第四纪沉积物
一、第四纪的时间范围
最初，人们把地壳的发展历史分为第一纪（原始纪）、第二纪和第三纪3个大阶段。1829年，法国学者J.德努瓦耶在研究巴黎盆地的地层时，把第三系上部的松散沉积物划分出来命名为第四系，其时代为第四纪。随着地质科学的发展，第一纪和第二纪因细分成若干个纪被废弃了，仅保留下第三纪和第四纪的名称，这两个时代合称为新生代。第四纪是地球发展史的最新阶段，时间范围从上新世末（距今 248万年）直到现在。第四纪分为更新世和全新世两个阶段。第四纪一词是J.德努瓦耶于1829年提出的。第四纪形成的地层称第四系，再分为更新统和全新统。更新世是1839年提出的，他把巴黎盆地含软体动物化石70％为现生种的地层称为更新世地层。全新世和近代为同义词。近代(Recent)一词是1833年由莱伊尔引进地质学中，含义是从此地球被人类所居住。全新世是1850年P.热尔韦提出的，1885年正式通过。
第四系下界的确定是一个重大的基本理论问题，至今仍有不同意见。1948年第18届国际地质大会确定，以真马、真牛、真象的出现作为划分更新世的标志。陆相地层以意大利北部维拉弗朗层，海相以意大利南部的卡拉布里层的底界作为更新世的开始。中国相当于维拉弗朗层的泥河湾层作为早更新世的标准地层。其后，应用测定了法国和非洲相当于维拉弗朗层的地层底界年龄，约为180万年。因此，许多学者认为第四纪下限应为距今180万年。1977年，国际第四纪会议建议，以意大利的弗利卡 (Vrica)剖面作为上新世与更新世的分界，其地质年龄为170万年左右。对中国黄土的研究表明，大约距今248万年黄土开始沉积，反映了气候和环境的明显变化。还有部分学者认为，第四纪下限应定在距今350～330万年。总之，第四纪下限尚未最后确定，本文暂以距今248万年作为第四纪的开始。
二、第四纪沉积物成因及工程性质
第四纪沉积物的是沉积在陆地或水盆地中的松散的矿物质颗粒或有机物质，如砾石、砂、粘土、灰泥、生物残骸等。多来源于母岩风化产物、火山喷发物、有机物、宇宙物质等。第四系的划分，普遍采用1932年第二届国际第四纪会议上提出的四分原则，即分为下更新统、中更新统、上更新统和全新统。相应的地质时代为早更新世、中更新世、晚更新世和全新世。划分第四纪地层主要依据沉积物的岩石性质和地质年龄，测定第四纪地层年龄的方法主要有放射性碳法、热释光法、钾- 氩稀释法、裂变径迹法、氨基酸法等。此外，第四纪地层中所含的哺乳动物化石、孢粉化石、微体动物化石以及沉积物的古地磁特性、氧同位素特征、古土壤标志、天文学标志等都可用于划分第四纪地层。根据这些标志，许多国家建立了本地区的第四系典型剖面。
第四纪沉积物记录了第四纪发展历史和自然环境变化，分布极广，除岩石裸露的陡峻山坡外，全球几乎到处被第四纪沉积物所覆盖。第四纪沉积物形成时间晚，大多未胶结，保存比较完整。厚度一般数十米至数百米，个别地区可超过1000米。第四纪沉积物成因类型复杂，相变剧烈。根据所造成沉积物的主要动力条件，主要有：
单一成因：一种动力，如冲积物（al）；
复合成因：两种以上动力，如洪冲积物（dlp）、冲洪积物（alp）；
成因不明：pr。
1、残积物：
残积物是由岩石风化后，未经搬运而残留于原地的土，而另一部分则被风和降水所带走。它处于岩石风化壳的上部，是风化壳中的剧风化带，向下则逐渐变为半风化的岩石。它的分布主要受地形的控制，在宽广的分水岭上，由雨水产生地表径流速度小，风化产物易于保留的地方，残积物就比较厚。在平缓的山坡上也常有残积物覆盖。
