溶积钙砾岩类型、岩石组合的空间分布，彼此呈伴生匹配，以及古 岩溶水于槽谷中可能具间歇性流动。因此，确认为 槽（谷）沉积堆积环境。基本依据如下所述。
图5.11 阳朔大理石厂南溶积钙砾岩（露头素描示角砾混杂和纹层构造）
1.碳酸盐岩角砾，大小混杂、悬殊；2.碳酸盐岩砂屑，钙泥质填隙胶结物，具纹层、粒序层构造，局部呈变形纹
晚白垩世后背嵅附近碳酸盐岩基岩的分布概况，槽内G3点南北有残峰，高出谷底不足20m，略低槽谷上缘。谷南端封闭于现在417峰体一带，古石峰（山）体（溶岜）高于600m。自此往东至将军山一带溶岜间夹溶岧呈断续分布，构成古岩溶剥蚀区；往西至白沙堡西北海拔281.8m峰体一带为溶岜、㟖地区，溶岜高出古地面（标高约350m）不足150m，槽谷朝北开口，可能有间歇性水往北流。紧邻槽谷东缘为岩溶台地或较低缓的残丘高地。因此，在白沙堡的东、西、南寨门和水嵅北等地，溶积钙砾岩间均有基岩裸露（图5.12）。
槽谷内外溶积钙砾岩的基岩出露点和槽谷南部海拔417m、452.8m等峰体坡下，碳酸盐岩基岩与溶积钙砾岩间，常有溶积钙屑灰岩夹层，反映较典型的坡残积—坡麓堆积类型较广泛分布。
槽谷内溶积钙砾岩（图5.13）所反映的微环境特征较典型：中下游段有坡麓类沉积堆积，以G1、G5为例。G5溶积钙砾岩角砾呈次棱角状、次圆状、浑圆状混杂堆积，角砾总量达67.8%（表5.7）大于该类角砾的平均值64.7%。G1溶积钙砾岩角砾，呈棱角状、次棱角状，除灰岩、白云岩外，还有构造岩，略呈定向排列，但附近有立（悬）砾，有的略呈旋转现象。槽谷中、上游段有坡残积类（G6、G12）、冲-淤积类，但主要是洪-冲积类和冲积类。后者以G7、G11、G15、G16等测点为代表。G7溶积钙砾岩角砾大小混杂，以棱角状、次棱角状为主，达72.6%（表5.8），若干角砾排列呈层状构造，附近有大于1～2m的巨砾。砾岩呈基底式、角砾支撑式、混合式构造都有。填隙物有粒序层或不明显，个别有纹层，显示洪-冲积特征。
图5.12 阳朔水嵅古岩溶建造分布图
1.白垩纪岩溶建造；2.晚泥盆世碳酸盐岩；3.古岩溶建造残山峰体海拔高度（m）;4.残山峰体海拔高度（m）;5.现代地面海拔高度（m）;6.揉皱破碎带；7.断裂；8.洼地；9.落水洞；10.消水洞；11.出水口；12.洞穴；13.溶潭；14.水库
图5.13桂林后背嵅 谷（槽）测量点分布图
1.角砾测量点编号；2.冲－淤积类溶积钙砾岩；3.坡残积类溶积钙砾岩；4.坡麓堆积溶积钙砾岩；5.洪－冲积类溶积钙砾岩；6.冲积类溶积钙砾岩；7.残峰；8.残丘；9.古地下河出口；10.溶岜；11.残留高程；12.寨门；13.洼地；14. 谷（槽）
表5.7 G5测点角砾径统计表
表5.8 G7测点角砾径统计表
槽谷上下游段都有冲－淤积类溶积钙砾岩，但上游的角砾含量达44.3%（如G14），大于本类角砾的平均含量（36.8%），下游角砾仅30.1%，明显减少，小于平均含量。下游角砾以次棱角状、次圆状为主，高达81%，其次是浑圆状（表5.9），无棱角状角砾。灰岩角砾达80%，砾径比白云岩角砾大。磨圆度和粒（球）度比值均较大，显示下游角砾被搬运较远。若进一步分析下游G2、G4、G3、G8等4个观测点，彼此相距不远，但结构构造变化很大，反映微环境的亚相标型特征不同：G4点以次圆状小砾石为主，但附近却有棱角状的，大于45cm的角砾，还有若干立砾，显示崩落特征；G2点以次圆状角砾为主，但附近有大于1m的巨砾，其排列显示坍塌特征，但砾间填隙物具粒序层和纹层构造，且砾两侧截然不同，显示块砾坍塌之后的充填淤积特征；G8点则以白云岩角砾为主，棱角状至浑圆状砾石混杂，即使有大于1m的巨砾，亦呈次棱角—次圆状，砾间白云石（岩）砂屑和泥质混杂无序，呈冲积特征；G3点角砾呈略有定向构造，但附近有斜层理和交错层理，显示河流相特征。
