以岩石裸露率作为石漠化等级划分的原则, 根据广西壮族自治区《岩溶地区石漠化综合治理规划(2008)》和广西石漠化遥感影像图的情况来看, 广西轻度、中度、强度和极强度石漠化面积分别为2353.1 km²、6590.6 km²、13042.0 km²和1805.1 km²。其中, 强度、极强度石漠化面积占到总石漠化面积的62.4%, 为广西石漠化分布的主要类型。目前已有的研究从区域分布、河流流域、岩溶地貌等多个角度对石漠化分布进行了研究(蒋忠诚等, 2011)。从区域分布上看, 广西石漠化大致以崇左— 贵港— 贺州一线为界, 在此线南面的钦州、防城港、北海、玉林和梧州地区基本无石漠化现象。而在此线以北的桂中、桂北及桂西广大地区均有不同程度的石漠化分布。其中以大化、靖西、平果、忻城、都安等县级地区最为严重(表 1)。

从流域上来看, 广西石漠化基本上分布于珠江流域上游, 包括右江— 左江之间(包括田东、平果、隆安、德保、靖西、天等、大新、崇左、扶绥), 红水河(刘璞, 2007)— 柳江沿岸(凤山、东兰、巴马、大化、马山、都安、忻城、合山、来宾、环江、河池、宜州、罗城、柳城、永福、鹿寨、象州、武宣), 漓江沿岸(桂林、阳朔、平乐、荔浦)等均存在石漠化连片分布。另外, 全州和那坡分别属于长江流域和红河流域石漠化分布区。从岩溶地貌上分析, 以峰丛洼地和峰林洼地石漠化最为严重, 面积分别达到12782.84 km²和8218.89 km², 同时也是强度石漠化分布的主要地貌区(蒋忠诚等, 2011)。这些划分方案都是从现有的地理格局上对石漠化的分布进行划分, 具有直观性, 但没有阐明石漠化为什么会在这些地区发生。

广西大部分地区、黔南以及滇东南部分地区在古地理上属于右江盆地, 位于扬子台地南缘。早古生代末的加里东运动(广西运动)奠定了右江盆地相对较为稳定的构造基底(梅冥相等, 2001), 晚古生代, 广西一直处于一种拉张下陷的构造背景中, 逐步形成被动大陆边缘裂谷型盆地, 盆地内发育众多不同规模和形态的浅水孤立台地, 表现为一种“ 台盆相间” 的古地理格局(梅冥相等, 2001)。成规模的孤立碳酸盐岩台地主要包括:西林台地、乐业台地、凌云台地、靖西台地、平果— 崇左台地和桂中台地等。不同时期孤立台地的位置大体不变, 形态大小则随盆地构造活动以及海平面升降而有所不同。扬子台地南部边缘高能碳酸盐岩建造的主干部分位于贵州省境内, 部分延伸至隆林北部以及天峨、南丹的西北部。台地内碳酸盐岩发育, 陆源碎屑物含量普遍较低。在台地边缘一般发育有具障壁意义的生物礁相和颗粒滩相沉积。由于台地边缘水体能量大, 碳酸盐岩质纯并且沉积厚度巨大。

该分区属于上泥盆统碳酸盐岩地层形成的石漠化分布区, 石漠化程度以轻度、中度为主, 范围包括桂林市区、全州、临桂、永福、阳朔、荔浦、平乐, 以及贺州市区、富川、钟山等主要分布区。该分区石漠化基底碳酸盐岩大部分为上泥盆统融县组。这是由于该时期正处于泥盆纪最大规模的一次海退, 海域水深变浅, 在桂东北地区发育有一个较大规模的浅水碳酸盐岩台地, 范围与桂林— 贺州石漠化分区大致相当。该台地大部分被融县组纯质、厚层— 巨厚层灰岩覆盖(表 2), 在台地边缘广泛发育高能礁滩相沉积(沈建伟和张淑玲, 1994)。

该分区属石炭纪— 二叠纪碳酸盐岩地层出露的石漠化分布区, 以晚石炭世— 早二叠世碳酸盐岩地层石漠化较为严重(表 2)。在分区北部宜州— 柳城一带还有部分属于上石炭统的轻度石漠化分布区, 这是由于早石炭世该地区属桂北近岸型台地, 岩性以含泥质碳酸盐岩为主, 所属地层为下石炭统十字圩组、黄金组和罗城组(邝国敦等, 1999)。南部忻城— 柳江一带石漠化较为严重, 所属地层为上石炭统大埔组、黄龙组和马平组以及下二叠统栖霞组和茅口组。该地区为连续沉积的灰岩地层, 沉积厚度大, 陆源碎屑物含量少。其中, 黄龙组岩性为深灰色中— 厚层生物碎屑灰岩, 部分为灰白— 灰色厚层白云岩; 马平组为灰白色中— 厚层生物碎屑灰岩为主; 栖霞组为一套中— 厚层深灰至灰黑色灰岩组合, 泥质含量低; 茅口组为浅灰、青灰色厚层块状灰岩。

