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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