第二章 地质年代与第四纪地质工程地质工程地质123地质年代地貌概述第四纪地质概述地质年代PART 01地球形成至今已有60亿年的历史在这漫长的岁月里，地球经历了一连串的变化，这些变化在整个地球历史中可分为若干发展阶段地球发展的时间段落称为地质年代，地质年代表示了地壳表层不同地质历史时期形成的岩石和地层、地质事件等的时间和先后顺序通过地质年代可以阐明地壳发展变化的历史过程和生物演化的情况，确定岩层形成的先后次序、生成环境和构造运动等地层的地质年代有绝对地质年代和相对地质年代之分，它们有不同的确定方法1.1绝对地质年代的概念与确定方法绝对地质年代是指地层形成到现在的实际年数，用距今多少年以前来表示它能说明岩层形成的确切时间，但不能反映岩层形成的地质过程绝对地质年代一般是根据放射性同位素的衰变规律腿断岩石和矿物年龄而确定的其原理是基于放射性元素都具有固定的衰变常数，即每年每克母体同位素能产生的子体同位素的克数是一定的，且矿物中放射性同位素衰变后剩下的母体同位素含量与衰变而成的子体同位素含量可以测出，再根据式（2-1）便可计算出该放射性同位素的年龄t，此年龄亦即该放射性同位素所存在的地质体的年龄。
2-1）式中：每年每克母体同位素能产生的子体同位素的克数，g；D衰变而成的子体同位素含量，g；N衰变后剩下的母体同位素含量，g目前测定同位素年龄有很多方法，钾氩法（）、铷锶法（）和铀铅法（）主要用以测定较古老岩石的地质年龄，而碳氮法（）专用于测定最新的地质事件和地质体的年龄1.2相对地质年代的概念与确定方法相对地质年代是指地层形成的先后顺序和地层的相对新老关系，是由该岩石地层单位与相邻已知岩石地层单位的相对层位的关系来决定的相对地质年代，不包含用“年”表示的时间概念，但能说明岩层形成的先后顺序及其相对的新老关系在地质工作中，相对地质年代使用较多相对地质年代有以下几种确定方法1.2相对地质年代的概念与确定方法-（1）底层层序法岩层的顶面或底面常保留着成岩过程中的某些标志，如泥裂、波痕、雹痕、残根等岩层形成以后会受到构造运动而变位、变形，未经过构造运动改造的层状岩层大多是水平岩层当水平岩层每一层都比它下伏的相邻层新而比它上覆的相邻层老，即下老上新，则称其为正常层序，如图2-1（a）所示；当顶面在下、底面在上时，表明岩层已倒转，此时层序是下新上老，将其称为倒转层序，如图2-l（b）所示a）正常层序（b）倒转层序图2-1地层层序示意图1.2相对地质年代的概念与确定方法-（2）生物层序法沉积岩中保存的地质时期的生物遗体和遗迹称为化石。
化石的成分常已变为矿物质，但原来生物骨骼或介壳等硬件部分的形态和内部构造却在化石里保存了下来在漫长的地质历史时期内，生物从无到有、从简单到复杂、从低级到高级发生了不可逆转的发展演化年代越老的地层中所含生物越原始、越简单、越低级；年代越新的地层所含生物越进步、越复杂、越高级不同地质时代的岩层中含有不同类型的化石及其组合，而在相同地质时期的相同地理环境下形成的地层含有相同的化石，这就是生物层序律寻找和采集古生物化石标本，尤其是那些对确定地质年代有决定意义的标准化石，就可以依据古生物地层学方法确定岩层的地质年代1.2相对地质年代的概念与确定方法-（3）岩性对比法岩性对比法以岩石的组成、结构、构造等岩性方面的特点为对比的基础进行相对地质年代的划分在一定区域内同一时期形成的岩层，其岩性特点基本上是一致或近似的此法具有一定的局限性，因为同一地质年代的不同地区，其沉积物的组成、性质并不一定都相同；而同一地区在不同的地质年代，也可能形成某些性质类似的岩层所以，岩性对比法也只适用于一定的地区1.2相对地质年代的概念与确定方法-（4）地层接触关系法1）沉积岩间的接触关系（1）整合接触 一个地区在持续稳定的沉积环境下，地层依次沉积，各地层之间岩层产状彼此平行，地层间的这种连续的接触关系称为整合接触，如图2-2（a）所示。