在地表或近地表条件下，由于温度、大气、水及生物等因素的影响，使地壳或岩石圈的矿物、岩石在原地发生分解和破坏的过程——风化作用。风化作用的重要特征：岩石或矿物在原地遭受分解和破坏，风化的产物仍保留在原地。根据风化作用的方式和特点，可分为以下三种类型：
1)物理风化作用
主要由气温、大气、水等因素的作用引起的矿物、岩石在原地发生机械破碎的过程。
特点：矿物、岩石的物质成分不发生变化，只是碎裂成为大小不等的碎块。
物理风化作用种类：
A.温差风化：由于温差变化，岩石在热胀冷缩过程中逐渐破碎的过程，常发生在温差
较大的干旱气候地区；
沙漠气候条件下砂岩的温差风化
左图：由于温差风化引起的层状脱落；右图：球状风化。
B.冰劈作用：充填于岩石裂隙中的水结冰体积膨胀而使岩石裂解的过程。
水结成冰时其体积可增大9.2％。冰体将对裂缝壁产生2000kg／cm2的巨大压力。
冰劈作用
C.其它物理风化作用：盐类的结晶与潮解：充填于岩石孔隙、裂隙中含盐分的溶液，
因水溶液浓度的变化，盐类出现结晶与溶解使岩石破碎的过程(类似于冰劈作用)；
层裂或卸载作用：岩石因卸载而产生向上或向外的膨胀作用，从而形成一系列平行或垂直地表的裂隙，促使岩石层层剥落和裂解的过程。
2)化学风化：
是指在水和水溶液的作用下岩石发生的化学分解过程。特点：不仅发生岩石破碎，而且岩石的物质成分也将发生变化。可分为氧化作用、碳酸化作用、溶解作用和水解等次级方式。
纪念碑被酸雨化学风化前后
A.氧化作用：矿物、岩石与大气或水中的游离氧起化学反应形成氧化物使岩石破碎的
过程，常使多价态元素从低价向高价态转变。
例如黄铁矿氧化为褐铁矿：
2FeS2﹢7O2﹢2H2O→2FeSO4﹢2H2SO4
4FeSO4﹢2H2SO4﹢O2→2Fe2 (SO4)3﹢2H2O
Fe2 (SO4) 3﹢6H2O→2Fe(OH)3﹢3H2SO4
氧化作用风化
B.碳酸化作用：是指当CO2溶解于水中时，形成CO32-和HCO31-离子，它们与矿物中的
阳离子结合形成易溶于水的碳酸盐或碳酸氢盐的过程。
如钾长石（正长石）经碳酸化作用变为高龄石：
4KA1Si3O8﹢2CO2﹢4H2O→A14(Si4O10)(OH)8﹢8SiO2﹢2K2CO3
C.水的作用
a)水的溶解作用
b)水化作用(水合作用)
CaSO4﹢2H2O→CaSO4.2H2O
(硬石膏) (石膏)
Fe2O3﹢nH2O→Fe2O3.nH2O
(赤铁矿) (褐铁矿)
c）水解作用
有些矿物遇水后改变结构，形成带ＯＨ－的新矿物
４Ｋ[A1Si3O8]+6H2O → ４Ｋ4[Si4O10](OH)8 +4KOH+8SiO2
钾长石高龄石
A14[Si4O8](OH)8+nH2O → 2Al2O3.nH2O+4SiO2+4H2O
高龄石铝土矿
3)生物风化：
由生物的生命活动引起的岩石的破坏过程，分生物物理风化作用和生物化学风化作
用。
植物根的生长对岩石进行的生物物理风化作用
在山区的峭壁、陡坡上常生长着一些大树如榕树、松、柏等。它们的根系并不都扎在泥土里，而是扎入岩石裂缝中。随着树木的成长，树根加长加粗，必然对裂缝壁产生强大压力。据测算这种压力可达100kg／cm2。久而久之，可加速岩石的破裂与崩落的进程。这种作用称为根劈作用。
植物根对岩石的风化作用
大气降水和风将岩石风化后的碎屑物质中的细小颗粒和溶解物质带走，将粗粒物质或难溶物质残留原地。残留的碎屑形成残积土。其特点：残留原地，成分与下伏基岩有关。具有结构性，松散、富水。易产生不均匀沉降。
