第二章 第四纪研究中的基本问题 (1)
第四纪地质学笔记整理
第四纪地质学笔记整理第四纪地质学笔记整理第四纪地质学笔记整理第一章绪论（略）表1 第四纪地质年代表（据International Stratigraphic Chart,2021.表格中数据为下界年龄）第二章第四纪地貌和地球环境变化动因概述一、第四纪的基本特点①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”。
②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”。
③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。
④活跃的地壳运动：水平运动(如印度大陆向喜马拉雅山的移动)垂直运动(如青藏高原的强烈隆升和华北平原等的大幅度下降)⑤其他：如广泛堆积陆相沉积物和矿产；人类活动增强以及各种灾害改变人类生存环境。
二、第四纪沉积物(一)第四纪沉积物基本特征①岩性松散(除海滩岩、火山岩、强钙质胶结的沉积物外)――是确定第四纪沉积物的重要特征。
②成因多样――――几乎包括了所以外力成因的沉积物。
③岩性岩相变化快――同期沉积物可在短距离内发生相变,厚度小而多变 (山顶到山脚)，划分对比困难，研究难度大④厚度差异大――――厚度从厘米级到数百米。
⑤不同程度地风化――如早更新世：全风化到半风化中更新世：半风化晚更新世：薄的风化皮全新世：未风化⑥含哺乳动物化石及古文化遗存――多存于洞穴堆积、河湖相堆积。
(二)第四纪沉积物岩性第四纪沉积物岩性有：碎屑沉积物、化学沉积物、生物沉积物、火山堆积物、人工堆积物。
1第四纪地质学笔记整理表2 碎屑粒级分类与Φ值关系(三)第四纪沉积物成因研究1、第四纪沉积物的成因类型标志 1）沉积学标志 (1)岩性Ⅰ.砾石((>2mm))a.砾性(不同成因的沉积物砾石的岩性不同)b.砾径c.砾向d.砾态（圆度球度扁平度）e.表面特征（擦痕擦口压痕撞痕砸痕）f.风化程度(全风化半风化未风化) Ⅱ.砂和粘土(<2mm) 砂、亚砂土、亚粘土、粘土 a.粒度特征b.石英砂的表面特征 (2)沉积结构Ⅰ.流动营力结构a.定向结构叠瓦式河流b.非定向结构离散式急流快速堆积弥散式无数细小角砾弥散分布在砂土中片流充填式巨砾间充填无数后续水流的细砾河流和洪流Ⅱ.非流动营力结构 a.定向结构冰楔式(冻融作用挤压) 多边形式(冻融作用) b.非定向结构架堆式(重力堆积以点接触) 层间式(假层理) (3)沉积构造Ⅰ.层理Ⅱ.楔状体Ⅲ.结核Ⅳ.网纹构造（蠕虫构造) 中国南方亚热带第四纪红土中的一种普遍次生构造。
地貌学及第四纪地质学.
第一章概论地貌学与第四纪地质学研究对象和性质地貌学的基本知识第四纪地质学的基本问题第一节地貌学及第四纪地质学的研究对象和性质一、地貌学及第四纪地质学的研究内容二、地貌学与第四纪地质学的联系三、地貌学及第四纪地质学与其他学科的关系四、地貌学及第四纪地质学的研究意义一、地貌学及第四纪地质学的研究内容1、地貌学(geomorphology研究内容地貌一词由三个源自希腊语的词根geo(地球,morphe(外表形状、面貌,logos(论述所组成表明这是一门研究地球表面形状的学科。
地球表面形状,指地壳表面由岩石构成的起伏形态(如平原、高原、山脉、山峰、丘陵、河谷、盆地、悬崖等,简称为“地形”或“地貌”。
地貌学的研究对象是地貌或地形(landforms,即各种规模的地表起伏的总和。
地貌学是研究地表的形态特征、成因、分布及其发育规律的科学。
2、地貌学学科性质地质学视地貌为地质作用的历史产物,通过地貌去认识地质,故较突出地貌成因的分析与发育历史的重建;自然地理学视地貌为一项自然环境要素,注重人类活动受地貌的影响以及对它的利用与改造,故侧重人地关系的研究。
3、第四纪地质学学科性质(Quaternarygeology第四纪是地质发展历史的最新阶段。
1839年英国地质学家莱伊尔(Ch.Lyell提出把第四纪分为更新世(Pleistocene和全新世(Holocene。