2）不整合接触 当沉积岩地层之间有明显的沉积间断，有一段时期没有沉积，缺失了该段时期的地层之间的接触，称为不整合接触不整合接触又可分为平行不整合接触和角度不整合接触两类平行不整合接触：又称假整合接，指上、下两套地层间有沉积间断，但岩层产状仍彼此平行的接触关系，如图2-2（b）所示角度不整合接触：上、下两套地层间，既有沉积间断，岩层产状又彼此有角度相交的接触关系，如图2-2（c）所示1.2相对地质年代的概念与确定方法-（4）地层接触关系法（a）整合接触（b）平行不整合接触（c）角度不整合接触图2-2沉积岩间的接触关系1.2相对地质年代的概念与确定方法-（4）地层接触关系法 2）岩浆岩间的接触关系岩浆岩间的接触关系主要表现为岩浆岩间的穿插接触关系后期生成的岩浆岩常插入早期生成的岩浆岩中，将早期岩脉或岩体切割开，如图2-3所示图2-3岩浆岩间的接触关系1早期生成的岩浆岩；2后期生成的岩浆岩1.2相对地质年代的概念与确定方法-（4）地层接触关系法3）沉积岩与岩浆岩间的接触关系 沉积岩与岩浆岩之间的接触关系可分为侵入接触和沉积接触两类1）侵入接触 侵入接触指后期岩浆岩侵入早期沉积岩中的接触关系，如图2-4（a）所示。
早期沉积岩受后期侵入岩浆的熔蚀、挤压、烘烤和化学反应，在沉积岩与岩浆岩交界处会形成一层接触变质带当该层变质带在地表接受风化剥蚀后，岩浆岩暴露地表，会在岩浆岩周围残留一圈接触变质岩，称为变质晕2）沉积接触 沉积接触指后期沉积岩覆盖在早期岩浆岩上的沉积接触关系，如图2-4（b）所示早期岩浆岩因表层风化剥蚀，在后期沉积岩底部常形成一层含岩浆岩砾石的底砾岩1.2相对地质年代的概念与确定方法-（4）地层接触关系法（a）侵入接触（b）沉积接触图2-4沉积岩与岩浆岩间的接触关系1.3地质年代表-（1）地质年代单位与地层单位划分地质年代单位和地层单位的主要依据是地壳运动和生物演变一般把地壳形成后的发展历史过程分成五个称为“代”的大阶段，每一个地质年代都有相应的地层地质年代单位与地层单位的对应关系，以及其顺序和名称如表2-1所示表2-1地质年代单位与相对应的地层单位表1.3地质年代表-（2）地质年代表19世纪以来，地质学家在实践中逐步进行了地层的划分和对比工作，并按照时代早晚顺序把地质年代进行编年，列制成地质年代表，如表2-2所示地质年代表反映了地壳历史阶段的划分和生物演化的发展阶段表2-2中列出了相对地质年代从老到新的划分次序，各个地质年代单位的名称、代号和绝对年龄值，以及世界和我国主要的构造运动的时间段落和名称等。
表中构造运动的名称源于最早发现并经过详细研究的典型地区的地名1.3地质年代表-（2）地质年代表表2-2地质年代表1.3地质年代表-（2）地质年代表表2-2地质年代表（续）1.3地质年代表-（2）地质年代表表2-2地质年代表（续）1.3地质年代表-（2）地质年代表表2-2地质年代表（续）1.3地质年代表-（2）地质年代表表2-2地质年代表（续）地貌概述PART 022.1地貌的概念01地形面可能是平面、曲面或波状面，如山坡面、阶地面、山顶面和平原面等02两个地形面相交组成地形线（或一个地带），它是直线或弯曲起伏线，如分水线、谷底线、坡折线等03地形点是两条（或几条）地形线的交点，孤立的微地形体也属于地形点因此，地形点实际上是大小不同的一个区域2.2地貌单元的分类-（1）构造、侵蚀地貌构造、剥蚀地貌包括山地、丘陵、剥蚀残山和剥蚀准平原，它们的主要地质作用和地貌特征等如表2-3所示表2-3构造、剥蚀地貌2.2地貌单元的分类-（1）构造、侵蚀地貌表2-3构造、剥蚀地貌（续）2.2地貌单元的分类-（2）山麓斜坡堆积地貌山麓斜坡堆积地貌包括洪积扇、坡积裙、山前平原和山间凹地，它们的主要地质作用和地貌特征等如表2-4所示。