在不同的气候条件下，不同的原岩将产生不同矿物成份、不同物理力学性质的残积土。由于风化剥蚀产物是未经搬运的，颗粒不可能被磨圆或分选，没有层理构造。残积物与基岩之间没有明显的界限，通常经过一个基岩风化层(带)而直接过渡到新鲜岩石。残积物有时与强风化层很难区分。一般说来，残积物是由于雨雪水流将细颗粒带走后残留的较粗颗粒的堆积物。风化层则虽受风化作用的影响，但它是未被剥蚀搬运的基岩风化产物。残积物中残留碎屑的矿物成分很大程度上与下卧基岩相一致，这是鉴定残积物的主要根据。例如砂岩风化剥蚀后生成的残积物多为砂岩碎块。根据这个道理可按地面残积物的成分推测下卧基岩的种类。反之，也可按基岩分布的规律推测其风化产物的特征。山区的残积物因原始地形变化很大且岩层风化程度不一，所以其厚度在小范围内变化极大。由于残积物没有层理构造，均质性很差，因而土的物理力学性质很不一致，同时多为棱角状的粗颗粒土，其孔隙度较大，作为建筑物地基容易引起不均匀沉降。
残积物剖面图
不同岩类具有不同的风化特征，如块状构造的花岗岩，多以沿节理裂隙风化，风化厚度大，且以球状风化为主。我国南方花岗岩分布较广，如深圳地区约占60％的面积，花岗岩残积土的厚度在15—40m之间，是该区城市建筑物基础的主要持力层。花岗岩残积土是在化学风化作用下淋滤形成的产物，其矿物成分与原岩虽有本质的改变，但多保留在原位并具有它的原始形状，其中不易风化的石英颗粒更是如此。所以花岗岩残积土一般仍保持其原岩粒状结构，具有相当高的结构强度，外表看起来很象岩石。对其采用一般的室内土工试验方法测得的物理力学性质分析，其工程性质是较差的，表现在高孔隙比、高压缩性等方面。但从原位测试分析，它表现为承载力较高、压缩性较低。
2、坡积物
坡积物是残积物经水流搬运，顺坡移动堆积而成的土。即是雨雪水流的地质作用将高处
岩石风化产物缓慢地洗刷剥蚀，顺着斜坡向下逐渐移动、沉积在较平缓的山坡上而形成的沉积物。其成份与坡上的残积土基本一致。由于地形的不同，其厚度变化大，新近堆积的坡积土，土质疏松，压缩性较高。它一般分布在坡腰上或坡脚下，其上部与残积物相接。坡积物底部的倾斜度决定于基岩的倾斜程度，而表面倾斜度则与生成的时间有关，时间越长，搬运、沉积在山坡下部的物质就越厚，表面倾斜度就越小。
片流（坡流、面流）——在降雨或融雪时，地表水一部分渗入地下，其余的沿坡面向下运动。这种暂时性的无固定流槽的地面薄层状、网状细流称为片流。片流搬运的物体在坡麓堆积下来，形成坡积土。
坡积物的特点：
1)分为岩屑、矿屑、沙砾或矿质黏土。
2)碎屑颗粒大小混杂，棱角分明、分选性差，层理不明显。
山前坡积物剖面图
坡积物质随斜坡自上而下呈现由粗而细的分选现象。其成份与坡上的残积土基本一致。与下卧基岩没有直接关系，这是它与残积物明显的区别。
由于坡积物形成于山坡，常常发生沿下卧基岩倾斜面滑动，还由于组成物质粗细颗粒混杂，土质不均匀，且其厚度变化很大(上部有时不足一米，下部可达几十米)，尤其是新近堆积的坡积物，土质疏松，压缩性较高。
坡积土上建设应注意的问题：
①注意下卧基岩表面的坡度及形态，分析坡积物稳定性。
②坡积土含较多细颗粒，吸水性强，注意雨季的稳定性。
③坡积物粗细混杂，土质不均匀，厚度不均匀，注意差异沉降。
3、洪积物
洪积土是山洪带来的碎屑物质，在山沟的出口处堆积而成的土。由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流，具有很大的剥蚀和搬运能力。它冲刷地表，挟带着大量碎屑物质堆积于山谷冲沟出口或山前倾斜平原而形成洪积物。洪流携带大量泥沙、石块到沟口，由于坡度减小，洪流无侧壁约束，水流分散，动能迅速减弱，所搬运的碎屑物在沟口大量沉积，形成扇形堆积地貌。
