第四纪地貌学及地质学绪论汇总

地貌学及第四纪地质学

—GeomorphologyandQuaternaryGeology主讲老师：梁美艳liangfan99@126.com中国地质大学（武汉）地球科学学院地理系第一章绪论

一、课程的性质（是什么）二、课程的意义（为什么学）三、课程的内容（学什么）四、学科发展概况五、课程的安排和要求第四纪地质学（QuaternaryGeology） 是研究距今二三百万年内第四纪的沉积物、生物、气候、地层、构造运动和地壳发展历史规律的学科。地貌学（Geomorphology） 是研究地表地貌形态特征、成因、分布和形成发展规律的学科。一课程的性质0.1第四纪地质学及地貌学的由来

古代：寻找建筑材料（砂、泥）和水;18世纪：系统研究第四纪堆积物，尤其是冰川堆积物（俄国学者，斯堪的那维亚半岛的冰盖带着砾石漂移，使得世界各地冰碛分布）;19世纪：漂砾是大陆冰盖直接堆积。第四系/纪(Quaternarysystem/period)时间：地质历史中最新的一个地质时期，最近约2.6百万年。物质：地球表面松散的沉积物Quaternary第四纪术语（Quaternary）的由来意大利采矿工程师GiovanniArduino（1714-1795）将地质历史划分为第一纪（Primary）、第二纪（Secondary）、第三纪（Tertiary）和第四纪（Quaternary），创立了Quaternary一词。后来，法国地质学家Desnoyers（1829）用Quaternary一词描述覆盖于Seine盆地第三纪地层之上的海相、湖相及河流相等松散沉积物。1833年，Reboul用Quaternary代指含现生动植物物种的地层。第四纪的下限年代记两个数字：全新世：1.17万年第四纪：2.588百万年更新世全新世第四纪第四纪在2009年国际地质年表中的位置2.588百万年第四纪的时间十分短暂如果把整个地球历史（45.67亿年）比作一天的24小时第四纪开始时已经到了

23:59’11’’，只相当于约49秒！第四纪术语的危机2004年的国际地质年表废除了第四纪！近年来出现了对第四系在地质年表中地位问题的争论，一些从事第三纪（古近纪和新近纪）研究的科学家主张取消第四纪作为正式的地层单位。2005和2006年的国际地质年表仅仅把第四纪（系）当做一个亚纪（系）！200520062008年的国际地质年表存在两个第四纪（系）的下限！格拉斯阶（Gelasian）划归新近纪还是第四纪存在不同意见。第四纪地质学家们积极呼吁取得的共识是：（1）第四纪（系）为一个完全正式的地层单元，为新生代（界）的一个纪（系）处于新近纪（系）和古近纪（系）之上；（2）第四纪（系）的下限置于Gelasian阶的底部，对应MIS103，其年代为2.588Ma；（3）更新世下限与第四纪一致，位于Gelasian阶的底部；（4）之前选定的意大利南部的弗里卡（Vrica）剖面（之前上新世/更新世界限的层型剖面）的卡拉布里阶（Calabrian）作为更新世的第二个阶。问题在2008年的国际地质大会（33rdIGC,Oslo）上已经解决，第四纪被确立为一个正式的地层单元。将之前第四纪的下限向前延伸了约80万年！NatureScienceNature和Science周刊的报道

人类出现：由猿演化为人是哺乳动物演化中的重大事件，是最近几百万年的事，因此有人把第四纪称为“人类纪”或“灵生纪”

