第十章 第四纪地层
第四纪地质地貌学复习资料
1第四纪地层划分方法（1）岩石地层学方法：据第四纪地层的岩石学特征，把堆积物划为代表一定时间的岩石地层单位，并按时间顺序把它们排列起来，形成岩石地层顺序。
第四纪陆相地层（不连续、时间上互相超覆），决定了局限性。
（2）年代地层学方法（最可靠）：根据第四纪堆积物及所含生物残骸的同位素年龄资料，按年龄划分出时间（地质年龄）地层单位，建立地层顺序但这种资料依赖于测年资料（同位素法），测年的精度直接影响到对比的精度。
（3）生物地层学方法：利用生物发展的不可逆性，判别地层新老关系，建立生物地层层序。
第四纪生物群的一个显著特点是含有现代生物种属，且时限短。
（4）地貌学方法：不同地貌部位，第四纪堆积物不同，将第四纪堆积物划分为一些地貌地层单位，并将它们按时间顺序排列起来。
该方法对层状地貌（夷平面、剥夷面、阶地及层状溶洞）在区域地层对比中十分有用。
（5）气候地层学方法：冷暖交替是第四纪气候的主要特点，据此将第四纪地层划分成一系列的暖期地层单位和冷期地层单位。
（6）构造方法：利用第四纪地层中的不整合面和侵蚀面，作为第四纪地层的划分标志。
（7）比较岩石学方法(狭义的岩石地层学方法：岩石学上的差别来划分地层。
对比同一盆地和同一钻孔岩芯的地层是很有效的。
（8）地球化学方法：利用沉积物的化学性质（化学成分及丰度）在垂向上的变化进行地层划分和对比。
（9）古人类与考古地层学法：古人类化石及文化遗物是第四纪分期的主要依据之一。
2第四纪下限气候变冷全球性的气候显著变冷是第四纪开始的一个重要标志。
第一次冰川作用的时间距今3.2Ma。
象(真象)属(Elephas)、牛(真牛)属(Bos)、和马(真马)属(Equus)的出现作为第四纪的下限层位。
因此长期以来把维拉弗朗作为第四纪的下限层位。
我国的泥河湾动物群也具这一特点，故该层作为我国的早更新统。
3南方地层：（1）下更新统(元谋组) (二次冰期，一次间冰期)（2）中更新统(一次冰期，一次间冰期)（3）上更新统(一次冰期，一次间冰期)（4）全新统(冰后期)4华北地层华北地区第四纪地层以黄土堆积为主下更新统--泥河湾组（Q1）Q1初气候温暖湿润，中期气候干燥，三趾马红土。
06第四纪6章
• 上述衰变过程不受任何外界环境的影响！随着 时间的增长， 14C的浓度越来越小。
100
50
I=Ioe-T
0
10000 5730
20000 时 间/a B.P.