1932年国际第四纪会议又把更新世分为早、中、晚三期。
第四纪地质学是历史地质学的一个分支,并已成为独立的学科,其下限年代为250万年前。
4、第四纪地质学研究内容:第四纪地质学是研究在第四纪时期中地壳、气候和生物界发展历史与分布规律的学科。
(1第四纪沉积物的形成,第四纪地层的划分和对比,拟定第四纪地质年表。
(2研究第四纪环境,包括地壳运动的特征、气候的演化及生物界的发展历史,并由此产生一系列分支学科:新构造运动学、古冰川学、第四纪古地理学、古人类学等。
二、地貌学与第四纪地质学的联系1、地貌学与第四纪地质学均属于地球科学。
第二章地貌学与第四纪地质学的基本问题
III.影响地貌形成发展的其它因素
1. 气候 2. 岩性 3. 植被 4.人工活动 5. 地质构造
IV.地貌的成因类型
A. 外力地貌：侵蚀地貌、堆积地貌 B. 内力地貌：构造运动所造成的地貌。
1. 新构造运动直接造成地貌，青藏高原 2. 剥蚀构造地貌，已经形成的地质构造，经过外力风 化剥蚀后，把其构造揭露出来 3. 火山地貌： 由于火山地质作用形成的地貌 C. 人工地貌： 古运河、修大寨田、围海造田、红旗渠、人 工岛。
2. 地貌形态的测量指标
①高度： 绝对高度(即海拔高度)，从图上读取。 相对 高度，2种地貌之间的高差。
②坡度： 坡度主要反映在地形面上。 一般的划分等级为：
陡 坡：坡角＞50° 中等坡：坡角25～50° 缓 坡：坡角＜25°
在堆积地貌上，不同的坡度可反映不同的成因类型。
高高 高 度度 度
坡 度 能
一个阶段。以河流作用为主形成的夷平面，可能是准平原， 也可能是尚未达到准平原化的老年期宽谷地形。所以，夷平 面与准平原不能完全等同。
V型谷 高差 大
起伏最强烈，地形变化最 大 ，河谷、斜坡大量发育
起伏微弱而无限延长 （时间)
三、中国第四纪地质与地貌的基本特征
I. 第四纪地质的基本特征
① 沉积物类型的多样性 ② 新构造运动的区域性 ③ 哺乳动物群的南、北差异性 ④ 气候波动的区域性与全球性 ⑤ 季风作用的特殊性 ⑥ 人类文化的差异性
② 地貌地质年代的确定
a. 古生物法：
主要利用地貌堆积物中所含的古生物 (Q) 化石，确定地 貌年代。 此法适用于堆积地貌，因侵蚀地貌常无堆积物。
第四纪地貌学
第二章第四纪、地貌和地球环境变化动因概述第四纪：第四纪是指约2.4MaBP以来地球发展的最新阶段。
第四纪的特点：1、在短暂的地质时期内发生过多次急剧的寒暖气候变化和大规模冰川活动2、人类及其物质文明的形成发展3、显著的地壳运动4、广泛堆积陆相沉积物和矿产5、急剧和缓慢发生的各种地质灾害不断改变人类生存环境6、人类活动的范围和强度与日俱增与前第四纪相比，第四纪有以下几个显著的特点：①人类的出现和人类文明的发展②气候发生了显著的降温，并出现明显的冷暖波动2、第四纪沉积物的特征：1、岩性松散，第四纪沉积物形成时间短，成岩作用微弱，绝少硬结成岩。
2、成因多样，由于第四纪气候、外动力和地貌多种多样，所以成因不同。
3、岩性岩相变化快，由于形成时动力和地貌环境变化大，所以沉积物的岩性岩相结构变化也大。
4、厚度差异大，剥蚀区厚度小（几十厘米到十几米），堆积区厚度较大（几十米到几百米）。
5、具有不同程度的风化，由于沉积物多出露于地表，受到冷暖气候交替变化影响，时代越老风化越深。
6、含有化石及人类文化遗存，在有的第四纪陆相堆积物中，含有大量的动物化石和古人类化石等。
第四纪分期：是指约240万年以来地球发展的最新阶段。
其中，全新世又分为全新世早期（Q41）、全新世中期（Q42）和全新世晚期（Q43）：全新世早期：11~7.5Ka BP全新世中期：7.5~2.5Ka BP全新世晚期：2.5~现在成因标志：沉积学标志：第四纪沉积物的岩性、结构、构造、产状和沉积体形状等特征属于沉积学标志。
岩性：第四纪碎屑沉积物的岩性研究，除运用沉积岩石学的方法和经验外，针对第四纪沉积物松散、成熟度低、易风化和成岩作用微弱等特点，应该注意下列几点的综合分析。
1、砾石：对大于2mm的砾石（或角砾），应尽量在野外统计研究其砾性、砾径、砾向、砾态、表面特征和风化程度。
