第四紀地質(zhì)與環(huán)境：第二章 第四紀地質(zhì)與環(huán)境研究的幾個問題

1、第二章 第四紀地質(zhì)與環(huán)境研究的幾個問題一、第四紀下限及第四紀分期二、第四紀氣候旋回三、第四紀環(huán)境變遷的時空尺度一、第四紀下限及第四紀分期第四紀( Quaternary) 是地球科學中廣泛使用的術語，代表地質(zhì)年代中最晚的時段。在探討全球環(huán)境變化趨勢時，第四紀研究具有重要地位。第四紀作為地質(zhì)年代和地層單位的地位和底界問題，自18 世紀提出以來，在國際學術界中就一直存在不同的觀點。2004 年，部分權(quán)威學者和國際組織提出取消第四紀。2009 年，第四紀在地質(zhì)年代中的正式地位及其底界劃分方案，才最終獲得了國際地科聯(lián)的官方批準。一、第四紀下限及第四紀分期第四紀和更新世術語的由來源自意大利采礦工程師Gio

2、vanni Arduino地層的四分方案: 按形成的時代，從老到新依次為第一紀( Primary) 、第二紀( Secondary) 、第三紀( Tertiary) 和第四紀( Fourth Order) 。第四紀是指代地表的松散沉積物。1829 年，Desnoyers正式提出Quaternary 一詞。Reboul對Quaternary一詞進行了重新定義，即包含現(xiàn)生種類動植物化石的地層，以和第三紀地層( 以滅絕種為主) 相區(qū)別。一、第四紀下限及第四紀分期確定第四紀下限的依據(jù)： 由于研究領域或研究地區(qū)的差異，不同學者提出了確定第四紀下限的不同依據(jù)。冰川活動。氣候變冷。動物化石。人類的出現(xiàn)和人類

3、文化。沉積構(gòu)造事件 黃土堆積、巨厚的山麓礫石堆積、青藏高原隆升。一、第四紀下限及第四紀分期1、國際第四系下限劃分方案一、第四紀下限及第四紀分期1、國際第四系下限劃分方案（1）0.700.80Ma BP主要是冰川學派支持該觀點，其依據(jù)主要是冰川證據(jù)，主要是早期歐洲冰川研究地質(zhì)學家在研究阿爾卑斯地區(qū)第四紀冰川而得出的結(jié)論。1、國際第四系下限劃分方案（2）1.80Ma BP主要是古氣候?qū)W家依據(jù)氣候證據(jù)提出的。時代 海相 陸相Q 卡拉布里階 上、中維拉坊組（冷維拉坊） 180萬年 N2 阿斯蒂階 下維拉坊組（暖維拉坊）1、國際第四系下限劃分方案（3）2.60Ma BP根據(jù)對歐洲和俄羅斯地臺的植物群的研

4、究，在2.60MaBP植物群發(fā)生了重大的改變。北極冰蓋從260萬年已開始出現(xiàn)。在260萬年左右，也有一次古地磁極性的倒轉(zhuǎn)。(松山反極性時/高斯正極性時).沉積發(fā)生了顯著的變化1、國際第四系下限劃分方案（4）3.003.50Ma BP考慮古人類的出現(xiàn)和演化：非洲出現(xiàn)較早的古人類（能人），如肯利亞東非裂谷1470號人頭骨化石下伏圖魯博爾火山灰年齡3.18MaBP（K-Ar法）。2、中國第四系下限劃分方案（1）北方根據(jù)生物地層學原則，將長鼻三趾馬真馬動物群的泥河灣組與維拉坊組對比（均為陸相地層），將第四紀下限劃在泥河灣組底部。泥河灣盆地剖面Qp1N2北京平原區(qū)2、中國第四系下限劃分方案（2）南方第四