30000
• 第四纪年代学的主要任务
• 建立地层年表 • 建立各种地质事件的时间序列 • 建立、改进和完善各种年龄测定技术
相对年龄测定法与绝对年龄测定法的比较
相对年龄测定法
•易确定相对新老关系 •定年不精确 •非 同 一 剖 面 的 沉 积 物 难以确定相对新老关系
绝对年龄测定法
•年龄差别越小越困难 •定年相对精确 •非同一剖面的沉积物 （同期异相沉积物） 定年不受限制 •可以进行全球性地层 对比
• 样品种类
• • • • 大气圈 空气 水 圈 海水、地下水及冰雪等固态水。 生物圈 植物：所有植物的根、茎、叶、花、果、种子， 其中木头、木炭中含炭量最高，又不易与周围 物质发生碳原子的交换，是最好的14C测年标本。 • 动物：脊椎动物的骨头、牙齿、蹄爪、鳞角、 皮毛等。
• 岩石圈： • 生物碳酸盐类：软体动物的外壳、骨骼及由它 们共同组成的沉积物。 • 如贝壳、牡蛎壳、蚌壳、珊瑚、有孔虫及海滩 岩、珊瑚砂、硅藻土等。 • 无机碳酸盐类：如白云石、文石、方解石、石 灰华、钙质胶结物、钙结核、淤泥粘土及古土 壤等。 • 其他 如古陶瓷、砖瓦、灰烬层、古石灰、古 铁器等。
地貌学及第四纪地质学
第十章 第四纪年代学
• 测定地质年代的具体方法很多，可以分为两类， 一是相对地质年代；二是绝对地质年代，又称 同位素地质年代。 • 相对地质年代是通过除了用同位素方法以外的 各种手段，人为地按照一定标准尺度建立起来 的不同地层的先后序列。 • 它只能说明年代的新老序列而不能确切地指出 这些地层形成或地质事件发生的具体时间。 • 在地质年代表上则以代、纪、世表示。 • 决定相对年代的方法很多，主要有下列三种
《第四纪地质学与地貌学》课程笔记
《第四纪地质学与地貌学》课程笔记第一章：第四纪地质与地貌学概论一、第四纪地质与地貌学基本概念1. 第四纪的定义第四纪是地质历史上最新的一个时期，开始于大约258万年前，一直持续到现在。
这个时期以全球性的气候波动、冰期和间冰期的交替、哺乳动物的快速演化以及人类的出现和文明的发展为特征。
2. 第四纪地质学第四纪地质学是研究第四纪时期地质现象和过程的学科，包括冰川作用、海平面变化、沉积物特征、地壳运动、火山活动等。
3. 第四纪地貌学第四纪地貌学关注的是第四纪期间地表形态的形成、发展和变化，以及这些形态与地质构造、气候、水文和生物过程的相互关系。
二、第四纪地质与地貌学研究意义1. 环境演变研究第四纪地质与地貌学有助于我们理解地球环境在过去数百万年中的演变过程，这对于预测未来环境变化和应对全球气候变化具有重要意义。
2. 资源开发第四纪沉积物中蕴含着丰富的自然资源，如地下水、煤炭、石油、天然气、金属和非金属矿床等。
研究这些资源的分布和形成条件对于资源勘探和开发至关重要。
3. 人类活动第四纪地质与地貌学研究为人类活动提供了背景信息，包括城市规划、灾害防治、农业布局、历史考古等。
三、地貌学的基本知识1. 地貌形态- 侵蚀地貌：由水流、风力、冰川等侵蚀作用形成的地貌，如峡谷、峭壁、峰林。
- 堆积地貌：由沉积物堆积形成的地貌，如沙丘、三角洲、冲积扇。
- 构造地貌：由地壳运动形成的地貌，如褶皱山脉、断层崖。
- 火山地貌：由火山活动形成的地貌，如火山锥、火山口。
- 冰川地貌：由冰川作用形成的地貌，如冰川槽谷、冰斗、角峰。
2. 地貌成因与发展- 内力作用：地壳运动、岩浆活动、地震等地球内部力量导致的地貌变化。
- 外力作用：风化、侵蚀、搬运、沉积等地球外部力量作用下的地貌形成。
- 生物作用：生物活动对地貌形态的影响，如植物根系侵蚀、动物挖掘等。
3. 地貌发育的地带性- 山地地貌：通常分布在板块边缘，如喜马拉雅山脉、安第斯山脉。
第四纪地层划分.