洪积扇
洪积裙
山洪流出沟谷口后，由于流速骤减，被搬运的粗碎屑物质(如块石、砾石、粗砂等)首先大量堆积下来，离山渐远，洪积物的颗粒随之变细，其分布范围也逐渐扩大。其地貌特征，靠山近处窄而陡，离山较远宽而缓，形如锥体，故称为洪积扇(锥)。由相邻沟谷口的洪积扇组成洪积扇群。
如果逐渐扩大以至连接起来，则形成洪积冲积平原的地貌单元。
洪积冲积平原地貌
洪积物的颗粒虽因搬运过程中的分选作用而呈现上述随离山远近而变的现象，但由于搬运距离短，颗粒的磨圆度仍不佳，此外，山洪是周期性产生的，每次的大小不尽相同，堆积下来的物质也不一样。因此，洪积物常呈现不规则交错的层理构造，如具有夹层，尖灭或透镜体等产状。
洪积物的特点：
①沟口附近堆积多，厚度大，颗粒粗大，越向外堆积越少越薄，颗粒细小，具明显的分带性；
②磨圆度差，分选性较差，可见斜层理和交错层理。
山前洪积扇剖面图
洪积土的工程特性：
1）靠近坡脚段为较粗的碎屑土，土质均匀，地势高、地下水位低，地基承载力高；
2）离山区远的地带由粉土、黏土颗粒组成，受周期性干燥及可溶盐的胶结作用，承载力高；
3）中间段由于受前沿细颗粒的影响，常有地下水溢出，或形成沼泽，承载力较低。
另外：洪积扇富水，可做水源地。
4、冲积物
冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖的坡积、洪积物质剥蚀后搬运、沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积物。即是由于河流的流水作用，将碎屑物质搬运堆积在它流经的区域内，随着从上游到下游水动力的不断减弱，搬运物质从粗到细逐渐沉积下来，一般在河流的上游以及出山口,沉积有粗粒的碎石土、砂土,在中游丘陵地带沉积有中粗粒的砂土和粉土,在下游平原三角洲地带，沉积了最细的粘土。冲积土分布广泛,特别是冲积平原是城市发达、人口集中的地带。对于粗粒的碎石土、砂土，是良好的天然地基，但如果作为水工建筑物的地基，由于其透水性好会引起严重的坝下渗漏；而对于压缩性高的粘土，一般都需要处理地基。
河流冲积物的二元结构
冲积物特点：
1）具有良好的分选性（粗大的先沉积，细小的后沉积）；
2）具有较好的磨圆度；
3）成层性较清晰；
4）常具有韵律性二元结构：下部为河床沉积（砾石、砂砾）上部为河漫滩沉积（泥质和粉沙）在坡面上有规律的交替出现；
5）常具有波痕，砂丘和交错层理等构造。
沉积的主要类型：
1）心滩——河水从窄束段流入开阔段时，流速减小，致使较粗部分在河底中部淤积，逐渐形成心滩。
河心滩
2）边滩与河漫滩
①边滩——是单向环流将凹岸掏蚀的物质带到凸岸沉积形成的小规模沉积体，仅在洪水期被淹没。
②河漫滩——是边滩变宽，加高且面积扩大的产物。在丘陵和平原区，其宽度在数米到数十公里以上，并普遍发育有河流冲积物二元结构。
在大河的中下游地区，由于河床长期往复摆动河漫滩不断发展扩大并连在一起。从而形成广阔的冲积平原，如长江中下游平原。
河漫滩
3）三角洲——河水在海、湖口地段受到海湖水的阻滞，动能明显减弱，携带的泥沙沉积下来形成河口积淤，其形状一般是呈向大海（湖）中伸出的三角形平地，故称为三角洲。三角洲是重要的油气田分布区。
湖泊中小型三角洲
三角洲沉积包括：
三角洲
冲积物由于搬运作用显著，碎屑物质由带棱角颗粒(块石，碎石及角砾)经滚磨、碰撞逐渐形成亚圆形或圆形颗粒(漂石、卵石、圆砾)，其搬运距离越长，则沉积的物质越细，典型的冲积物是形成于河谷(河流流水侵蚀地表形成的槽形凹地)内的沉积物，可分为平原河谷冲积物和山区河谷冲积物等类型。