图1

Fig.1

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	图1 广西石漠化分布及分区图Fig.1 Division and distribution of karst rocky desertification in Guangxi

表2

Table2

表2(Table2)

表2 广西石漠化地区所属主要岩石地层单位 Table2 Major rock stratigraphic units of karst rocky desertification in Guangxi 地层 石漠化分区及对应的主要岩石地层 桂林— 贺州 柳州— 来宾 都安— 马山 平果台地 靖西台地 扬子台地南缘 西林— 乐业— 凌云 三叠系 北泗组 北泗组 二叠系 长兴组● 长兴组 茅口组 茅口组● 茅口组● 茅口组 吴家坪组 吴家坪组 栖霞组 栖霞组● 栖霞组● 栖霞组● 茅口组● 茅口组● 栖霞组 栖霞组 石炭系 马平组● 黄龙组● 大埔组 罗城组 黄金组 十字圩组 马平组● 黄龙组 大埔组 都安组 马平组● 黄龙组 大埔组 都安组 隆安组 马平组● 黄龙组 大埔组 都安组 马平组 马平组 泥盆系 融县组● 融县组 融县组 融县组● 融县组 东岗岭组 东岗岭组 东岗岭组 注:“ ●” 表示所在分区内石漠化最为发育的岩石地层。

表2 广西石漠化地区所属主要岩石地层单位 Table2 Major rock stratigraphic units of karst rocky desertification in Guangxi

该分区属泥盆纪— 二叠纪碳酸盐岩地层出露的石漠化分布区, 石漠化程度西北部巴马、东兰一带较轻, 东南部都安、大化和马山附近最为严重, 出现石漠化连片分布区。其中马山靠近大明山附近的石漠化分布区所属地层为中泥盆统东岗岭组, 岩性为厚层— 巨厚层块状灰岩, 位于中泥盆世晚期碳酸盐岩台地南部边缘高能带内(广西壮族自治区地质局, 1970; 钟铿, 1992), 石漠化程度以中度和重度为主。马山西北部、都安、大化东部在石炭纪位于桂中— 桂西碳酸盐岩台地内部, 岩性以厚层灰岩、白云质灰岩为主, 所属地层为都安组、大埔组、黄龙组和马平组(表 2), 较常见轻度和中度石漠化分布。至早二叠世晚期, 海水加深, 碳酸盐岩台地面积缩小, 大化— 马山一线以南转换为斜坡或盆地相沉积环境。都安— 东兰一带水体稍深, 为台地与盆地间的过渡类型。整个台地虽然仍以碳酸盐沉积为主, 但硅质岩等混入较多, 石漠化发育程度弱。都安附近转变成小型孤立台地, 岩性为栖霞组、茅口组厚层生物碎屑灰岩, 台地边缘发育生物礁(周怀玲和张振贤, 1994, 1995), 石漠化程度中度至重度。晚二叠世受海侵作用的影响, 除大化西部部分地区外整个分区碳酸盐岩层厚度减薄, 砂泥质及硅质成分显著增多, 石漠化程度大大减弱。大化西部地区(榜圩— 大化)在上泥盆统融县组发育一套灰色— 浅灰色厚层灰岩, 属台地相沉积物。在台地边缘岩性则是灰— 浅灰色厚层状灰岩和鲕粒灰岩(广西壮族自治区地质局, 1974), 在遥感影像分析结果上对应中等程度石漠化分布区(图 1)。石炭纪该区继续维持台地相环境, 岩性为厚层含生物碎屑灰岩, 局部白云岩发育, 对应轻度石漠化分布区。至二叠纪台地更加扩大, 石漠化也愈加严重(榜圩北部)。在早三叠世海侵之后台地逐渐淹没, 浅水碳酸盐岩不再发育。

该分区属于石炭纪— 早三叠世碳酸盐连续性沉积区, 碳酸盐岩地层广泛且连片出露。石漠化程度北部(平果)最为严重, 为强度石漠化连片分布区(图 1); 西部(天等)以中度和轻度石漠化为主。平果地区在晚石炭世以台地浅滩相为主, 岩性为浅灰— 灰白色厚层生物碎屑颗粒岩、鲕粒灰岩等(马平组), 早二叠世台地上仍继承石炭纪浅水环境, 台地中心发育生物碎屑颗粒岩、泥粒岩, 台地边缘(栖霞组)在生物颗粒滩的基础上发育有海绵礁(茅口组)。这类高能沉积环境极易引发强度石漠化(表 2)。之后受东吴运动的影响, 台地大部分暴露出水面并接受风化剥蚀, 生物礁范围沿斜坡向外扩展。晚二叠世台地北部仍接受碳酸盐沉积, 台地南部受当时大新古陆的影响, 不再发育碳酸盐(周怀玲和张振贤, 1994)。早三叠世时台地环境范围缩小, 集中在台地北部(平果以西、以北)(图 1), 在台地边缘仍存在厚层鲕粒灰岩等指示高能环境的碳酸盐建造(广西壮族自治区地质局, 1974)。从晚石炭世至早三叠世, 持续发育的厚层质纯碳酸盐岩是该地区形成大片强度石漠化的重要原因。

