第十章第四纪古气候

第十章第四纪古气候一、第四纪气候的一般概念二、第四纪气候变化的标志三、第四纪气候变化的特征四、近一万年来(全新世、冰后期）世界气候变化五、第四纪的海平面波动六、冰期成因假说一、第四纪气候的一般概念（一）基本概念天气－－某一地区、某一时刻、某一条件下的大气物理状况。气候－－指某一地区长期的具有特征的天气状态综合。气候包括温度和降水等情况。年均温，甚至以十、万、十万为单位。气候反应经常性的天气，同时也包括特殊性的天气。一、第四纪气候的一般概念（二）地质历史上的三大冰期：前寒武纪冰期：7108a.B.PC---P冰期：3--2.5108a.B.PQ冰期：2106a.B.P冰川活动总的特点持续时间：一千万年间隔2.5亿年脉动形式第四纪约200万年，但第四纪以后冷暖变化更明显一、第四纪气候的一般概念（三）第四纪气候的基本特征：1、全球性的总降温过程中出现冷暖气候波动（起伏）；2、气候波动，中高纬地区和高山地区产生大规模的冰川活动；3、沿海地区则产生海平面的升降。新生代年均气温下降趋势示意图暖ENQ冷一、第四纪气候的一般概念（四）气候变化的意义：气候变化对人类的居住环境、生物、地貌都具有重要的影响。（五）研究第四纪气候变化的作用：划分对比第四纪地层研究古环境的变化。二、第四纪气候变化的标志1、宏观气候标志2、微观气候标志1、宏观气候标志（1）岩石气候标志（2）地貌气候标志（3）生物化石气候标志（1）岩石气候标志A、颜色紫红橙黄灰

暖冷B、成因类型寒冷沉积物寒冷气候温暖沉积物温暖气候干旱沉积物干旱气候（2）地貌气候标志寒冷气候：冰川、冻土地貌温暖气候：岩溶、河流、湖泊地貌干旱气候：风蚀、风积地貌（2）地貌气候标志具有重要意义的几种典型地貌：冰斗——形成于雪线附近，年均温0度，因此可证明古冰川作用的存在并可利用古冰斗与现代冰斗高度差值推算冰期古雪线下降时的降温值。古冰楔和冻褶构造----发育于现代极地和高山永久冻土层中，年均温-2~-9度间，越寒冷规模越大.沙丘和湖岸线——研究干旱、半干旱区干湿气候变化的重要标志。（3）生物化石气候标志原理：Q生物绝大多数为现生种类亚种，因此,可以利用化石组合中的现代相似种的生存条件,推测化石埋藏时的古气候与古环境。A、植物化石：B、哺乳动物化石：C、海生软体动物化石、珊瑚化石：D、其他微体动物化石：A、植物化石植物是陆地上最敏感的气候标志。a.生态分析b.叶片形态分析c.孢子花粉d.年轮分析

A、植物化石a.生态分析现生种属类比法：大气降温率推算法：Hx*0.65%=变化的年均温现代的年均温－变化的年均温＝当时的年均温A、植物化石b、叶片形态分析－叶相学（Foliarphysiognomy)叶级（叶片面积的大小）

Raunkiar(1934)首次讨论了叶的大小与气候的关系，指出降水量减小时，叶的大小也随之减小，在热带低地大叶达到最大值（>20.25cm2)。Dicher(1973)指出叶的大小与温度的关系，纬度的增加大型叶的种的比例减少，而小型叶的比例增加。

小型中型大型热带雨林（巴西1027’s) 15.168.311温带雨林（巴西260s)14.464.411.1温带山地针叶林（长白山）53.337.15.4常绿阔叶林（浙江）39.531.88.8叶缘:

全缘叶的统计，推测气候类型；全缘叶浅裂(Lobed) 锯齿型serrated叶缘形态与气候的关系

热带雨林 全缘叶比例75％副热带雨林 57－75％亚热带雨林 40－50％温热带雨林 0－35％叶脉密度、形式：

单位面积内的叶脉数量，热带雨林密度小网眼大温带雨林密度大网眼小滴水尖（driptip):

与降雨量关系密切，有了滴水尖水的表面张力作用使叶面上的水迅速排放，而不致于叶子因渍水而腐烂。巴拿马（热带〕具滴水尖的占76％加里福尼亚（温带）9％c、孢子花粉分析推断古气候的冷热演变：推算古降温值：利用化石暗针叶林与现代林线的差值（类似于古冰斗的研究方法）孢粉重点曲线图式孢粉水平图式孢粉联合图式

（据Е.Д.Заклднская，略改）d.年轮分析年轮宽——湿热年轮窄——干冷B、哺乳动物化石只能指出气候类型，且化石必须完整。寒冷：猛犸象、披毛犀、北极狐动物群温暖：河马、亚洲象、大熊猫、犀牛半干旱（草原环境）：啮齿类、草食动物C、海生软体动物化石、珊瑚化石a、典型种属法：

冰岛北极蛤（冷水种）牡蛎（温水种）b、组合比较法：根据生物化石反映的纬度变化来推测气候的变化珊瑚化石：水温13~16度，水深<40~60m，是良好环境的指示计D、其他微体动物化石包括海相有孔虫、介形虫等窄温性示冷示暖有孔虫常用于第四纪海洋古气候的分析。喜冷：Hyalinabalthca(饰带透明虫〕喜暖：Globorotaliamenardii(门氏元球虫）2、微观气候标志(1)氧同位素（O18）冰期:海洋沉积物中O18/O16__高极地冰盖中O18/O16--低(2)粘粒分子率:SiO2/Al2O3、SiO2/Fe2O3

比值低——湿热、比值高——干冷(3)CaCO3：海洋中：冰期——CaCO3高

间冰期——CaCO3低2、微观气候标志（4）磁化率：磁化率大——温湿、

磁化率小——干冷（5）粘土矿物：高岭土——湿热

伊利石——干冷井儿洼钻孔岩芯磁化率

反映的湖泊演化阶段三、第四纪气候变化的特征（一）冰川作用区的气候变化350N以北的中高纬地区和高山地区经过古冰川的侵扰和扫荡。气候期－－第四纪时期某一个特征气候占优势的时期。（一）冰川作用区的气候变化冰期－－－第四纪时期全球性的降温期，此期内发生大规模的冰川活动，在大陆冰川作用区，大陆冰川从高纬向中纬扩大，引起生物群从极地向赤道迁移，在高山区，高山上部的山岳冰川向山下或向山外围扩大，生物群垂直分带向下迁移。（一）冰川作用区的气候变化要点：A、全球降温，冰川活动；B、冰进过程：高山－－低山；C、生物群迁移，伴生着绝灭；D、南北半球同时发生，北半球多；每次冰期以它达到的最大范围内的时间为限。（一）冰川作用区的气候变化间冰期－－－两次冰期之间全球性的增温期，地表大量的冰雪消融以致消失，大陆冰川消失或向高纬后退，高山区由山下向山上后退，但有大量的新生种产生。

间冰期冰期暖冷（一）冰川作用区的气候变化比冰期更小的气候期：

冰阶－－一次冰期发展过程中的一次短暂的停止阶段，但地面仍有冰川存在。

间冰阶－－冰期中一次相对温暖的气候寒冷阶段，某些地区的冰川可能消失，但是局部的。间冰期冰期暖冷冰阶间冰阶（一）冰川作用区的气候变化A、阿尔卑斯地区

研究最早，德国的A.Penker.bulukenier,对该区进行了研究，根据寒冷和温暖气候所造成的地貌和沉积物的交替出现划分了4次冰期。

A、阿尔卑斯地区贡兹冰期（G）：

以冰积物为特点： 地形：

贡兹－－民德间冰期（G－M）：

冰川被流水、风化所代替：A、阿尔卑斯地区民德冰期（M）：

流水被冰川所代替，形成新砾石层，风化老砾石层：民德－里斯间冰期（M－R）：

河流作用明显，侵蚀大河谷，老砾石层风化两次，新砾石层风化一次。A、阿尔卑斯地区里斯冰期（R）：大冰期，高阶地砾石层形成。里斯－雨木间冰期（R－W）：切割高阶地。A、阿尔卑斯地区雨木冰期（R）：