1.1 第四纪地层划分 <1> 划分方法 <2>第四纪的下限问题
1.2 第四纪的划分 1.3 中国第四纪地层
1.3.1 华北地区第四纪地层
下更新统--泥河湾组（Q1）上更新统--丁村组（Q3） 中更新统--周口店组（Q2） 全新统--近代沉积（Q4）
1.3.2 东北地区第四纪地层 （1）下更新统白土山组 （3）上更新统诺敏河组 （2）中更新统大青山组 （4）全新统
（1）划在意大利剖面的Astian与Piacenzian层之下。 在古地磁表中，划在Gilbert世的底界。距今3.4 Ma。
（2）划在西欧(法国)的中Vilafranchian层之下，接近 Gauss世与Matuyama世的边界，大致为2.5 Ma。
（3）1948年伦敦第18届国际地质大会建议陆相沉 积物以法国Vilafranchian的底界为界，海相沉 积物以意大利北部含北极软体动物和底栖动物
1.1第四纪地层划分
• 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 用等各种测试手段。
<1> 划分方法
（1）岩石地层学方法
据第四纪地层的岩石学特征把第四纪堆积
物划分为代表一定时间的岩石地层单位，并把 它们按时间顺序排列起来，形成一种岩石地层 顺序，是一种直观、实用的方法。与古、中生 代地层不同，第四纪陆相地层（不连续、时间 上互相超覆）所占比重较大，决定了该方法使
此外还有古地磁法、古土壤地层学法、海面地 层顺序法等。
<2> 第四纪的下限问题
地学界对第四纪下限的认识很不一致，有些人 主张把第一次冰川作用的时间作为第四纪的开始，
第四纪地层划分
1.3 中国第四纪地层
23 个省 4 个直辖市（北京、天 津、 上海、 重庆） 5 个自治区（广西、 内蒙古、 西藏、宁夏、 新疆） 2 个特别行政区（香港 特别行政区 、澳门特 别行政区）
黄河
黄河 长江
经过20年的研究，目前认为：意大利的弗里卡 （Vrica）剖面可作为划分第三和第四纪界限的层型 剖面。因该剖面系海相沉积，地层出露良好、连续，
未受构造扰动，易采样，含有适合远距离对比的浮游 有孔虫化石及可做同位素测年的火山灰层，并具有一 定厚度（400余米）。
第三纪与第四纪的界限位置，还有以下几种观点：
• 标准剖面（1954）在河北阳原县泥河湾村，
一套河湖相沉积 • 沉积厚度500-600m
• 分上、下两段其间有一侵蚀间断面。
•下段为浅红、棕及微绿色砾石层及砂层，夹
粉砂和粘土层，含淡水蚌壳，称绿泥河湾组。
•上段为浅红、黄棕、浅绿、灰白色砂层及粘
土层，称黄泥河湾组。含三趾马―真马动物群
及大量软体动物化石，第三纪动物少量残留， 如长鼻三趾马、板齿犀等，第四纪属种大量出 现，如马、 野牛、象、步氏大角鹿等，森林 草原环境。
貌）是同年龄的，不同地貌部位，第四纪堆积物不同。 只有运用地形形成的阶段或年龄，将第四纪堆积物划 分为一些地貌地层单位，并将它们按时间顺序排列起
来。 该方法对层状地貌如夷平面、剥夷面、阶地及 层状溶洞的研究在区域地层对比中十分有用。
（5）气候地层学方法 冷暖交替是第四纪气候的主要特点，根据这一特
点，将第四纪地层划分成一系列的暖期地层单位和冷 期地层单位，在区域性地层划分和对比中非常实用。
《地貌学及第四纪地质学》第十章 第四纪生物界
第一节、第四纪生物界
一、第四纪哺乳动物 (一)、哺乳动物的特征
哺乳动物化石是第四纪地层划分和确定第 四纪地层年代的重要资料之一。
自然界中动物迁移，主要是为了觅食，繁 殖和逃脱敌害，并传播种类和扩展分布区域。 冰期与问冰期促使动物群发生大规模迁徙和绝 灭。
