第十一章第四纪地层

第一节、第四纪地层划分原则和方法
1．生物地层学法 这是划分对比第四纪地层的基本方法。利用
生物发展的不可逆性，判别第四纪地层的新老关 系，同时应用生物组合方法，划分与对比第四纪 地层，建立起生物地层层序。生物的演化发展落 后于环境变化，出现生物孑遗与先驱问题，如同 一种动物化石可以出现于不同的地层中，要利用 生物化石的组合特征，作为地层划分的依据。
1、下更新统 (4)元谋组 位于云南北部，是南北向延伸的盆地，以河湖 相堆积物为主，厚695m。以粘土、亚粘土、砂、砂 砾为主，夹腐植质粘土和褐煤。元谋组最上部发现 元谋直立人化石，同位素年龄约为170±10万年。 经古地磁测定，属于高斯正极性期的下部，距 今1．5—3.2Ma。在元谋盆地发现龙川冰期，距今 约3．5Ma，是我国发现的较老冰期。
第一节、第四纪地层划分原则和方法
5．同位素年龄测定方法 用同位素年龄划分第四纪地层是应用较
广泛的方法，并逐渐建立起第四纪地层年代 表。
第一节、第四纪地层划分原则和方法
5．同位素年龄测定方法
(1)放射性碳(14C)法 有 一 定 初 始 14C 浓 度 的 地 质 样 品 ， 在 停 止 14C交换后，样品中14C放射性衰变引起14C浓度 下降，依此即可测到样品年龄。测定年龄范围 500至70000年，是研究全新世和晚更新世后期 较有效的方法。测定材料是木材、泥碳、贝壳 、骨、角(或化石骨、角)，淤泥、土壤和有机 碳酸盐。
第二节、中国的第四纪地层
1、下更新统 (5)洞穴堆积 早更新世的洞穴堆积，以广西柳城巨猿洞为代 表。溶洞高出地面90m，堆积物自上而下分为4层： ④、顶部钟乳石厚壳。 ③、含碎石的黄色土。 ②、微红黄土，钙质胶结。 ①、松散的棕褐色土状堆积上复钟乳石硬壳。
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2、中更新统
(1)金牛山下组 金牛山位于辽宁营口县永安乡，是一座拔地而起 的孤立小山，海拔69．3m。1974年、1975年、1976年 和1978年曾多次发掘，发现了保存在两个洞穴裂隙里 的丰富哺乳类动物化石。金牛山下组上层是含碎石的 棕黄一棕褐色亚粘土；下层为棕红色角砾，两ຫໍສະໝຸດ 之间 夹一层灰绿色粗砂层，厚度约5m。
7、重砂矿物方法 第四纪沉积中的矿物，可分为重砂矿物 (又称碎屑矿物)与自生矿物。前者反映物源 区特征，自生矿物是沉积环境的标志。因为 重砂矿物化学性质比较稳定，作为第四纪地 层对比、恢复古地理环境的依据。
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1、下更新统
第三纪上新世，形成河北桑干河， 山西汾河，陕西渭河等断陷盆地，其中 新生代河湖相沉积发育，厚度大。下更 新统以泥河湾组，三门组为代表。
第一节、第四纪地层划分原则和方法
5．同位素年龄测定方法 (2)钾—氩(40K-40Ar)法 根据岩浆岩及有关地层中的放射性40K逐渐蜕
变成为40Ar的数值计算它的年龄。测定年龄范围 为50一100万年。随着超真空，快中子活化等技 术的发展，近年测量时间上限已达25Ma，能测定 全新世的大部分年龄。测定样品是长石、云母、 海绿石和玄武岩等含钾矿物和岩石，主要用于火 山灰地层以及考古和古地磁的研究o
河南三门峡一带与渭河盆地中，与泥河湾组 相当的地层称三门组，主要是由棕黄色砾石、砂、 粘土质砂、砂质粘土、细砂、粉砂夹薄层泥灰岩， 厚200—400m。
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1、下更新统 (2)雨花台组 分布在南京附近的雨花台西善桥及江苏江宁、六 合、宿迁等地区。下部以砾石层为主，中部为砂、粉 砂质层，上部为微红色粘土层。一般厚约50m，个别 地点达100余米。不整合于新第三系浦镇组之上,为上 更新世黄土状粘土与底砾层所覆盖。它的形成是属于 网状河系的砂坝堆积物。砾石多发育在阶地上，砾石 来源于长江及其支流，时代属于早更新世。
第十一章 第四纪地层
第四纪地层划分原 则和方法
中国的第四纪地层
第一节、第四纪地层划分原则和方法
第四纪地层是地质历史时期，自然地理环境与 地壳变动的记录。关于第四纪地层的划分和对比， 对生产建设有重要意义。
由于第四纪陆相地层多为松散堆积物，形成时 间短，岩相变化大，地层划分对比方法和原则，一 般应用古气候冰期与间冰期、古人类与考古学方法 以及综合应用各种测试手段等。
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1、下更新统
泥河湾组以湖相沉积为主，夹河流相沉积，主 要是灰绿、灰黄色砂层、砂砾层、粘土，粉砂质粘 土和粉砂层，局部地区上部夹石膏及泥碳层。厚约 150m，钻孔揭露500m以上。其中除了丰富的哺乳类 动物化石外，还含有软体动物与介形虫化石。
第二节、中国的第四纪地层
1、下更新统
第一节、第四纪地层划分原则和方法
2．古气候学法 第四纪的特征之一是气候冷暖交替变化。全球
性冰期与间冰期出现，促使生物界与古地理环境发 生巨大变化，也促进人类的出现与发展。因此，冰 期与间冰期是划分第四纪地层的主要依据。
海侵地层是第四系划分与对比的标志之一。 古土壤、化学元素分析方法，作出古气候波动 曲线图，成为第四系划分与对比的原则和方法。
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2、中更新统 (3)、红土堆积物
①、网纹红土 是指具有蠕虫状、指状、管状或黄白网纹结 构的红色土。粘粒含量高，粗粒石英和少量云母 呈星点状散布其间，呈基底式胶结。