一）平原河谷冲积物
平原河谷除河床外，大多数都有河漫滩及阶地等地貌单元。
平原河流常以侧向侵蚀为主，因而河谷不深而宽度很大。正常流量时，河水仅在河床中流动，河床两侧则是宽广的河漫滩。只在洪水期中，河水才溢出河床，泛滥于河漫滩之上。
河流(谷)阶地是在地壳的升降运动与河流的侵蚀，沉积等作用相互配合下形成的，位于河漫滩以上的阶地状平台。河流阶地的形成过程大致如下：当地壳下降，河流坡度变小，发生沉积作用，河谷中的冲积层增厚；地壳上升时，则河流因竖向侵蚀作用增强而下切原有的冲积层，在河谷内冲刷出一条较窄的河床，新河床两侧原有的冲积物，即成为阶地。如果地壳交替发生多次升降运动，就可以形成多级阶地，由河漫滩向上依次称为一级阶地、二级阶地，三级阶地……等，阶地的位置越高，其形成的年代则越早。如黄河在兰州附近就有六级阶地。
河流阶地——原生河谷的谷底，由于河流底蚀作用重新加强而相对抬升到洪水位以上，形成分布于河谷两侧、沿谷坡伸展的阶梯状地形。
阶地的构成
①阶地面——微倾斜的平台面，代表相对稳定时间。
②阶地崖（阶地斜坡）——急倾斜坡，是河流底蚀作用强烈时期的产物，其高度反映变化的幅度。
河流阶地
河流阶地的类型：
1.侵蚀阶地——是由基岩构成，一般阶地面较窄，没有或零星有冲积物，阶地崖较高。
一般形成于构造抬升的山区河谷中。如长江三峡4级以下阶地均属于此。
河流阶地剖面图
2.基座阶地——阶地面上为冲积物，阶地崖下部可见到基岩。
说明河流下蚀的深度大于原生沉积物厚度。反映后期构造上升较大的特点。
3.堆积阶地——全部由冲积物构成，无基岩出露。
当多级堆积阶地存在时，又可分为：
①内叠阶地——新阶地套在老阶地内侧
②上叠阶地——新阶地冲积物重叠在老阶地冲积物上面。
阶地上的冲积物中常富集有比重大且硬度高的矿物，成为有用砂矿产。如金、金刚石等。
二）山区河谷冲积层
在山区，河谷两岸陡削，大多仅有河谷阶地(图1-15)地表水和地下水基本上都流向河床。山区河流流速很大，故沉积物质较粗，大多为砂粒所填充的卵石，圆砾等。山间盆地和宽谷中有河漫滩冲积物，其分选性较差，具有透镜体和倾斜层理构造，厚度不大，在高阶地往往是岩石或坚硬土层，作为地基，其工程地质条件很好。
5、冰川沉积物
冰川沉积是第四纪具有特色的沉积物，包括现代和古代冰川作用直接堆积的产物。由冰川或冰水挟带搬运所形成的沉积物。分选性极差,石料占多数,冰水沉积物可有一定成层性、分选性。
冰川沉积物
晚新生代冰期开始于距今1400～1100万年，但在第四纪才出现和间冰期的明显交替。冰期最盛时，北半球高纬地区形成大陆冰盖，格陵兰冰盖覆盖了格陵兰和冰岛，劳伦大冰盖掩埋了整个加拿大，并向南延伸到纽约、辛辛那提一带。欧洲将近一半被斯堪的纳维亚冰盖所覆盖，冰盖最大厚度约3000米。西伯利亚冰盖则占据了西伯利亚北部地区。大陆冰盖覆盖区以外，许多高山地区，如阿尔卑斯山、高加索山、喜马拉雅山等都出现了山地冰川。第四纪以来，这些冰川有多次进退，而在过去冰川活动过的地区，遗留下大面积的冰碛物。这些冰碛物是早期第四纪研究的主要对象。1909年，德国的A.彭克和E.布吕克纳研究阿尔卑斯山区的第四纪冰川沉积后，划分和命名了4个冰期和3个间冰期（见表[北半球第四纪冰期对比表]），这是经典的第四纪冰期划分。其后，世界各地根据当地第四纪冰川沉积划出相应的冰期和间冰期，并与阿尔卑斯山冰期对比。中国在30年代根据庐山地区冰川沉积建立了相应的冰期系统。
