古岩溶研究的一些基础科学问题

1. 古岩溶研究的一些基础科学问题

古岩溶研究中，改造与建造是最主要的基础问题。岩溶作用的过程综合反映在岩溶改造与过程，两者伴生匹配关系集中在其时空组合上，其中的岩溶成矿建造和深岩溶是关键问题之一。对岩溶成岩成矿作用及其理论的提出，将起巨大作用。
古岩溶中的成岩成矿作用和深岩溶作用，较充分体现岩溶水性质转化、运动特征和过程，是地质、气候、水文、岩溶等宏观环境，以及封闭度、温压条件、酸碱度、氧逸度、水和气体、固态物质成分性质等微观物理化学条件的综合平衡和反映，也是岩石、大气、水和生物这四大圈层协调运动，在不同时空、不同深度环境体现碳循环的踪迹和效应。
古岩溶建造和深岩溶作用中的古温度、同位素地球化学，在岩（矿）石成分、结构构造、类型、组合特征和各种存在形式或包裹（岩）体、重结晶的形成、演变标志，揭示岩溶水循环过程和相关环境条件，是论证岩溶作用及其过程的依据，作为成生关系和岩溶发育、演变的有力论据，也是地壳运动在成岩成矿的形成演变或深岩溶发展过程的轨迹之一。
地质作用是地壳运动的主要表现形式之一，而岩溶作用是地质作用的重要组成部分。在古岩溶现象系列中，除古形态和建造、深岩溶外，古岩溶洞穴系统、古岩溶水文网和岩溶地球化学、生物岩溶等，都是古岩溶形态和组成诸多问题中尚待深入研究的问题。协调研究这些问题，才能较全面认识和理解岩溶作用、岩溶发育规律及历史。岩溶作用及其过程，都通过古今岩溶现象真实地记录了地壳运动的踪迹。通过岩溶古环境的重建，不同地区不同岩溶期古岩溶资料的积累，反映源于地壳运动的其他地质历史记录，表明碳循环在古今岩溶作用中都起过重要作用。
参考文献
[1]邓自强，林玉石，张美良，等.桂林岩溶与地质构造.重庆：重庆出版社，1988
[2]林玉石，邓自强，刘功余，等.桂林岩溶建造的相分析.广西地质，1987,1（6）:57～65
[3]张美良，林玉石，邓自强.桂林白垩纪（古）岩溶形态研究.见：岩溶与人类生存、环境、资源和灾害.桂林：广西师范大学出版社，1996,104～110
[4]张美良，林玉石，邓自强.论古岩溶建造——以桂林岩溶区为例.见：岩溶与人类生存、环境、资源和灾害.桂林：广西师范大学出版社，1996,91～97

2. 古岩溶建造中的溶积钙砾岩

国内外古岩溶研究表明，各岩溶化时期都有溶积钙砾岩，过去曾统称为古岩溶角砾岩。由于研究侧重点不同，虽取名不同但都强调与岩溶作用有关，并以其组成、产状特征，反推相关古岩溶现象，如古洞穴、塌陷、不整合、容矿空间、矿质来源等。文献中常见的膏（盐）溶角砾岩、坍塌角砾岩、溶塌角砾岩，都认为是岩溶作用形成的，其中溶解（塌）角砾岩更具代表性，已被广泛引用。
不同岩溶期古岩溶建造的相继发现，使古岩溶研究不断深入，都建立在溶积钙砾岩研究的基础上。诸如桂林岩溶区前印支期、印支期、燕山早期和晚期、喜马拉雅期等5个岩溶期的提出、区域岩溶发育特征和各种古岩溶现象的认识，都是通过深入研究溶积钙砾岩实现的。广东煤田勘探中，研究对比了三叠纪、侏罗纪、白垩纪、古近-新近纪的角砾岩，理出了白垩纪黎坑砾岩，它与成煤无关，而是溶积钙砾岩，应与继承式控煤盆地发展有关。湘南找铀实践中，二三〇研究所的同志称一些印支期、燕山期的溶积钙砾岩为古岩溶沉积体。广西将凌云深洞、南丹—六寨等诸多二叠纪的溶积钙砾岩，称沉积脉（体）。川、滇地区晚震旦世的溶积钙砾岩，统称暴露相，已建立一套岩（矿）石系列和相应的古岩溶现象。总之，不同岩溶期溶积钙砾岩的相继发现和研究，促进了区域岩溶发育规律，特别是古岩溶研究认识的深化。
综上所述，桂林各期古岩溶建造和其他岩溶区不同期的古岩溶建造都以溶积钙砾岩为主体，称钙砾岩型岩溶建造，其中白垩纪红色溶积钙砾岩最有代表性，以分布广、类型多为特色。溶积钙砾岩、钙屑灰岩是古岩溶建造中蕴藏各种地质、地理、环境、气候等信息多而易觅集的信息层，吸引我们做更深入研究。