大规模冰川作用：第四纪时期，地球两极均存在大陆冰盖，因此第四纪又称“冰川时期”。

海平面变化：第四纪时期由于气候的冷暖波动，发生了频繁的、大幅度海平面升降。第四纪的特点

第四纪更新世气候冷暖交替显著，这一现象史无前例④活跃的地壳运动：水平运动喜马拉雅山每年向青藏高原推进8cm/a；德国巴伐利亚地区水平运动速度达18cm/a；印度大陆向喜马拉雅山运动速度约为1-2cm/a。垂直升降运动芬兰南部沿海，上升速度0.1-0.4cm/a;丹麦西部沿海以0.1cm/a速度下降;天山的升降为1mm/a，最大达4.4mm/a。青藏高原的强烈上升和华北平原等的大幅度下降。地貌就是地表（地球表面）形态。风景是地貌发展的晚期结果。 地貌学是研究地表地貌形态特征、成因、分布和形成发展规律的学科。地貌学（Geomorphology）地貌学的发展历史①公元前21~20世纪的《禹贡》一书，描述了平原、丘陵、各地土壤类型、黄河长江及长江三角洲地区特点。②文艺复兴时代(17世纪)地貌学有了大的发展。③20世纪80年代，俄罗斯学者指出了地貌的成因和内外地质作用的关系。④19世纪前，地貌学主要局限于地貌形态的描述，诸如河谷、山脊。⑤19世纪起，重视地貌成因、演化及区域特征，形成众多分支学科。成因地貌学（Geneticgeomorphology）：解释其形成过程，恢复其发展历史；岩石地貌学(Lithologicgeomorphology)：研究岩石对地形形成和发展的影响；构造地貌学(Structuralgeomorphology)：研究地质构造（构造形态和运动）对地形形态的形成和发展所起的作用；地貌学的分支学科气候地貌学（Climaticgeomorphology）：侧重研究控制各种外力过程（流水、冰川等）的气候环境对地形形态的形成和发展所起的作用；冰川地貌学（Glacialgeomorphology）、流水地貌学（Fluvialgeomorphology)：按控制地形的各种外力地质作用划分的；区域地貌学（Regionalgeomorphology：系统综合研究一个地区的各种地形；此外还有海滨地貌学（Coastalgeomorphology)、沙漠地貌学（Desertgeomorphology)等等。二课程的意义21世纪人类对地球的要求需要居住在一个宽敞的地球上（人口控制）需要居住在一个清洁的地球上（环境治理）需要居住在一个安全的地球上（灾害防治）需要居住在一个富裕的地球上（资源丰富）人口问题约68亿酸雨酸雪污染了河川，造成致命的“酸流”环境问题-湖泊污染中国大气污染属于煤烟型污染，以粉尘和酸雨污染危害最大，并呈发展趋势环境问题-大气污染全球变暖会导致一些极端气候事件的频发2009年是50年以来的罕见干旱环境问题-干旱环境问题-飓风2005年卡特里娜飓风重创了美国人的傲慢，提醒他们灾难可能在任何地方发生。环境问题-雪灾2010中国内蒙古2010北欧环境问题-雪灾2010年美国雪灾再次重创美国人的傲慢环境问题-洪灾环境问题-沙尘暴北京2002年强沙尘暴2008尼日尔首都2006甘肃省民勤县2009沙乌地阿拉伯地质灾害问题汶川2008.5.12大地震前后景象海地地震后景象地质灾害问题智利8.8级地震地质灾害问题2004年印度洋地震引发海啸大地震引发的印度洋海啸几乎横扫了印度洋沿岸数千公里内的城镇村庄，23万人死难，使它成为历史上最致命的五大地震之一;尼苏门答腊岛西海岸边上的一些小岛甚至被完全淹没，已经消失了。地质灾害问题卫星照片显示印尼亚齐海啸前后的对比资源问题发达国家为了环保，纷纷封闭矿井（煤、铅锌等),停采国内石油（美国）大量依靠进口（日本）。

中国作为最大的发展中国家当前面临的严重能源和水资源问题，富铁、铜、锰、铬、贵金属及磷、钾盐等矿产储量严重不足。不能完全依靠进口。第四纪地质现象与人类关系最为密切，因而具有特殊的重要意义。第四纪地质现象保留完整，且其地质过程仍在进行，研究这些现象和过程，有助于揭示和理解第四纪以前的地质历史，具有特殊的理论和方法学的意义。第四纪地层中蕴藏着丰富矿产，如沙金在水文地质和工程地质勘察时，不同类型的地表形态和第四纪堆积物在空间上的展布资料非常重要。如山区铁路、公路常顺河修建，是利用河谷纵比降(高/长)小的特点。又如水库坝址和库区选择，首先要考虑河谷形态和第四纪堆积物分布；坝区宜选在峡谷和第四纪堆积物较少地段，库区则宜坐落在宽谷地段。(1)地震研究(5)找矿(2)环境地质(6)地质灾害(3)工程地质(7)建筑材料(4)水文地质地貌学及第四纪地质学在如下等方面有广泛的应用：三课程的内容1.第四纪和地貌研究的基本知识2.第四纪地球自然环境第四纪地质研究内容：