2、砂和粘土：小于2mm砂土在野外可根据其外貌和物理性质分为砂、亚砂土、亚粘土和粘土。
纪地质学与地貌学课件
第四纪地质学与地貌学考试题型：选择题、填空题、简答题、论述题。
1、第四纪：是新生代最后的一个纪，距今2.6Ma以来。
2、第四纪地质学：研究在第四纪时期发生在地球表层的各种地质事件及其动力机制的一门学科。
如：气候变迁、生物演化、构造运动、海平面波动、冰川进退等。
3、地貌学：研究固体地球表面的形态特征、成因、演化和分布规律的一门学科。
4、第四纪地质学与地貌学的关系：第四纪地质学主要是地球表层沉积物特征及成因；地貌学主要是地表的形态特征及成因。
5、第四纪地质学的研究对象主要是第四纪的沉积物及其所含物质。
6、地貌学的研究对象是地表形态，即地形。
7、第四纪地质学与地貌学的任务：1）理论研究：重建第四纪时期的地质演化历史，探究演化规律，预测未来变化。
如：气候变化、生物演化、海平面变化等。
2）实践应用：解决实际问题，减灾防灾，改善人们的生活环境。
如：干旱、土地沙化、泥石流、滑坡、地震、火山爆发、崩塌。
8、第四纪地质学与地貌学的内容：1）第四纪沉积物的岩性、成因、分布；2）第四纪气候变迁和海平面波动（黄土：温暖：红色；寒冷：黄色）；3)第四纪生物界（哺乳动物的繁盛；喜冷植物的扩展；人类发展；人类文化发展）；4）第四纪地层；5）第四纪年代学；6）第四纪构造运动；7）地球表层地貌形态特征、成因、分布、演化。
第二章第四纪地质学与地貌学的基本问题1、确定第四纪下限的依据：冰川活动、气候变冷、动物化石、人类出现和人类文化、沉积—构造事件。
2、第四纪下限的方案：0.70~0.80MaB.P：（冰川学派）依据：古地磁极性分界（B/M）；气候变冷；1.80~1.90MaB.P：（气候学派）依据：奥都威事件；地中海喜冷动物；真马、真象出现；直立人出现；2.50~2.60MaB.P:依据：全球发生了大幅度的降温；北极冰盖发生了明显的扩张；北大西洋沉积物中的冰筏屑数量明显增多；欧亚地区植被发生明显的变化，涌现出大量的针叶树和草本植被，预示气候的恶化；在哺乳动物群方面，真马、真象、真牛的出现；在非洲出现石器；青藏高原隆升加速，在青藏高原及其周边地区出现厚层的砾石沉积，东亚地区冬季风出现和加强，黄土堆积开始。
2.2第四纪基本问题2-第四纪年代学
右图中地层的年代 是多少？
地磁场倒转的发现历史
• 1906年，布容（Brunhes）在熔岩流和其烘烤层中发现一 些样品的天然剩磁与现代地磁场方向相反，认为它们形成 于倒转的地磁场中。 • 1929年，松山（Matuyama）在研究日本和朝鲜的火山岩 时，发现一组样品的剩磁方向与另一组相反，他认为在第 四纪的某个时期地磁场方向与现在相反，之后逐步变化到 现在的方向。 • 1951年，Hospers在研究冰岛的玄武岩时发现一些样品为 负极性，指出这些岩浆喷出时地磁场的方向与现今相反。
1 古地磁法
古地磁法是利用岩石天然剩余磁性的极性正反 方向变化，与标准极性年表对比，间接测量岩 石年龄的方法。
岩石天然剩磁 极性正反方向变化（地磁场倒转） 标准极性年表
概念： 磁性矿物
• 矿物在磁场中会受到外加磁场的感应，根据磁性特征，可 以把矿物分为抗磁性、顺磁性和铁磁性矿物，简称磁性矿 物。岩石中常见的磁性矿物一般包括（钛）磁铁矿、磁赤 铁矿、赤铁矿、磁黄铁矿及针铁矿等，而前三者通常是主 要的载磁矿物。
地磁场倒转
• 地磁场在地质历史时期 曾发生多次正负极倒转 • 倒转具有全球等时性
现在地磁场
78万年前的地磁场
标准地磁极性年表
• 不同时期的地磁场方 向被地层中的磁性矿 物所记录，测定不同 时期岩层中的地磁场 方向就可以恢复地磁 场倒转的时间序列， 建立标准地磁极性年 表。 • 与现代磁场方向一致 定义为正极性，相反 则定义为负极性。
热释光 TL，光释光 OSL，电子自旋共振 ESR • 基本原理相似，测试对象不同 • 基本原理：