槽谷上游G13、G15点有坍塌现象，而G12到G14点普遍有古钙华重结晶现象，G14点附近古钙华呈北西西方向延伸明显。这些显示古洞穴或洞口附近的沉积堆积现象，推测位于槽谷上游或端部的洞穴或地下水吞吐口，即古岩溶水间歇性出流的地段，也是推断 槽（谷）的另一依据。
表5.9 G2测点角砾径统计表
综上所述，白垩纪后背嵅东西侧为古岩溶台地，其上是溶岜㟖地或局部有溶岧嵅地，古地势东、西、南三面高，溶岜间夹溶岧的古山体连绵。槽（谷）内有残峰，与其他古负向形态过渡带有残丘。槽（谷）旁侧沉积－堆积的各种成因类型的溶积钙砾岩型古岩溶建造，在下游段以冲－淤积类和坡麓堆积类为主，中下游段为坡－坡麓残积堆积类为主，中上游段以洪－冲积类为主，间或坡残积、冲-淤积类，崩（坍）塌堆积类各段都零星分布，上游段至端部古钙华零星分布。这些古岩溶建造与古山体呈伴生匹配分布，综合显露晚白垩世后背嵅是朝北开口的 槽（谷）地古岩溶沉积环境，其东、西、南、北与周围的㟖地、嵅地、槽谷等古岩溶负向形态以不同形式连通，北口与李家村－马路厂 槽（谷）地相通，是其南延的端部或是支槽（谷）尚难断定。
5.3.3.2 桂林地水洞—水岩头㟖（嵅）地的重建
白垩纪地水洞—水岩头附近碳酸盐岩基岩的分布概况 其北自金子山至双全，东由高嵅到下黄泥嵅，南从鸡懒嵅至浪石，西杨堤至枫木嵅，连同四周均为溶岜间夹溶岧的古山体，高程近1000m，其间㟖地间夹嵅地相伴分布，地势起伏较大，峰洼差中等，局部较大，地面高程400m以上。上述推测依据是这些地方如今残留峰体高程均400m上下，南、北部仍保留405～460m高程的高洼地，东、西部350m上下的残留高洼地众多。四周普遍发育250m以上的洼地。以洼地残缺、叠置、串连等结构特征，推断这些洼地多数由㟖地、嵅地发展演化而成。地水洞、水岩头分别是当时的㟖地、嵅地。如今前者残存为串珠状洼地，其中叠置溶斗，古石牙、残丘被晚白垩世溶积钙砾岩覆盖，已有裸露，甚至成孤峰或戴“帽”峰群。后者成为溶积钙砾岩构成的高耸峰体，其周围还耸立碳酸盐岩基岩峰体，基岩峰下，山坡间有溶积钙砾岩小峰（山）体离立或紧贴。进而以洼地和峰体的相伴分布及其残留高程，上述高程推断为古地面、古山体的高程。
古岩溶建造在地水洞—水岩头的分布概况 地水洞北，零星发育坡－坡麓残积堆积类溶积钙砾岩，局部间夹洪－冲积类溶积钙砾岩；其东上、下黄泥嵅附近发育洪－冲积类和坡－坡麓残积堆积类溶积钙砾岩，局部有崩-坍塌积类溶积钙砾岩；其南发育坡-坡麓残积堆积类和崩-坍塌积类溶积钙砾岩，局部有冲-淤积类溶积钙砾岩；其西偏南，即水岩头附近为崩-坍塌积类和坡麓堆积类溶积钙砾岩，间夹洪-冲积类或冲－淤积类溶积钙砾岩。地水洞㟖地内古石芽、残丘（峰）、溶裂较发育，溶积钙砾岩组合、角砾形态及其局部排列方向性、岩石混杂的结构构造，胶结填隙物的局部具纹层、粒序层构造等标型特征（图5.14），明显反映地水洞是㟖地的古岩溶沉积环境。水岩头主要由崩-坍塌积和坡麓堆积类溶积钙砾岩组成，其中下部有很多白色方解石巨晶、晶包和晶簇，与红色钙砾岩混生（图5.15），说明水岩头由㟖地演变成较深的嵅地。因此，底部与古洞穴（古漓江地下河段）或古峡谷相通。