地层、生物、古气候、海平面变化、新构造运动等。地貌学的研究内容：

地球表面各种形态特征、塑造地表形态的动力、地貌发育演化规律以及地貌的内部结构及地貌的空间分布规律，并根据地貌发育演化的规律来利用改造自然。四学科发展概况主要从地质学和地貌学发展起来19世纪末到20世纪初，探险、区域考察、运河、水坝建筑和建材与砂矿开采等活动推动了地貌学和第四纪地质学的发展。这一阶段提出了河流侵蚀理论，并为冰川地质学打下了基础。1928年建立了国际性第四纪学术研究机构——国际第四纪研究联合会（INQUA）目标：促进有关第四纪基础研究和应用研究的国际交流与合作。四学科发展概况20世纪初到60年代，为满足工业化社会的多种需求，第四纪地质学在沉积物成因、砂矿、动植物群、古气候、海平面及新构造运动等方面的研究和地貌学在河流、冰川、岩溶、海岸、荒漠及冻土等方面的研究都取得重要的理论与应用研究成果，在许多方面形成相对独立的部分。四学科发展概况20世纪60年代以来，气候地貌和构造地貌研究取得了明显进展。由于新技术、新方法的应用（ODP、IODP计划），第四纪海洋地质研究取得了重大突破。根据对深海沉积物钻孔岩芯样品的氧同位素研究，提出了气候多波动模式，黄土和冰岩芯的研究也取得了类似的结果。这些研究为全球气候与环境变化研究打下了新的基础。现代第四纪研究日益向多学科交叉的综合性第四纪地质学科（QuaternaryGeosciences）方向发展，成为近30年来环境、资源与应用研究并重，研究内容最丰富和发展速度最快的地球科学分支学科之一。四学科发展概况国内，中国在第四纪哺乳动物与古人类、黄土、地震和青藏高原隆升、古气候变化研究等方面的研究成果为世界瞩目。刘东生：1917年11月24日生。天津市人。1942年西南联合大学地质系毕业。1949年南京大学生物系肄业（原中央大学）。 中国科学院的地质专家刘东生院士于2002年4月获得世界环境科学最高荣誉、“环境科学的诺贝尔奖”——泰勒奖。颁奖机构发布的消息说，刘院士此殊荣是因为“在认识和应用陆地沉积物来理解全球环境变化方面作出了开创性的贡献”。２００３年度国家最高科学技术奖

８０岁上下，探索的足迹仍遍布南极、北极和青藏高原等“地球三极”；６０年潜心研究，被誉为“黄土之父”；平息１７０多年来的黄土成因之争，建立了２6０万年来最完整的陆相古气候记录；近90岁高龄仍然活跃在国际地球环境科学舞台，引领世界黄土研究潮流，走在全球变化研究前列……

一辈子与黄土打交道，研究数百万年前的古环境，是不是离今天太过遥远？

现为中科院副院长的丁仲礼院士说：

“其实，刘东生的研究成果一直同自然环境、人类生活息息相关。古环境的温度、湿度、水文、植被等演变过程和周期规律，对认识今天以及未来环境和气候具有重要意义。”“比如，近年来我国沙尘暴频繁发生，除了人为破坏地面植被等原因，是否与自然界周期性干旱气候演变有关？这需要大跨度的自然历史演变及其规律作为研究背景。”

刘东生先生于2008年3月6日11时52分在北京逝世，享年91岁。刘东生星的命名刘东生星的命名众多科学家签名的纪念封黄土高原适合退耕还林还是退耕还草？地质历史时期黄土高原的古植被类型的研究表明，只有关中地区在短时期（气候最适宜期）能够生长森林外，其余地区均属于典型的草原景观。通过冰芯记录对青藏高原古气候进行研究。通过树木年轮研究区域气候的发展规律，进而为农、牧、林业服务。树轮样本国际上通过对两极冰盖的研究发现了一系列气候的突发事件。湖泊纹泥也是古气候研究的重要记录石笋石笋利用中国洞穴石笋的精确同位素测试结果，建立了高精度洞穴石笋同位素气候地层序列，研究结果表明亚洲季风气候的变化直接受到太阳辐射的影响，通过对洞穴石笋中碳、氧同位素的测定能很好重现古气候的特征，能真实的记录区域尺度季风环流变化及其气候变化的特征，对过去千年尺度的气候变化进行了重现，反应了北半球广大区域的气候变化。