根据从沉积物堆积之日起，其中的破碎绝缘矿物晶体（如 石英、长石）所接受的周围地层中放射性物质的辐射总剂 量（TD）、年均吸收剂量（AD）和矿物迁移至沉积地点之 前的初始剂量（ID）关系计算沉积物年龄（t）：
第2章第四纪地质学与地貌学的基本问题
二、第四纪沉积物
3、第四纪沉积物成因的分类 (3)海洋沉积系统
海岸生物堆积物：造礁珊瑚、有孔虫、石灰藻等生物残骸的堆 积
二、第四纪沉积物
3、第四纪沉积物成因的分类
(3)海洋沉积系统
深海堆积物：水深大于2000米的深海底部的松散沉积物
二、第四纪沉积物
3、第四纪沉积物成因的分类
二 、第四纪沉积物
高度小、坡度小－－地形平缓
三、地貌
1、地貌的形态
> 地貌形态测量指标
③地面破坏程度
割切深度：指一种地貌的最高点和最低点之间的距离 地面切割程度：地面破坏面积的%
三、地貌
2、地貌的成因
地貌是内外地质营力相互作用的结果： 内力地质作用是地壳内部深处物质运动引起的地壳水平运 动, 垂直运动, 断裂活动和岩浆活动, 它是造成地表主要 地形起伏的动因, 其发展趋势是增强地势起伏方向。
基本要素
沙漠区的冲积扇
三、地貌
1、地貌的形态 (2)地貌形态测量指标 ①高度：绝对高度(即海拔高度) 相对高度(2种地貌的比高) ②坡度: 某一部分地形面的倾斜度 一般的划分等级为：
陡 坡：坡角＞50° 中等坡：坡角25～50° 缓 坡：坡角＜25°
> 地貌形态测量指标
高度+坡度能反映地貌形态 高度大、坡度大－－地形陡峻
> 碎屑沉积物的命名—二元命名法
> 碎屑沉积物的命名—三元命名法
二、第四纪沉积物
3、第四纪沉积物成因分类
> 鄱阳湖晚第四纪古湖面变化
二、第四纪沉积物
二、第四纪沉积物
3、第四纪沉积物成因的分类
(1)大陆沉积系统 残积物：地表岩石风化后残留在原地的堆积物
冲 积 物
第四纪地质学的基本问题
第四纪的基本特点 第四纪地质年代表
一、第四纪的基本特点
①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”
一、第四纪的基本特点
②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”。
新近纪(Neogene) 上新世(Pliocene) 中新世(Miocene)
古近纪(Paleogene) 渐新世(Oligocene) 始新世(Eocene) 古新世(Paleocene)
年龄（Ma）
0.0117 2.588 5.332 23.03 33.9±0.1 55.8±0.2 65.5±0.1
• 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。
二、第四纪地质年代表
代
纪
世
新生代 (Cenozoic)
第四纪(Quaternary) 全新世(Holocene) 更新世(Pleistocene)
• 第二章 第四纪地质学的基本问题
– 第四纪沉积物及其成因 – 第四纪年代学 – 第四纪气候基本特征及其研究 – 第四纪生及阶段划分
• 学习重点，需熟练掌握
一、第四纪的基本特点
③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。
一、第四纪的基本特点
④活跃的地壳运动：
• 水平运动
• 喜马拉雅山向青藏高原推进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。
第四纪地质学及地貌学期末复习知识点
第一章绪论地貌学及第四纪地质学：是以第四纪地质学和地貌学基本知识为主体，并吸收沉积学、自然地理学、古气候学、古生物学、新构造学和地质年代学等有关知识组成的一门综合性课程。
第四纪地质学：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：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。
两者都以地表自然环境的重要组成部分及其演变历史为研究对象。