形成河谷低阶地，向山谷与现代冰川相连。冰后期：

现代河谷。A、阿尔卑斯地区材料和方法：据冰积物和侵蚀作用所造成的地貌交替出现划分出多次冰期和间冰期，同时，冰积物受风化作用，老砾石风化2次，新砾石风化1次，运用这种方法，对研究山区冰川的历史很有意义。A、阿尔卑斯地区各冰期持续的时间：

以冰后期2万年所切割的河谷宽度（河谷侵蚀量）作为标准（2万年），推算其他几次间冰期造成的河谷宽度的时间。河谷宽度之比：G—M：M－R：R－W：冰后期河谷宽度3：12：3：1时间(万年)（6）〔24）（6）（2）每个冰期6万年，间冰期38万年，共62万年。（一）冰川作用区的气候变化b、欧洲大陆大冰盖，三次冰期：艾尔斯坦冰期、萨勒冰期、魏克塞尔冰期。c、北美地区大陆冰川。堪萨斯冰期、伊利诺冰期、威斯康星冰期。（二）非冰川作用区

指大陆冰盖以外的广大的中低纬地区。第四纪时期主要是干燥和潮湿的气候波动，因此称为雨期和间雨期。

雨期－－第四纪气候转暖、转潮的时期，特点是潮湿多雨，降雨充沛，水域扩大，湖面上升，同时产生大规模的淡水湖沉积或风化沉积。

间雨期－－气候处于两雨期之间相对干燥的时期，降水少，湖群缩小，湖水位下降，在湖中沉积盐类，同时也沉积风沙和黄土。标志：高岸线－－雨期低岸线、泥裂、风沙－－间雨期（三）冰川外围中低纬区雨期、间雨期与高山区高纬区冰期、间冰期的关系

冰川外围 西风带中高纬中国潮湿 ＝雨期＝冰期＝冬（干燥）干燥＝间雨期＝间冰期＝夏（多雨）（四）、冰期、间冰期 静动态分布规律

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

静态分布注意：1、气候变化的静态分布－－同一时间、不同地点的反映。2、动态变化规律－－同一地点、不同时间的反映。四、近一万年来(全新世、冰后期）世界气候变化

冰后期－－指第四纪几次重要的冰川作用之后，全球又进入到一个较温暖的时期。1、研究从以下几方面入手： A、雪线和冰斗的高度变化； B、据冰川末端的终积堤； C、水面的上升和下降； D、物侯材料（开花时间、结冰化冰时间、农作物标志）。四、近一万年来(全新世、冰后期）世界气候变化2、一万年以来的气候期方案 布列特－－谢尔南德方案北方期：距今10000－8000年；气候干暖；大西洋期：距今8000－5500年；温暖潮湿、气候适宜期；亚北方期：距今5500－2700年；气候干暖；亚大西洋期：距今2700－－年；气候温凉；四、近一万年来(全新世、冰后期）世界气候变化3、中国5000年来的气候变化广义小冰期－－5000年来大西洋期以后的时期。狭义小冰期－－公元1700－1750以后的时期（现代小冰期）。现代小冰期广义小冰期今后气候变化的趋势：1、气候变暖2、气温下降五、第四纪的海平面波动

1、海平面波动的类型

A、地动型由构造运动影响所引起，在局部地区可能影响大，但对全球影响不大。B、水动型