哺乳动物生活场景
第一节、第四纪生物界
一、第四纪哺乳动物 (二)、化石的鉴定
(一)、早更新世动物群 2．元谋动物群(南方)
标准地点在云南省元谋盆地。元谋组地层厚 695m，上部发现迄今我国最早的人类化石和丰富 的哺乳动物化石。共41种类，定为种的有26个， 绝灭属未定为种的有4种，共30种。其中绝灭的 种为26种，占86％以上。
第一节、第四纪生物界
二、中国第四纪主要动物群
第二节、人类的发展
(一)、早期猿人 中国在云南发现的早更新世“元谋人”
二枚门牙，并有几件石器和许多炭屑，是否 为这个阶段的人类未定。在泥河湾及西候渡 下更新统地层中发现石器，未找到人化石。 这些线索暗示，我国南北方都有可能找到比 北京猿人早的人化石。
“元谋人”二枚门牙
第二节、人类的发展
(二)、猿 人 生活在0．2—0．7Ma前，也称直立人或原人。 特点是，肢骨完全适合于直立行走，所发现的爪哇 猿人大腿骨同现代人极其相似。脑容量介于现代人 与猿人之间，爪哇猿人脑容量为853—914ml，中国 猿人则为850—1220ml，现代人平均为1035ml。额骨 低平，眉骨脊发达，颌骨粗壮，显得十分原始。牙 齿也介于现代人和猿之间。这时人类已经用火，制 造较多的石器，能够捕杀较大型食草兽。
第四纪标志地层的介绍
③化石：元谋动物群（第四段）。
④时代：早期均划为Q1(广义元谋组)
现在已分开：元谋组（3、4段,元谋人牙，1. 7Ma）
~~~~~~~~~~~~~2.48Ma(古地磁)
沙沟组（1、2段）
午城黄土(Q1)
③化石：下部含肿骨大角鹿,上部含较多的方氏鼢鼠化石。
④时代：中更新世（Q2）
（3）马兰黄土
①地点：原指北京斋堂马兰峪次生黄土
②岩性：灰黄-姜黄或黄褐色,粒度较粗,质地疏松.层理不明显,垂直节理发育.
③化石：较少。
④时代：晚更新世（Q3）
(4)全新世黄土
灰黄色粉砂质黄土,含有一层灰黑色古土壤层。
~~~~~~~~~~~~~~~~~侵蚀面~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
离石黄土上部：色较浅,土质较疏松,含5-6层红色古土壤层,其间距较大,古土壤结构较清晰。
离石黄土下部：色较红,含十几层褐色土型古土壤,古土壤较薄，间距较小,顶部为3层密集古土壤叠置的古土壤系.
~~~~~~~~~~~~~~~~~侵蚀面~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
土壤。河谷区，下蜀土具有冲积层的二元结构，下部为砂砾层，厚度达20多米；在丘陵坡地和平原、湖
区则为黄土状堆积，有坡积和湖积，后者如“成都粘土”。
③时代：晚更新世（Q3）
4、全新统
以冲积砂砾和湖积相棕灰色、棕黑色粉沙为主夹灰色淤泥。
三、西南区
元谋组
①地点：标准地点在云南元谋盆地，龙江以东的东山山前地带
风化面上含中石器时代的“细石器”。
④时代: 14C年龄为40Ka，为晚更新世。
（4）全新统（Q4）
含半坡动物群或殷墟动物群化石及新石器时代文化遗存的黄土、冲积层和湖积层。
第四纪地质及地貌PPT学习教案
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§2 地貌形态和分级
一．地形和地貌
地貌：由于内外力地质作用，地壳表面形成不同成因、不同规律 的起伏形态称为地貌
地形：专指地表既成形态的某些外部特征 二者的区别：地貌的含义更广，它不仅包括地表形态的全部外部