课程知识的应用价值（填空or简答）1、第四纪资源开发利用与区域地质研究2、工程建筑3、自然灾害与环境变化研究4、其他第二章地貌学及第四纪地质学的基本问题第一节第四纪分期与堆积物特征现代第四纪：是综合性的，是指约2.4Ma B.P.以来地球发展的最新阶段。
第四纪的特点：1、在短暂的地质时期内发生过多次急剧的寒暖气候变化和大规模冰川活动。
2、人类极其物质文明的形成发展。
3、显著的地壳运动。
4、广泛堆积陆相沉积物和矿产。
5、急剧和缓慢发生的各类灾害不断改变人类生存环境。
6、人类活动的范围和强度与日俱增。
第四纪分期：早更新世（Q1）、中更新世（Q2）、晚更新世（Q3）和全新世（Q4）第四纪沉积物的特征（填空or简答）1、岩性松散2、成因多样3、岩性岩相变化快4、厚度差异大5、不同程度的风化6、含有化石及文化遗存第二节地貌的形态地貌：是指地面上具有一定几何形态的高低起伏，有地形面、地形线和地形点三个基本要素组成。
地形面：是地表面具有不同坡度的面。
地形线：是指两种地形面相交而成的线。
地形点：是两条以上地形线相交的点。
地貌形态测量指标：1、高度分为绝对高度（即海拔高度）和相对高度。
相对高度：是两种地貌形态之间的高差，如阶地面与河床平水位间高差、溶洞底部与河床高差等。
2、坡度：是指地貌形态某一部分地形面的倾斜度，如夷平面、阶地面和斜坡的坡度等。
3、地面破坏程度常用的有地面刻切密度、地面切割深度和地面破坏程度数据等。
4、地貌的形态类型正形态：高出周围地貌。
第四纪环境
二、第四纪以来东亚季风的强度是如何变化的？ 进入第四纪之后，由于西伯利亚冰盖的出现、青藏高原的强烈隆起和欧亚大
陆腹心地区大陆度的增大，季风得到明显的加强，其中西伯利亚冰盖的活动对季 风强度及方向的周期性变化影响颇大。
在寒冷时期，西伯利亚冰川扩大，极地气团加强，与此同时，位于太平洋 的热带海洋气团减弱，此时盛行冬季风。 在温暖时期，西伯利亚冰川缩小，极地气团削弱，与此同时，热带海洋气 团加强，此时以夏季风占优势。 第四纪期间，西伯利亚冰盖发生过多次变化，由此造成东亚季风的周期性 变化，即夏季风为主的时期和以冬季风为主的时期多次更替。这是第四纪期 间东亚季风变化的基本格局，它对我国东部第四纪环境的变化有很大的影响。
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（3）海温型海平面变化 海水温度升降引起海水体积变化，导致海平面升降变化。如在厄
尔尼诺发生时，赤道附近东西太平洋因水温升高海平面有1m左右 的跷板式变化。 （4）沉积型海平面变化
沉积物由河流搬运入海，使海盆容积减少，引起海平面单向上升。 在堆积旺盛的河口地区较为显著。
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第五章 第四纪生物界
四、第四纪沉积物的基本特征 （1）岩性松散：第四纪沉积物一般形成不久或正在形成，成岩作用微弱，绝大 部分岩性松散，少数半固结，绝少硬结成岩。 （2）成因多样：由于第四纪气候、外动力和地貌多种多样，由此而形成多种多 样成因的大陆沉积物和海洋沉积物。 （3）岩性岩相变化快：即使同一种成因的陆相第四纪沉积物，由于形成时动力 和地貌环境变化大，因此沉积物的岩性岩相结构变化也大。 （4）厚度差异大：剥蚀区第四纪陆相沉积物厚度一般小，堆积区可达几十米、 一百多米或几百米。 （5）不同程度地风化：陆相沉积物大多出露在地表，受到冷暖气候交替变化的 影响，时代越老风化越深。 （6）含有化石及古文化遗存：在有的第四纪陆相堆积物中，含有大型和小型哺 乳动物化石、古人类化石、石器和陶器、用火遗迹（如灰烬和炭屑）及村舍遗址 等。
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二、深海氧同位素阶段
• In the oxygen isotope curve, stages with even numbers have high levels of oxygen18 and represent cold glacial periods, while the odd-numbered stages are troughs in the oxygen-18 figures, representing warm interglacial intervals.
