第四纪地质与环境：第二章 第四纪地质与环境研究的几个问题

1、第二章 第四纪地质与环境研究的几个问题一、第四纪下限及第四纪分期二、第四纪气候旋回三、第四纪环境变迁的时空尺度一、第四纪下限及第四纪分期第四纪( Quaternary) 是地球科学中广泛使用的术语，代表地质年代中最晚的时段。在探讨全球环境变化趋势时，第四纪研究具有重要地位。第四纪作为地质年代和地层单位的地位和底界问题，自18 世纪提出以来，在国际学术界中就一直存在不同的观点。2004 年，部分权威学者和国际组织提出取消第四纪。2009 年，第四纪在地质年代中的正式地位及其底界划分方案，才最终获得了国际地科联的官方批准。一、第四纪下限及第四纪分期第四纪和更新世术语的由来源自意大利采矿工程师Gio

2、vanni Arduino地层的四分方案: 按形成的时代，从老到新依次为第一纪( Primary) 、第二纪( Secondary) 、第三纪( Tertiary) 和第四纪( Fourth Order) 。第四纪是指代地表的松散沉积物。1829 年，Desnoyers正式提出Quaternary 一词。Reboul对Quaternary一词进行了重新定义，即包含现生种类动植物化石的地层，以和第三纪地层( 以灭绝种为主) 相区别。一、第四纪下限及第四纪分期确定第四纪下限的依据： 由于研究领域或研究地区的差异，不同学者提出了确定第四纪下限的不同依据。冰川活动。气候变冷。动物化石。人类的出现和人类

3、文化。沉积构造事件 黄土堆积、巨厚的山麓砾石堆积、青藏高原隆升。一、第四纪下限及第四纪分期1、国际第四系下限划分方案一、第四纪下限及第四纪分期1、国际第四系下限划分方案（1）0.700.80Ma BP主要是冰川学派支持该观点，其依据主要是冰川证据，主要是早期欧洲冰川研究地质学家在研究阿尔卑斯地区第四纪冰川而得出的结论。1、国际第四系下限划分方案（2）1.80Ma BP主要是古气候学家依据气候证据提出的。时代 海相 陆相Q 卡拉布里阶 上、中维拉坊组（冷维拉坊） 180万年 N2 阿斯蒂阶 下维拉坊组（暖维拉坊）1、国际第四系下限划分方案（3）2.60Ma BP根据对欧洲和俄罗斯地台的植物群的研

4、究，在2.60MaBP植物群发生了重大的改变。北极冰盖从260万年已开始出现。在260万年左右，也有一次古地磁极性的倒转。(松山反极性时/高斯正极性时).沉积发生了显著的变化1、国际第四系下限划分方案（4）3.003.50Ma BP考虑古人类的出现和演化：非洲出现较早的古人类（能人），如肯利亚东非裂谷1470号人头骨化石下伏图鲁博尔火山灰年龄3.18MaBP（K-Ar法）。2、中国第四系下限划分方案（1）北方根据生物地层学原则，将长鼻三趾马真马动物群的泥河湾组与维拉坊组对比（均为陆相地层），将第四纪下限划在泥河湾组底部。泥河湾盆地剖面Qp1N2北京平原区2、中国第四系下限划分方案（2）南方第四

5、纪标准剖面在云南元谋盆地，将元谋组与泥河湾组对比，界限划在元谋组的底部。、第四纪分期（1）划分依据按照生物地层学原则和气候地层学原则划分。生物地层学原则应理解为包括海、陆相生物地层。古气候地层学则以从暖冷的冰期气候旋回为原则。（2）划分方案第四纪分期与分界年龄地质时代 极性时 分期及分界年龄(Ka) (距今年龄) 第 布 全新世（Qh） 11 B.P 四 晚更新世(Qp3） 130 B.P纪 容 中更新世(Qp2) 780 B.P (Q) 松山 早更新世(Qp1) 2600 B.P 新 近 高斯 上新世(N2) 纪 吉尔伯特 二、第四纪气候旋回1、冰期与间冰期（1）冰期是指第四纪期间一次气候寒

6、冷的时期，全球性的降温，冰川扩大。A、冰川扩展：地球表面发育大量的冰川B、全球性降温C、气候带移动D、全球性海平面下降末次冰期的海平面高度E、生物群的迁移F、冰阶与间冰阶的旋回间冰期冰 期暖冷冰阶间冰阶1、冰期与间冰期（2）间冰期是指第四纪气候相对温暖湿润的时期，夹在两个冰期之间。地球表层的环境反映与冰期恰好相反。2、干旱期与湿润期（1）干旱期是指气候干燥，降雨量减少的时期。在中、高纬度地区与冰期伴随。（2）湿润期是指两个干旱期之间降雨相对增多的时期。在中、高纬度地区与间冰期伴随。3、雨期与间雨期（1）雨期是指在北纬15N30N的地区，降雨量增加，气候转湿的时期。（2）间雨期是指在北纬15N3

7、0N的地区，降雨量减少，气候转干燥的时期。 冰盖区 非冰盖区 海岸带 深海区（018/016) 动 态 间冰期 间雨期 海进 比值小 冰期雨期 海退 比值大 静态分布三、第四纪环境变迁的时空尺度气候变化的时间尺度I地球的年龄大约45.5亿年。II构造尺度，过去300百万年的气候变化。III轨道尺度，过去3百万年的气候变化。IV冰后期千年尺度，过去5万年的气候变化变化。V历史尺度，过去一千年的气候变化。地球的气候系统地球的气候系统主要由大气、水、冰、陆地和植被等组成。驱动或者引起这些成份发生变化的因素称为驱动力。导致的气候变化称为响应。三、第四纪环境变迁的时空尺度1、时间尺度地球表层的环境变化时

8、间尺度：109100a。第四纪时期环境变迁的时间尺度：105100a最常见：0.40、0.10、0.04、0.02、0.001Ma。445Ma310275Ma2.60Ma740600Ma准周期变化平稳序列均值趋势相对变率变化均值突变趋势突变变率突变周期突变周期变化（1）太阳活动黑子、光斑，发生在光球表面。耀斑，发生在色球层。变化周期：101102年。如太阳黑子活动的周期有：11、22、80、180年（2）地球轨道参数的变化（a）偏心率：0.0050.06之间，现在0.0167。周期10万年和40万年。地球处在近日点和远日点的日照量的差别为7。周期：10万年（2）地球轨道参数的变化（b）岁差：影响地球近日点的时间变化。周期2.1万年。现今的近日点为一月，10500多年后的近日点为七月。这样两半球的气候发生变化。周期：2.1万年（2）地球轨道参数的变化（c）黄赤交角：变化在21392436。周期4万年。现今为2327。影响季节的气候变化。角度变小，极地变暖；反之，极地更寒冷。周期：4.