3. 古岩溶形态的恢复

根据岩溶建造恢复古岩溶形态，古岩溶建造组合和成因类型是认识古形态的重要依据，全面研究岩溶建造是正确恢复古形态的关键，实践表明：古岩溶建造的时空分布取其形态、产状特征，以其平面形态、视厚度、分布高程及彼此相关比值、组合和差异等，综合反映在岩溶发育的不同阶段和不同岩溶区；古建造的时空分布还表现在其早期产出受控于构造，特别是断裂构造、古岩溶水文条件等，而建造残留的现代出露程度，其实质是确定古岩溶建造与下伏基岩的相关关系，以综合估计新生代以来的岩溶剥蚀度，是恢复古岩溶形态的基本骨架和组合类型。
在以古岩溶建造重建古岩溶环境的基础上，深入研究古岩溶建造的岩石成因类型，特别是溶积钙砾岩的成因类型、组合特征、结构构造及标型构造等，以这些特征区分古岩溶微（亚）环境，确定其产出位置的古岩溶形态的基本类型，如竖井、溶斗、㟖地、嵅地、坡麓等，这一重建是古岩溶形态研究的模拟实验，也是上述认识和建立古形态骨架的再实践。

4. 古岩溶盆地

控制河南铝土矿床形成与分布的古岩溶地貌形态主要有溶斗、溶洼、溶盆及平坦洼地等。
在岩溶平坦洼地发育阶段,由于长期的岩溶作用,使岩溶负地貌的面积不断扩大,地形起伏变小,构成长度在十几千米的大型洼地,接受沉积的铝土矿含矿岩系的厚度一般较稳定,含矿岩系厚度往往在10~20m左右,矿体厚度小于3m为常见。矿体以层状或似层状产出,连续性好,单个矿体长度大于1000m,多为贫矿。
在溶盆发育阶段,由于地壳处于相对稳定的状态,地下水的水平作用增强,垂直渗入带的厚度减小,所形成的封闭或半封闭盆状地形内接受铝土矿的沉积。在沉积区域内的岩相古地理条件适宜、成矿物质来源丰富时,常可形成似层状、透镜状矿体,厚度较稳定,矿石品位变化小,以中等品位为主,矿体连续性较好。如偃师夹沟铝土矿床。
在溶洼发育阶段,地下水从垂直渗入转为以水平作用为主,垂直渗透阶段所形成的溶斗受地下水的侧向溶蚀逐步扩展,负地形的面积逐渐占优势,形成幅宽达数百米、边坡平缓、底部较平坦的闭合负地形,在剖面上多呈碟状,构成较好的铝土矿储矿空间,矿体多以透镜状、扁豆状产出,矿石品位较高。如登封大冶铝土矿等。
在溶斗发育阶段,地下水以垂直渗入作用为主,形成直径百余米、深十几米至几十米的闭合负地形。铝土矿沉积在溶斗内以溶斗状产出,矿体产状突然变陡,且倾向指向溶斗中心,边坡角一般为50°~60°,矿体的厚薄、矿石的贫富与溶斗的深度和闭合程度明显相关。溶斗越深,其所控制的矿体就越厚,矿石越富。溶斗是河南优质厚大铝土矿控矿的主要古岩溶类型,几乎所有优质厚大铝土矿体都产于溶斗之中。