MIS 1 - 11 kya, end of the Younger Dryas marks the start of the Holocene, continuing to the present MIS 2 - 24 near Last Glacial Maximum MIS 3 - 60 MIS 4 - 71 (74) MIS 5 - 130, includes the Eemian; usually subdivided in a to e: MIS 5a - 84.74 MIS 5b - 92.84 MIS 5c - 105.92 MIS 5d - 115.105 MIS 5e - 130.115 MIS 6 - 190 MIS 7 - 244 MIS 8 - 301 MIS 9 - 334 MIS 10 - 364 MIS 11 427, the most similar to MIS 1. MIS 12 - 474 MIS 13 - 528 MIS 14 - 568 MIS 15 - 621 MIS 16 - 659 MIS 17 - 712 (689) MIS 18 - 760 (726) MIS 19 - 787 (736) MIS 20 - 810 (763) MIS 21 - 865 (790)
，高山的冰川向低海拔扩展，陆地上的冰量可比
温暖时期大几倍。
生物迁移：由于冰川推进和气候变冷，生物发生
大规模迁移。冰期时，生物从高纬度向低纬度迁
移，从高海拔向低海拔迁移；生物迁移可以是动
物迁移也可以是植物迁移。
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冰期的环境特征
全球降温：冰川发育的一个首要条件就是气候变 冷。冰期全球的平均气温比现今低5－7℃，中纬 度地区降温最显著. 降雨的变化：中、高纬度地区降雨减少，降雨量 比现在少14%，蒸发量也少15%。
The graph above shows the northern hemisphere temperature history since the last ice age.
二、主要古环境信息载体
三、环境代用指标(Proxy)
• 生物学指标：孢粉，硅藻，有孔虫，哺乳动 物，摇蚊，有壳变形虫等。 • 地球化学指标：δ18O， δ 13C，CaCO3，有 机碳等 • 沉积指标：粒度 • 磁学指标：磁化率
四、定年方法(dating methods)
• • • • • • • • • 放射性碳 释光定年 古地磁 铀系不平衡法 钾-氩法 210Pb, 137Cs ESR法 氨基酸外消旋法 裂变径迹法
Event
Hemming (2004) H0 ~12 H1 16.8 14 H2 24 23 22 H3 ~31 29 H4 38 37 35 H5 45 45 H6 ~60 H1,2 are dated by radiocarbon; H3-6 by correlation to GISP2.
Age, Kyr Bond & Lotti Vidal et al. (1995) (1999)
• Marine isotope stages (MIS) • are alternating warm and cool periods in the Earth's paleoclimate, deduced from oxygen isotope data reflecting changes in temperature and ice volume derived from data from deep sea core samples.
• 刘嘉麒, 倪云燕 ，储国强 (2001). "第四纪的主 要气候事件." 第四纪研究 21(3): 239-248.