这类混杂堆积特征在鲤鱼跳龙门、杨堤北等漓江两岸（图5.16）常见，反映龙门、水岩头、双全等古漓江段，在白垩纪时可能是古地下河段或极深的古峡谷（洞穴）。谷（洞）中崩-坍塌块石堆积巨厚，其中下部浸泡于水中，使纯净的白色方解石沉淀，直至固化胶结成岩。总之，古岩溶建造以崩－坍塌堆积类为主，其角砾、砾块混杂，砾间普遍有巨晶方解石，呈晶包状、马牙状、环带状构造的泥质方解石充填胶结，局部填隙物纹层明显（图5.16），这些标型特征显示了崴地深部古岩溶微（亚）环境的沉积堆积特征。
综上所述，地水洞—水岩头地带是溶岜㟖地向溶岧嵅地演化较有代表性地段。桂林古岩溶区类似的古岩溶形态，在瓮里村、水里湾、布机寨等地亦有。这些地段的古岩溶建造基本特征类同，视厚度和分布面积稍大，岩石类型及其组合混杂，呈小片状、锥状分布，体现了溶岜㟖地间夹的簇状嵅地或孤立嵅地的沉积堆积环境。
图5.14 桂林地水洞㟖地溶积钙砾岩剖面略图
1.坡-坡麓类角砾；2.洪-冲积类角砾；3.崩-坍塌类角砾；4.冲-淤积类角砾；5.砂（岩）屑填隙胶结物，局部为粒序层；6.铁泥质填隙胶结物，局部为纹层；7.上泥盆统融县组碳酸盐岩；8.上白垩统溶积钙砾岩；9.近东西向断层走向
图5.15 桂林水岩头嵅地溶积钙砾岩剖面图
1.崩-坍塌积角砾；2.坡麓堆积角砾；3.洪-冲积角砾；4.冲-淤积角砾；5.中-细砂（岩）屑填隙物；6.泥质填隙物；7.巨晶白色方解石填隙胶结；8.断裂；9.上白垩统溶积钙砾岩；10.上泥盆统碳酸盐岩
图5.16 杨堤北溶积钙砾岩填隙物素描图
1.灰岩；2.白云岩化灰岩；3.巨晶方解石；4.晶牙（簇）状方解石；5.红色钙泥质、砂屑填隙物；6.具纹层构造；7.具环带构造
5.3.3.3 桂林羊田㟖地的重建
羊田附近碳酸盐岩基岩分布概况 羊田北江口至东福一带，东自雁山往南至六塘，西从道村至广洞、陵山附近，基岩峰群广泛分布，其残留高程400m以上者较零星，300m上下者很广泛，伴随的残留洼地近300m者较零星，但200m上下的较多，反映古地势起伏仍较大，南高北低，东西较高。根据前述残留高程推算，古山体（溶岜）高程应在600m以上，古地面高程在350m左右。
羊田附近古岩溶建造的分布概况 羊田地段为钙砾岩型古岩溶建造，西南和东北为坡残积类、西为坡 坡麓类和洪 冲积类溶积钙砾岩，与碳酸盐岩基岩呈岩溶不整合接触（照片13，图5.17）。碳酸盐岩基岩面呈10～20m起伏，或呈阶梯状断裂带，阶梯高差5～20m。溶积钙砾岩呈等轴状、条状（图5.18），不规则状分布，面积不大，视厚度较大，达100m以上。红色溶积钙砾岩以棱角状、次棱角状碳酸盐岩角砾为主，有些为次圆状，呈混杂堆积。砾径10～30cm，局部以30～50cm为主，混杂无章。有些巨砾或角砾局部呈定向构造，反映基岩产状特征。填隙物多为混杂堆积，无层理，局部呈纹层或粒序层构造。总之，角砾和填隙物均显示坡 坡麓残积堆积类为主和局部为洪－冲积类特征。西侧和东北侧溶积钙砾岩，局部纹层或粒序层构造明显。有的充填、淤积于溶裂或断裂带内，其角砾有断裂构造岩和白色方解石碎块，与岩溶交代改造断裂构造岩共存。
图5.17 桂林羊田溶积钙砾岩剖面略图
1.上白垩统溶积钙砾岩；2.上泥盆统碳酸盐岩；3.断层；4.岩溶不整合
图5.18 桂林羊田白垩系溶积钙砾岩平面形态
1.上白垩统溶积钙砾岩；2.羊田孤峰等处为图5.17剖面位置；3.上泥盆统碳酸盐岩残峰高程（m）