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2、中更新统 (3)、红土堆积物
①、网纹红土 粘土矿物以高岭土类为主，形成蠕虫状条带。 其次是蒙脱石、伊利石，游离氧化铁(主要是Fe203) 含量较高，达70％左右，以胶膜形式包裹在土粒 表面和充填在土粒空隙中，使土体浸染成红色。 白色蠕虫状等网纹条带，是未受游离氧化铁浸染 与铁质淋溶的残余高岭土类白色粘土。
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2、中更新统 (4)、北海组 北海组常不整合覆盖在古生代地层、燕山期花 岗岩以及湛江组地层之上，与湛江组呈平行不整合 接触。北海组中的玻璃陨石经裂变径迹法测年，是 70—60万年，古地磁测量是正磁化，属于布容正向 极性世。 北海组是河流沉积，在广西石头埠北海组地层 中发现海绿石，所以部分属于滨海相。
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2、中更新统 (3)、红土堆积物
①、网纹红土
网纹红土形成于中更新世高温之前，晚更新 世以后，由于气候变冷变干旱，气候波动频繁， 时间较短促，已不能发育成高岭土型的红色风化 壳。
网纹红土分布在湖南南部、江西南部以及华 南地区。庐山牯岭附近1000—1300m也有分布。
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第一节、第四纪地层划分原则和方法
5．同位素年龄测定方法 (4)热发光法 根据矿物、岩石加热后发光强度与其以往
所接受的总辐射剂量间成正比关系，辐射量积 累与时间显函数关系，可估计其年龄。测定材 料是长石、石英、碳酸盐矿物、古陶瓷、火山 玻璃、陨石、黄土等。主要用于测定考古、火 山活动、地层对比和古气候等。测定的年龄范 围是2Ma或大些。
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2、中更新统
(5)洞穴堆积 我国南方石灰岩地区溶洞分布广规模大，洞 穴中堆积了古人类化石及石器等。如四川万县盐 井沟洞穴，其中堆积了10m厚的红、黄色粘土与角 砾，含丰富的哺乳类动物化石，属中更新世，称 为盐井沟动物群。
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2、中更新统 (6)白沙井组 在湖南长沙市近郊白沙井研究而得名。广泛分布 于湖南省与湖北东南部。上层是黄褐、棕红色网状红 土，风化后其中的钙、铝质淋溶流失，留下蜂窝状构 造，一般厚约20余米；下层以石英燧石、石英砂岩为 主，含少量砂岩、板岩等为成分的砾石层。先期是河 湖相，后期是河流相。组成湘江流域的三级阶地，具 有二元结构，阶地面高出河面20—30m。
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2、中更新统 (2)周口店组 中更新世标准剖面，在北京周口店第一地点(又 称北京猿人地点)，厚43m。 ①、石灰岩角砾层； ②、片流粉砂、粘土和砾石(来自上砾石层)； ③、河流细粉砂和细砾砂沉积物； ④、古人类穴居活动形成的灰烬层； ⑤、钟乳石堆积。并发现73万年前的古冰楔。
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2、中更新统 (2)周口店组 古地磁测定结果为正向极性，相当古地磁极 性时间表上的布容正向期。含北京猿人头骨化石 的第9层，用裂变径迹法测得年龄是46万年。
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2、中更新统
(3)、红土堆积物 华南，西南的低山丘陵与盆地地区，广 泛发育红土堆积，这是热带与亚热带气候条 件下的产物。
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1、下更新统 (1)、泥河湾组 分布在河北阳原桑干河盆地地区，位于阳原县东 部的桑干河与壶流河的交汇处，并和蔚县为邻，海拔 高度500一1000m，沉积物厚度约500—600m。是河流湖 泊相沉积物。一般剖面露头厚度是几十米至100多米。 泥河湾组是1924年由巴尔博(G．B．Barbour)建名的， 建名地点是泥河湾村。泥河湾层位于黄土之下， “三 趾马红土”之上。
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1、下更新统 (3)、湛江组
主要分布在雷州半岛和海南岛北部。下部是砂层 和灰黄色粘土互层，厚2—8m；上部是砂砾与灰色页 状粘土互层，砂粒成分主要是石英，少量长石和云 母，厚2—12m。湛江组的厚度随地区不同差异很大， 湛江组中普遍夹1—4层玄武岩。
第二节、中国的第四纪地层
第一节、第四纪地层划分原则和方法
6、古地磁方法 地质历史时期，地磁极性呈现一系列不等频 正、反交替变化，极性时间保持在1Ma左右者， 称极性期，分正极性期和反极性期；极性时间保 持在1万到10万年左右者，称极性事件，亦分为 正极性事件和反极性事件，极性事件从属于极性 期。
第一节、第四纪地层划分原则和方法
②、红土 组成红土的基本化学成分是SiO2(33—34％)、 Al2O3 (25—27％)、Fe2O3 (22—-23％)。三者占78— 84％。绝对迁移量随着风化时代不同而变化，时 代愈老元素迁移量愈大。因此，对风化壳与风化 时代的研究，有助于第四纪地层的对比。