第四纪地质与地貌2

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1、第四纪地质与地貌,授课教师：邱世藩 2013年上学期,广东水利电力职业技术学院市政工程系,1. 第四纪地层划分,1.1 第四纪地层划分方法和下限问题,1.1.1 第四纪地层划分方法 1. 岩石地层学方法 2. 生物地层学方法 3. 构造与地貌学方法 4. 气候地层学方法 5. 古人类与考古学方法 6. 古地磁方法,1.1.2 第四纪的下限问题 关于第四纪在地层表中地位的争论 目前有几种意见： *1）坚持第四纪作为地质年表中一个正式单元 *2）保留第四纪，下移第四底界 至上新世/统Gelasian期/阶的底部 3）将第四纪作为新近纪中的一个“亚纪/亚系 (Sub-period/Sub-syste

2、m)”（Brad Pillans） 4）将第四纪作为“亚代/亚界 (Sub-era/Sub-erathem)”（ Marie-Pierre Aubry） 取消第四纪，将其合并到新近纪(James Ogg ) 争论的原因主要是第四纪作为地层学一个正式单元一直没有一个确切的定义。 涉及第四纪的术语很多，如第四纪，第三纪，新近纪，古近纪，人类纪，更新世，全新世，冰川世，人类世等,地层界线 年龄界线 地质界线 地磁界线 生物变化 环境变化,传统的中国第四系划分 中国有多种第四纪沉积物，其中以风成黄土和湖相沉积物分布广、连续性好、持续时间长、地层界线清楚，并含有一定数量的化石，最具代表性，同时研究程度相

3、对也高，因此中国的第四系划分多以这两种沉积物为基础。 传统的中国第四系多采取四分的方案，即把更新统三分为下、中、上3个统再加上全新统，习惯上分别用Q1，Q2，Q3，Q4来表示。这种划分实际上是在更新统中再划统（或亚统），即把本应属于阶的地层单位升级为统。这与国际第四系统阶划分不相一致。国际上第四系流行两分法，即由更新统和全新统组成，分别用Q1和Q2表示。这里的Q1，Q2与中国四分中的Q1，Q2含义截然不同，Q1相当于中国四分中的Q1，Q2，Q3总和，Q2则相当于中国四分中的Q4。为避免这种混淆，与国际接轨，中国的第四纪科学界需要改变传统的四分法而采用两分法，用Qp表示更新统，Qh表示全新统。由

4、于更新统的时间长且地质、气候和生物演化出现过多次变化，进一步划分是有必要的，可分为下、中、上3个阶，分别用Qp1，Qp2，Qp3表示。,传统的第四纪地层是按照系、统、阶的体系划分，或者按冰期划分，这样比较客观、明了，但不够精细。 近年来的趋向是向精细发展，比如，对深海沉积物采用氧同位素阶（MIS：Marine Isotope Stages）划分，从2.6Ma前至今已划分出104个阶。对陆相黄土沉积序列至少划分出37个黄土-古土壤旋回，实际上相当于74个气候旋回，也可以称黄土阶。陆相与海相地层是可对比的，这样的第四纪地层划分比以往精细得多，不需要强调是二分还是四分。不过这种划分主要用于古气候研究

5、，不大适应岩石地层、生物地层和磁性地层的划分。所以人们在注意地层的精细划分同时，仍然重视地层的传统划分,Estimated depth of the marine isotope stages (MISs), Hole 1127B.,Note: Ages are in thousands of years (ka) and based on Imbrie et al. (1984).,(after Natasa J. Vidic et al),5,7,9,11,13,15,17,19,21,25,29,33,37,41,45,49,53,57,61,65,69,73,77,81,85,89,9

6、1,95,99,103,L33,L32,L27,L24,L15,L9,L5,S5,L1,L2,S13,S0,S1,S5,L9,L15,L19,L24,S32,Gauss,Olduvai,Brunhes,Jaramillo,B,M,M,G,Matuyama,Stratigraphy Division,Paleo- magnetism,DSDP607 18O Cold Warm,Baoji Profile Grain size 10 m %,Baoji Profile,Xifeng Profile Magnetic- Susceptibility,N2,Quaternary,Holocene (Q

7、4),Late Pleistocene (Q3),Middle Pleistocene (Q2),Early Pleistocene (Q1),第四系地层对比,直立人,现代人,南方古猿,周口店猿人,蓝田猿人,能人,（巫山人）,中国黄土地层和石器古人类的对比,关于第四系底界（新近系/第四系界限） 目前主要有两种意见，一种是把Q/N定在1.8MaB.P.左右，另一种则定在2.6MaB.P.左右。前者为国际地层委员会所推荐，比较通用，多为搞海相第四系的学者所赞成；后者主要是 从事陆相第四系研究的学者所倡导，虽未被国际地层组织所认可，却代表着一种趋。 定在1.8MaB.P.的主要依据： 1）把海相沉积