5、紀標準剖面在云南元謀盆地，將元謀組與泥河灣組對比，界限劃在元謀組的底部。、第四紀分期（1）劃分依據(jù)按照生物地層學原則和氣候地層學原則劃分。生物地層學原則應理解為包括海、陸相生物地層。古氣候地層學則以從暖冷的冰期氣候旋回為原則。（2）劃分方案第四紀分期與分界年齡地質(zhì)時代 極性時 分期及分界年齡(Ka) (距今年齡) 第 布 全新世（Qh） 11 B.P 四 晚更新世(Qp3） 130 B.P紀 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) 紀 吉爾伯特 二、第四紀氣候旋回1、冰期與間冰期（1）冰期是指第四紀期間一次氣候寒

6、冷的時期，全球性的降溫，冰川擴大。A、冰川擴展：地球表面發(fā)育大量的冰川B、全球性降溫C、氣候帶移動D、全球性海平面下降末次冰期的海平面高度E、生物群的遷移F、冰階與間冰階的旋回間冰期冰 期暖冷冰階間冰階1、冰期與間冰期（2）間冰期是指第四紀氣候相對溫暖濕潤的時期，夾在兩個冰期之間。地球表層的環(huán)境反映與冰期恰好相反。2、干旱期與濕潤期（1）干旱期是指氣候干燥，降雨量減少的時期。在中、高緯度地區(qū)與冰期伴隨。（2）濕潤期是指兩個干旱期之間降雨相對增多的時期。在中、高緯度地區(qū)與間冰期伴隨。3、雨期與間雨期（1）雨期是指在北緯15N30N的地區(qū)，降雨量增加，氣候轉(zhuǎn)濕的時期。（2）間雨期是指在北緯15N3

7、0N的地區(qū)，降雨量減少，氣候轉(zhuǎn)干燥的時期。 冰蓋區(qū) 非冰蓋區(qū) 海岸帶 深海區(qū)（018/016) 動 態(tài) 間冰期 間雨期 海進 比值小 冰期雨期 海退 比值大 靜態(tài)分布三、第四紀環(huán)境變遷的時空尺度氣候變化的時間尺度I地球的年齡大約45.5億年。II構(gòu)造尺度，過去300百萬年的氣候變化。III軌道尺度，過去3百萬年的氣候變化。IV冰后期千年尺度，過去5萬年的氣候變化變化。V歷史尺度，過去一千年的氣候變化。地球的氣候系統(tǒng)地球的氣候系統(tǒng)主要由大氣、水、冰、陸地和植被等組成。驅(qū)動或者引起這些成份發(fā)生變化的因素稱為驅(qū)動力。導致的氣候變化稱為響應。三、第四紀環(huán)境變遷的時空尺度1、時間尺度地球表層的環(huán)境變化時

8、間尺度：109100a。第四紀時期環(huán)境變遷的時間尺度：105100a最常見：0.40、0.10、0.04、0.02、0.001Ma。445Ma310275Ma2.60Ma740600Ma準周期變化平穩(wěn)序列均值趨勢相對變率變化均值突變趨勢突變變率突變周期突變周期變化（1）太陽活動黑子、光斑，發(fā)生在光球表面。耀斑，發(fā)生在色球?qū)印Ｗ兓芷冢?01102年。如太陽黑子活動的周期有：11、22、80、180年（2）地球軌道參數(shù)的變化（a）偏心率：0.0050.06之間，現(xiàn)在0.0167。周期10萬年和40萬年。地球處在近日點和遠日點的日照量的差別為7。周期：10萬年（2）地球軌道參數(shù)的變化（b）歲差：影響地球近日點的時間變化。周期2.1萬年。現(xiàn)今的近日點為一月，10500多年后的近日點為七月。這樣兩半球的氣候發(fā)生變化。周期：2.1萬年（2）地球軌道參數(shù)的變化（c）黃赤交角：變化在21392436。周期4萬年?，F(xiàn)今為2327。影響季節(jié)的氣候變化。角度變小，極地變暖；反之，極地更寒冷。周期：4.