该分区属中泥盆世— 二叠纪发育的石漠化分布区, 范围包括那坡— 田东— 靖西, 石漠化程度从轻度至强度均有分布, 较为复杂。从中泥盆世早期开始, 该分区内碳酸盐岩台地持续发育, 一直延续到晚二叠世为止(广西壮族自治区地质局, 1968; 钟铿, 1992; 周怀玲和张振贤, 1994; 邝国敦等, 1999)。中泥盆世东岗岭组浅灰至深灰色中— 厚层块状生物碎屑灰岩、白云岩发育, 以轻度和中度石漠化为主, 面积较小。晚泥盆世, 那坡东南部、靖西北部融县组属台地边缘高能滩相沉积, 岩性以深灰色厚层块状灰岩夹鲕粒灰岩为主, 部分含有少量白云岩、含泥质灰岩, 石漠化程度中等。石炭系在那坡— 靖西以南发育有火山岩地层, 但出露的碳酸盐岩地层在那坡— 靖西— 德保之间以密集、连片分布的中度和重度石漠化为主。岩性包括灰— 灰白色厚层块状灰岩夹生物碎屑灰岩、鲕粒灰岩(都安组), 浅灰、灰白色厚层块状白云岩夹少量灰岩(大埔组), 浅灰— 灰白色厚层块状灰岩夹白云岩(黄龙组及马平组)。早二叠世靖西台地仍持续发育, 栖霞组岩性为浅灰— 深灰色中薄层状灰岩夹硅质灰岩, 或夹厚层灰岩, 茅口组岩性逐渐转变为易诱发重度石漠化的厚层块状灰岩(表 2)。

图2

Fig.2

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	图2 广西石漠化与基底碳酸盐岩岩性特征 A— 上石炭统马平组山体均表现为重度石漠化(三角形), 与下二叠统地层区分明显(以虚线为界), 生物礁相和开阔台地相, 位置:马山县新杨村上伏阳屯; B— 为A石漠化基底岩性, 生物礁灰岩; C— 中二叠统栖霞组重度石漠化区, 台地边缘滩相, 位置:平果县布尧村 龙何屯; D— 为C石漠化基底岩性, 䗴颗粒灰岩, 䗴含量大于80%Fig.2 Lithologic features of karst rocky desertification and basement carbonate rocks in Guangxi

该分区属晚石炭世— 二叠纪发育的石漠化分布区, 东段(Ⅵ ₁)位于天峨— 南丹以北, 主要为上石炭统和二叠系, 以中度和强度石漠化为主; 西段(Ⅵ ₂)位于隆林北部, 整体属强度石漠化。该分区石漠化的分布是受扬子台地南部边缘带的控制(时国等, 2009), 在中— 晚泥盆世, 上扬子台地边缘沿弥勒— 师宗— 晴隆— 南丹— 河池一线呈带状分布, 这时在广西境内的东段(Ⅵ ₁)发育台地边缘礁滩相, 岩性包括层孔虫礁灰岩夹床板珊瑚灰岩、生物碎屑颗粒岩或球粒灰岩等, 易于形成强度石漠化。之后扬子台地南部边缘带受海平面及构造运动的影响发生多次迁移, 至早二叠世晚期— 晚二叠世该边缘带迁移至隆林— 册亨— 紫云— 罗甸— 河池沿线。东段再次发育高能生物滩相沉积, 西段隆林在栖霞组叶状藻、䗴、球粒及生物碎屑高能浅滩的基础上发展成东西向的茅口组马蹄形海绵— 藻礁, 这个过程持续到二叠纪末(长兴期)。从遥感影像分析上可以看到, 两个区域的石漠化分布几乎完全按照生物礁、滩相展布的位置(图 1), 这也从侧面支持了中、强度石漠化分布于高能碳酸盐沉积相带的观点。

该分区不仅包括天蛾(Ⅶ ₁)、凌云(Ⅶ ₂)、乐业(Ⅶ ₃、)西林(Ⅶ ₄和Ⅶ ₅), 还包括靠近云南省广南县的部分区域(Ⅶ ₆)。这些小的孤立碳酸盐岩台地有着相似的发育历史(王新强和史晓颖, 2008), 在此一并叙述。该分区内台地从晚泥盆世至早、中二叠世持续发育碳酸盐岩沉积。晚石炭世早期台地边缘为生物滩堆积, 岩性以浅灰色厚层— 块状生物碎屑灰岩、鲕粒灰岩为主。早、中二叠世时在台地边缘广泛发育海绵— 藻礁, 呈环带状、堤状或串珠状, 所属岩石地层单位主要为茅口组, 与中度和强度石漠化分布区范围有较好对应。岩性包括粘结— 骨架岩、障积— 粘结岩、粘结岩等(周怀玲和张振贤, 1994, 1995; 冯增昭等, 1997)。这段时期该分区受陆源碎屑影响较小, 酸不溶物含量低。台地相沉积范围与轻度和中度石漠化分布大致一致。