综上所述，羊田地段以坡残积类和洪-冲积类溶积钙砾岩为主，与溶岜伴生共存。据产状、亚相标型特征，区域资料对比，确定白垩纪羊田为椭圆形㟖地古岩溶沉积堆积环境，附近碳酸盐岩基底起伏不平，与北西西向断裂带（低谷）连通。椭圆形长轴呈北西西，西南段较深，壁较陡，局部地段呈阶梯坎。受同生断裂影响，古岩溶建造中不仅有构造岩的角砾，还与岩溶交代改造岩共存，甚至溶积钙砾岩底部遭潜蚀，于鞔近期形成洞穴。
5.3.3.4 古溶斗、溶（竖）井等基本形态的恢复
㟖地、嵅地和槽谷或 谷（槽）是古岩溶负向形态中主要的大形态，其岩溶沉积堆积环境的恢复如上所述，这些基本方法也适用于古溶斗、竖井等基本形态的恢复。但古岩溶建造与正向形态的相关或伴生关系的重要性略减，而古岩溶建造平面形态及其与碳酸盐岩基岩的接触关系，成为恢复这些形态的基本依据，古建造类型及其岩石类型、组合、结构构造等标型特征，乃是区分古岩溶基本形态的主要依据（表5.10）。
表5.10 古岩溶基本形态及沉积堆积特征对比表
筒状溶积钙砾岩的沉积堆积环境判别 古岩溶建造中常见筒状溶积钙砾岩，呈柱状、笋状孤立分布，或呈峰顶“帽”，或呈坍坑、小溶（竖）井形式断续分布。以阳朔白马洞附近、红头岭、桂林安山底、烂桥堡等地筒状溶积钙砾岩为例，从其平面形态看，都呈等轴状或近圆状和略呈小椭圆状，而筒状溶积钙砾岩与碳酸盐岩基岩的接触产状、钙砾岩的岩石组合却有差异；红头岭溶积钙砾岩底部与碳酸盐岩基岩接触面较平缓，沿基岩倾斜面延展。与附近两小规模溶积钙砾岩体可能为一体，且底部红色钙泥质较多或较多薄层状钙屑灰岩夹层，局部有纹层、粒序层构造，应属古溶斗沉积堆积环境；白马洞附近溶积钙砾岩筒，与碳酸盐岩基岩接触面参差不齐，毗邻基岩碳酸盐岩峰体同简状钙砾状岩峰体一样，均呈筒状或峰壁陡立（大于60°）的峰群，显示彼此具陡立接触面，棱角状角砾为主，大小混杂，有些坍塌或崩落角砾，局部有巨晶方解石团块，显示古竖井沉积堆积特征；而安山底溶积钙砾岩筒（竖井），垂向延深大于30m。除较多巨砾外，还有较多砾间纹层状似粒序层状钙屑灰岩，间夹较多方解石晶包，中小角砾普遍具环带状构造胶结包绕，晶包常有牙状、环带状构造，较多巨晶方解石团块或晶包，这些更显示具古竖（溶）井坍塌堆积特征。
确定这类基本形态的岩溶环境，必须在古岩溶建造形态、产状研究的基础上，深入观测标型特征，辅以角砾系统观测，填隙物层面构造和角砾分布、组合构造的鉴别。这对岩溶沉积-堆积环境的区别，或对物质运移方式，特别是水的流态特征的了解，将会更深刻。此外，对与热液（水）岩溶作用有关的岩溶成岩（矿）特点、交代改造现象的掌握很重要，这是确定古溶裂或竖井的重要标志。确定这类基本形态时，应着重区别两种情况：其一，溶积钙砾岩筒的产出或剥蚀深度，以确认是剥蚀残余或是真实筒状体。前者与周围有关古岩溶建造有空间联系；或与主要古岩溶负向形态有成生联系；后者与周围碳酸盐岩基岩截然接触，孤立出露，垂向延深明显。其二，溶积钙砾岩有无岩溶交代改造现象，通常，冷交代发生在浅部，以局部交代为主，原生结构构造间夹后（次）生结构构造，热交代在深部，交代较普遍，结构上重结晶较强，致使原生构造消失或不同程度残留。
这类形态之所以是基本的，是因为在古岩溶中普遍发育。若基本形态成群成带分布，其展布方向常常是古构造特别是断裂或背斜轴部的延伸方向，或是向斜汇水带具等距离性聚水凹地。这种古岩溶现象在古构造研究和岩溶沉积堆积矿床的勘测、预测上，均有一定指导意义。
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