420,000 years of ice core data from Vostok, Antarctica, research station. Current period is at left. From bottom to top: insolation at 65°N due to Milankovitch cycles (connected to 18O); 18O isotope of oxygen; levels of methane (CH 4); relative temperature; levels of carbon dioxide (CO 2).
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• 3、雨期与间雨期
雨期指在北纬15°N－30°N地区，当高纬度地 区处在冰期时，冷高压反气旋南移迫使30°N以 北的湿润西风气旋南移，造成这一副热带干燥地 区获得较多的降水，蒸发减少，气候变得冷湿的
时期。这种现象主要见于北非和美国西南部。
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• 间雨期则是指高纬区间冰期时由于冷高压反 气旋往极地方向收缩，湿润西风气旋北撤， 上述地区又为副热带高气压控制，气候又恢 复干燥状况时期。由于降水减少，也会导致 湖群缩小和水位下降，沙漠有所扩大。
• 地球形成以来出现过5次大期。 – 休伦冰河时期：21-24 108 a B.P. – 前寒武纪大冰期（震旦纪大冰期）：7108
a B.P . – 晚奥陶纪与志留纪，4.6-4.3 108 a B.P.
– 石炭-二叠大冰期：3-2.5108 a B.P.
– 第四纪大冰期：2106 a B.P.
第二章 第四纪研究中的基本问题
• 第四纪研究是地质学、地理学最为活跃的领 域之一，特别是在当前全球变化背景下。 • 研究内容丰富 • 研究人员和机构众多
• 国际机构 (International Organization) • IGBP(International Geosphere-Biosphere Program定义 • 冰期(glacial, ice age):冰期指 有大面积冰川覆盖且有强烈冰 川作用的重要地质时期。
间冰期 冰期
• 广义:大冰期。
• 狭义:大冰期中气候较寒冷期 • 一次冰期与间冰期构成一 次气候旋回（cycle）
• 间冰期(interglacial):冰期与 冰期之间气候较温暖的时期
显生宙以来氧同位素显示的历次大冰期
6500万年来氧同位素记录的气候变化，可见3400万年前南 极冰盖开始形成，2500万年前南极冰盖大部溶化，1300万 年前南极冰盖重新形成。现在的平均温度比始新世气候最 适宜(Eocene Climatic Optimum)时期要低10度以上
冰期的环境特征
冰川扩展：冰期时，高纬度的冰川向低纬度推进
– -PAGES(Past Global Changes, )
• INQUA(International Union for Quaternary Research, ) • IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change, www.ipcc.ch)
冰期的环境特征
气候带的移动：气候带在纬度和高度上迁移。 海平面下降：第四纪冰期，海平面最低可达现今 海平面以下130－150m。 冰阶（stadial）与间冰阶(interstadial)旋回： 冰期中存在次一级的冷暖波动。冰阶是冰期阶段 中冰川发育、气候更为寒冷的阶段。间冰阶是冰 期中相对温暖、冰川退缩的阶段。
温盐环流Thermohaline Current（circulation）
温盐环流Thermohaline Current（circulation）
• 北大西洋温盐环流欧洲带去了温暖湿润的空 气和丰富的降雨，使北欧的冬天不至于那么 严寒，这支也相似地影响到北美东北部，如 果没有它，那么，北欧的冬天就会变得异常 寒冷，不仅如此，北半球很大一部分地区的 气温都要受到影响。 • 北大西洋温盐环流是全球洋流系统中很重要 的一个成员，它的变化会打乱洋流格局，引 起全球气候变化。
(Top) The δ18O record from the GISP2 ice core in Greenland, showing 20 of the 25 observed DansgaardOeschger events during the last glacial period (Grootes et al., 1993). (Bottom) A record of ice-rafted material during Heinrich events from a deep-sea core in the North Atlantic (Bond and Lotti, 1995).
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主要期刊 《第四纪研究》 《海洋地质与第四纪地质》 Journal of Quaternary Science Quaternary Science Reviews Quaternary International Quaternary Research Holocene Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology
Over 100 stages have been identified, going currently back some 6 million years, and the scale may in future reach back up to 15 mya.
• Some stages, in particular MIS 5, are divided into sub-stages, such as “MIS 5a”, with 5 a, c, and e being warm and b and d cold.