缓慢和在短期内并不显著的地质作用
坡积层：坡面的风化岩屑及粘土物质在片流的作用下沿
坡面向下移动，最后在山脚或者山坡低凹处堆积 下来形成坡积层
坡积裙地貌：坡积层顺着坡面沿山坡的坡脚或山坡的凹
坡呈缓倾斜裙状分布
坡积层和残积层的区别：是否搬运，是非和下伏基岩
有成因上的联系
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(2) 山洪激流和洪积扇地貌 洪积层：由山洪冲积下来的碎屑被带到山麓平原或者沟谷 口堆积 下来形成洪积层 洪积扇：由于山洪激流的长期作用，在沟口及其外一带堆积的洪 积层呈扇形展开称为洪积扇
陆相沉积物的一般特征11沉积时间短普遍呈松散或者半固结状态易于发生沉积时间短普遍呈松散或者半固结状态易于发生流动和破坏流动和破坏22分布于地表易于受物理风化和化学风化分布于地表易于受物理风化和化学风化33成因复杂岩性岩相厚度变化大成因复杂岩性岩相厚度变化大44各种粒径的比例变化大多为混合碎屑层岩层第四各种粒径的比例变化大多为混合碎屑层岩层第四纪有机岩包括泥炭有机质淤泥和有机质碎屑沉积物纪有机岩包括泥炭有机质淤泥和有机质碎屑沉积物22
中国的第四系主要是陆相沉积。海相沉积只限于滨海地带 及河口沉积，或者遭受第四纪海侵的地方。如华北平原第 四系河湖相沉积中，时夹薄层海相沉积。
我国的第四纪陆相沉积可分为以下几种类型：河流沉积、 湖相沉积、风成沉积、冰川沉积、冰水沉积、洞穴沉积、 火山堆积、生物沉积
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第十章第四纪地层
§1、第四纪地层划分对比的原则与方法
一、第四纪地层划分对比的原则
两条：生物地层学原则（简单到复杂、低级到高级、旋转式前进、全球性）、气候地层学原则（气候演化的阶段性、旋回性、全球性）。
二、第四纪地层划分对比方法
1、岩石学方法（颜色、岩性、结构、构造成因和风化程度）
颜色：深—老，浅—新；由老到新为深红-红-红黄-黄-灰；
成分：碎屑矿物含量变化（稳定矿物比例及所含稳定矿物的类型）；
结构与沉积构造：沉积物颗粒的大小、分选以及形态等；
特殊的标志层：沉积层、构造界面等。
2、古生物学方法（很难找到具有一定数量的具有鉴定价值的化石）
方法：利用哺乳动物化石，其他化石作为辅助手段。
3、地貌学方法：要考虑高程、沉积物的岩性、结构构造和风化程度等。
接触关系：a、切割（老的被切）；b、掩埋（老的被）；c、过渡（同时
异相）
4、年代学方法：物理年代法、同位素年代法、其他。
5、古气候学方法：气候旋回—间冰期与冰期。
干湿地层的划分：
a、植物化石：草本为干，木本为潮湿温暖；
b、沉积物：黄土为干，红土风化壳、石钟乳、冲积层为潮湿；
c、化学元素：CaCo3含量高为干，低为潮；AiO2/AlO3比值越小越
湿热。
6、构造地质学的方法：平行不整合、角度不整合、地层的褶皱和断裂等。
7、古人类与考古学方法：不同时期具有不同古人类化石和古文化特点；
8、其他方法
以岩性记录为基础，以各种年代学方法为必要条件，气候、古环境古气
候为补充。
§2、中国第四纪地层
一、中国第四纪地层基本特征与分区
1、基本特征：南方地区洞穴地层发育，华北地区以河湖相地层为主，黄土
地层主要分布在西北地区，青藏高原发育较多冰碛地层，东部沿海发育
海相地层。
受新构造运动的影响，东部的构造下沉区地层多为整合
接触，变化弱；西部第四纪地层内部出现了角度不整合且强烈。