表2-4山麓斜坡堆积地貌2.2地貌单元的分类-（2）山麓斜坡堆积地貌表2-4山麓斜坡堆积地貌（续）2.2地貌单元的分类-（3）河流侵蚀堆积地貌凡由河流作用形成的地貌，称为河流侵蚀堆积地貌河流侵蚀堆积地貌包括河谷和河间地块其中，河谷是河流所流经的槽状地形，它是在流域地质构造的基础上，经河流的长期侵蚀、搬运和堆积作用逐渐形成和发展起来的一种地貌河谷包含河床、河漫滩和阶地等（见图2-5），它们的主要地质作用和地貌特征等如表2-5所示图2-5河谷要素图2.2地貌单元的分类-（3）河流侵蚀堆积地貌表2-5河谷各地貌单元2.2地貌单元的分类-（4）湖积地貌湖积地貌包括湖泊平原和沼泽地，它们的主要地质作用和地貌特征等如表2-6所示表2-6湖积地貌2.2地貌单元的分类-（5）海岸地貌海岸是具有一定宽度的陆地与海洋相互作用的地带，其上界是风暴浪作用的最高位置，下界为波浪作用开始扰动海底泥沙处现代海岸带由陆地向海洋可划分为滨海陆地、海滩和水下岸坡三部分海岸地貌包括海岸侵蚀地貌和海岸堆积地貌，它们的主要地质作用和地貌特征等如表2-7所示表2-7海岸地貌2.2地貌单元的分类-（6）冰川地貌在高山和高纬地区，气候严寒，年平均温度在0以下，常年积雪，当降雪的积累大于消融时，地表积雪逐年增厚，经一系列物理过程，积雪就逐渐变成淡蓝色的透明的冰川冰。
冰川冰是多晶固体，具有塑性，受自身重力作用或冰层压力作用沿斜坡缓慢运动，就形成冰川凡是经冰川作用过的地区，都能形成一系列冰川地貌冰川地貌包括冰蚀地貌、冰碛地貌和冰水堆积地貌，它们的主要地质作用和地貌特征等如表2-8所示表2-8冰川地貌2.2地貌单元的分类-（7）风成地貌风成地貌是指由风力作用而形成的地貌在风力作用地区，在同一时间内，一个地区是风蚀区，另一个地区则是风积区，其间的过渡性地段为风蚀风积区，各地区将相应发育不同数量的风蚀地貌和风积地貌，它们的主要地质作用和地貌特征等如表2-9所示表2-9风成地貌第四纪地质概述PART 033.1第四纪的概念与特征-（1）第四纪的概念地质学家把人类开始出现以来迄今的地质历史称为第四纪第四纪也称为第四纪冰川期我们通常说的“冰河时代”，就是指这个时期一些观点认为，第四纪是地球气候变动异常剧烈的一个时期，也是人类进化发生的时期，有着非常特殊的意义在此期间，地球气候曾经发生过很多次冷暖回旋，寒冷的冰期和相对温暖的间冰期（即两次冰期之间的时期）交替出现冰川反复扩张又退却，在极盛期间曾覆盖地球30%的表面因此，第四纪才被称为第四纪冰川时期另外一些观点认为，在第四纪，气候系统变得更加敏感，地球轨道形状、地轴方向和倾斜角周期性变化导致阳光照射发生变化时，气候比远古年代更容易发生剧变。
3.1第四纪的概念与特征-（2）第四纪的特征01第四纪全球气候普遍变冷，出现冰期，是划分第四纪的标志之一气候变化是划分和对比第四纪地层的重要依据之一02第四纪哺乳动物演化的阶段性是划分第四纪的主要依据第四纪植物群的演化是恢复第四纪气候的重要标志03第四纪构造运动是新构造运动的一部分第四纪构造运动控制着第四纪沉积3.2第四纪地层划分第四纪是地质史上时间极短的一个纪，至今尚未终止第四纪从什么时候开始，人们没有一致的看法过去一般认为第四纪的年龄只有100万年左右近年来由于古人类学和旧石器时代考古学的新发现，以及年代测定技术的发展，人们普遍认为它的年龄要更大，有的认为是170万200万年，也有人认为是247万年，还有人认为已经超过了300万年长期以来，人们一直在努力寻求第四纪的标准地层，但是一直没有实现因为第四纪的沉积物具有很强的区域性，同一时期，在不同的自然环境中和不同的地貌单元上，第四纪地质学及第四纪地质学单元上，可以形成各不相同的地层不同时期，在相似的自然环境中和同样的地貌单元上，可以形成彼此相似的地层因此，不能单纯依据岩石本身的性质来划分第四纪地层目前主要的第四纪地层划分方法有生物地层学方法、古气候地层学方法、古人类考古学方法、地貌法、岩性法和古地磁法，各方法的介绍如表2-10所示。
3.2第四纪地层划分表2-10第四纪地。