8、中盘星藻（Discoasters）灭亡、深海有孔虫（拟截锥圆辐虫Globorotalia truncatulinoides）出现视为更新世开始55，以意大利的Calabrian组底为界，相当于氧同位素62/63阶界线；在陆相地层中则以含晚维拉方（Villafranchian）动物群的沉积层底界为第四系底界，其代表性地层为意大利的Vrica剖面，年龄为1.61.8MaB.P.。中国泥河湾动物群与Villafranchian期的Olivola动物群最为接近； 2）根据磁性地层，把Olduvai事件作为第四纪的开始，其年龄介于1.771.79MaB.P.。 定在2.6MaB.P.左右的主要依据： 中

9、国的午城黄土与底部红粘土的界线； 松山/高斯极性转变事件（M/G）界线 ； 在中国南海北部陆架出现浮游有孔虫Globorotalia multicamerata s. i.的末现面，是生物演化的转折点； 相当于104氧同位素冷阶开始。,早更新统/中更新统（松山/布容界线）（B/M）： 深海沉积物： 氧同位素19期 (MIS19， 间冰期) 中国黄土： 第8黄土层 （L8， 冰期） 深海环境间冰期气候对应于陆地的冰期气候？ 其原因很可能在于二者剩磁获得机制的不同。 Zhou & Shackleton（1999)明确提出黄土在记录地磁场 倒转时存在万年级的向下位移，引起了对黄土磁性地 层的重新思考

10、。,(Zhou & Shackleton, 1999),（Zhou & Shackleton, 1999）,上更新统（Qp3）中更新统（Qp2）界线 上更新统（Qp3）中更新统（Qp2）界线，近年来研究成果比较一致地划在末次间冰期起始的时间0.128MaB.P.，相当于深海氧同位素5e的起始时间，从这时起发生了第四纪以来全球最大的一次海侵；在中国黄土地层中为S1/L2的界线。,全新统（Qh）更新统（Qp）界线 多年来，人们一直把10000年以来这段地质发展史称作全新世，从这个时期开始，自然界和生物界趋于现代化，气候也从冰后期开始转暖，结束了新仙女木突冷事件。根据新近发表的日历年龄，这个事件结束

11、于约11050a B.P.，而W. Dansgaard等测定为10700a B.P.。A. Hubbard根据在苏格兰的研究结果，新仙女木事件为约12900-11000a B.P.，S. Bondevik等对挪威西海岸海相沉积研究给出新仙女木事件介于约1230011000aB.P.。全新世从新仙女木事件之后始，其年龄为11000a B.P.前后。 C. Emiliani根据深海岩芯中有孔虫介壳氧同位素18O/16O值建立的同位素期，第1期定为全新世。 中国黄土剖面全新世古土壤（S0）与上更新统马兰黄土（L1）有较明显的界线，渭南剖面S0/L1的时限 为11 000。江苏建湖庆丰泻湖相沉积剖面给

12、出比较完整的全新统，其底界14C年龄为10085a（未做日历年龄校正）。 综上考虑，全新统与更新统的界线（Qh/Qp）定在11000aB.P.较为合适。全新统内部可分为下、中、上3个阶，其时限分别为11000-8000aB.P.、8000-4000aB.P.及4000aB.P.至今。,Liu Jiaqi,Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences Beijing 100029, China liujq,Quaternary Stratigraphy and Division in China,Conclusi

13、on The Pleistocene/Pliocene boundary is suggested at 2.6MaB.P. corresponding to Gauss/Matuyama and loess/red clay boundaries, and the bottom of the MIS104 instead of 1.81.6MaB.P. corresponding to the top of Olduvai and the bottom of paleosol S24 and MIS62. Qp2/Qp1 boundary is at 0.78MaB.P. correspon

14、ding to Brunhes/Matuyama, the bottom of paleosol S7 and MIS19. Qp3/Qp2 boundary is at 0.128MaB.P. corresponding to the bottom of paleosol S1 and the beginning of MIS5e. Qh/Qp boundary is at 0.011MaB.P. corresponding to the bottom of paleosol S0 and MIS1(Fig.4).,Introduction There are many kinds of Q

15、uaternary sediments in China, such as loess, laterite, lacustrine, fluvial, marine, glacial, cave, volcanic and other sediments (Fig.1). Among them, loess and lacustrine sediments have wide distribution, large thickness with almost complete sequence and long term continuity. The loess-paleosol seque

16、nce can be subdivided to 74 alternative loess or paleosol layers at least and three units named Wucheng Huangtuan, Lishi Huangtuan and Malan Huangtuan from the bottom to the top in Loess Plateau (Fig.2). The perfect profile of lacustrine sediments with rich biological fossil can be found in Nihewan, North China (Fig 3).,Quaternary in China used to be divided into four parts: Early Pleistocene (Q1), Middle Pleistocene (Q2), Late Pleistocene (