2、分区：华北-东北区、西北区、青藏高原区、华东-华南区、西南区和东
部海区。
二、华北-东北区第四纪地层
1、华北亚区：
（1）下更新统泥河湾组（Qp1n）
a、地点：河北省阳原县泥河湾盆地泥河湾村；
b、岩性：一套河湖相砂砾、砂、粘土沉积物；
c、哺乳动物群：泥河湾动物群（长鼻三趾马、真马动物群）；
d、时代：Qp1，早更新世。
（2）中更新统周口店组（Qp2zh）
a、地点：周口店龙骨山第一点洞穴堆积；
b、岩性：主要为石灰岩角砾与砂土交替沉积，夹砂砾与石钟乳层，
堆积物40米；
c、哺乳动物群：周口店动物群（中国猿人、肿骨鹿动物群）；
d、时代：23-78万年，中更新世中晚期。
（3）上更新统萨拉乌苏动物组（Qp3s）
a、地点：内蒙古鄂尔多斯的乌审旗；
b、岩性：一套灰黄色湖相砂质粘土层、细砂、粉砂层；
c、化石：萨拉乌苏动物群；
d、年代：40kaBP，晚更新世。
（4）全新统（Qh）
2、黄土高原亚区（早更新世午城黄土Qp1—早更新世~中更新世离石黄土
Qp2—晚更新世马兰黄土Qp3）
详见本书第18页黄土层的划分。
三、西北区第四纪地层（了解）
1、包括甘肃、新疆和内蒙古西部，为干旱气候区，有大漠戈壁分布。
在高
山上发育冰川，形成冰川堆积物，在盆地中风成黄土、沙漠和戈壁滩广泛发育，在山前地带发育规模巨大的洪积扇或冲洪积扇。
四、华东-华南区第四纪地层
包括湖北、湖南、江西、浙江、安徽、福建、广东、广西等省，该区沉积物颜色偏红，主要红土分布区。
划分为三种类型：长江流域的河湖相地层、南部含火山岩和海相沉积的地层、西部的洞穴堆积地层。
1、河湖相地层：
（1）下更新统雨花台砾石层（Qp1）
a、地点：南京到宜昌构成长江的第三级阶地；
b、岩性：一套灰白色、灰红色砂砾层，含玛瑙，磨圆、分选很好；
c、时代：Qp1.
（2）中更新统网纹红土（Qp2）
a、地点：沿长江、珠江及其支流谷地和丘陵分布；
b、岩性：具有网纹化的红土、红土碎石或红色砂砾层，厚度几米到
30多米，网纹构造（网纹红土）；
c、时代：主要为Qp2，Qp3底部仍有蠕虫状构造出现。
（3）上更新统下蜀组（Qp3）
a、地点：南京附近下蜀镇；
b、岩性：黄色粘土、砂质粘土、含铁锰和钙质结核，垂直节理发育，
发育1-2层古土壤，具有黄土性质；河谷区有二元结构，下蜀组
的下部为河床相的砾石层，厚度达20多米。
c、时代：Qp3.
（4）全新统：主要为冲积成因的砂砾层、砂层和黏土层，湖相的粘土层和砂质层粘土层。
五、西南区第四纪地层
1、下更新统元谋组（Qp1）
a、地点：云南元谋盆地；
b、岩性：河湖相沉积，棕红色、棕黄色的砂质粘土、砂层和砂砾层；
c、化石：哺乳动物主要产自第四段，小灵猫、泥河湾剑齿虎、云南马等；
d、时代：早期均划分为Qp1（广义元谋组）
昆明盆地：滇池组；下关盆地：松毛坡组；丽江盆地：蛇山组；
剑川盆地：东山组。
2、中更新统东元桥组（Qp2）
a、地点：云南丽江盆地；
b、岩性：河流相砂砾层、砂层，发育交错层理，厚54m，分为下部的砂
质粘土层、粘土层及砂层，上部灰黄色砂砾层和粗砂层，与蛇山
组为角度不整合；
c、化石：东元桥动物群，剑齿虎、马、似云南轴鹿等；
d、时代：Qp2
3、上更新统木坚桥组（Qp3）
a、地点：丽江盆地的木坚桥；
b、岩性：河流相沉积物，下部为灰黄色含细砾石砂层，上部为深褐色砂
质粘土及灰色粘土层，出露厚4m；
c、化石：犀、云南轴鹿、水牛等，产“木坚桥人”化石；
d、时代：Qp3.
4、全新统（Qh）
分布于现今的河谷区和湖区，主要为砂砾层、砂层、砂质粘土层和粘土层。