第二次世界大战后，欧洲对典型的阿尔卑斯冰川沉积的研究，发现经典的4次冰期只是距今70～80万年以来发生的冰期。在这4次冰期之前，又划出多瑙和比伯两次冰期。中国则对西部第四纪冰川进行了深入研究，对中国东部是否普遍存在过第四纪山地冰川，却存在着争论。
6、风沉积物
风沉积包括沙漠和黄土。在干旱的气候条件下，岩石的风化碎屑物被风吹扬，搬运一段距离后，在有利的条件下堆积起来的一类土，最常见的是风成砂和风成黄土。
风蚀作用形成的戈壁荒漠
沙漠主要出现在大陆内部干旱地区，它们是过去的浅海、湖泊或河流形成的沙质沉积物被风吹扬改造而成的。著名的沙漠有撒哈拉沙漠、中亚沙漠、塔克拉玛干沙漠、阿拉善沙漠、澳大利亚中部沙漠等，这些沙漠主要在新生代后期或第四纪形成。第四纪时期气候发生变化时，沙漠区出现相应的扩展或收缩。例如玉木冰期时，地中海北岸雨量少，以草原为主。地中海南岸的北非地区则被森林覆盖，间冰期时这些森林被沙漠植物替代。
中国、欧洲、北美和南美都有大面积黄土分布。欧洲和北美的黄土分布在冰川作用区外围，黄土剖面中夹有古土壤层。一般认为这些黄土是冰碛物和冰水沉积中的粉沙颗粒被风吹扬，携带到冰川作用区外围堆积而成的。黄土是冰期时的堆积，古土壤是间冰期成土作用的产物。
中国北方黄土广布，总面积约38万平方公里。黄土层一般厚100～200米，最厚可达300多米。中国黄土主要是西北沙漠、戈壁地区的粉沙颗粒被风吹扬达到3500米以上的高空，被西风急流携带到黄土高原地区降落下来堆积而成的。黄土沉积保存较好的黄土塬区，黄土堆积厚而连续，其中夹有30多层古土壤层。刘东生等根据黄土岩石性质和动物化石，把黄土地层划分为早更新世午城黄土、中更新世离石黄土和晚更新世马兰黄土。距今240
多万年以前，黄土已开始堆积。气候干冷时，黄土堆积速度快，形成黄土层；气候转为温湿
时，黄土堆积速度减慢，成土作用强，形成土壤层。黄土剖面中的黄土-古土壤序列记录了第四纪时期古气候变化历史，240万年以来，中国北方至少经历了24个气候旋回。
7、河湖相沉积物
第四纪地壳沉降地区往往形成大的湖泊和广阔的平原，堆积较厚的河流或湖泊沉积物。湖泊沉积与河流沉积经常交替出现。河流和湖泊周围，动植物繁盛，适于人类生活，所以河湖相沉积中经常发现动植物化石或古人类遗迹，并成为第四纪地层典型剖面。欧洲著名的维拉弗朗层、克罗默尔森林层等都属于河湖相沉积。中国河湖相沉积，主要分布在华北平原、苏北平原、江汉平原等地。华北地区的许多断陷盆地，也沉积了很厚的河湖相沉积。早更新世的三门组、泥河湾组、昔格达组、元谋组，中更新世的大荔组，晚更新世的萨拉乌苏组等第四纪典型剖面，都是河湖相沉积。
8、洞穴堆积物
指石灰岩溶洞中堆积的碎屑沉积、生物沉积和化学沉积等。碎屑沉积主要是由流水带进的砂砾和洞顶坍塌的角砾沉积，生物沉积主要是生活在洞穴中的生物遗体和粪便的沉积，化学沉积主要是沉淀出的碳酸盐沉积。洞穴常常是古人类和动物的栖息场所，古人类将食用后剩下的动物骨骼遗弃在洞内，他们在洞内制造和使用石器等。因而洞穴堆积常可发现动物化石、用火遗迹、石器、壁画以及古人类化石等，并且成为标准的第四纪地层。中国著名的北京猿人化石和周口店动物群发现于北京周口店的洞穴堆积中。广西柳城巨猿动物群、四川万县盐井沟动物群、北京周口店山顶洞人、安徽和县猿人和辽宁营口金牛山人化石等，都是从洞穴堆积中发掘出来的。欧洲的洞穴堆积中，找到过尼安德特人、克罗马农人以及其他许多古文化遗址。
9、海相沉积物
陆地上遭受第四纪海侵的地方分布有海相沉积，主要为滨海、浅海或河口沉积。第四纪海侵大多由间冰期海平面上升引起的。北欧的埃姆间冰期时，海面上升，波罗的海从芬兰湾向东南扩张了大约200公里，沉积了埃姆海相层。南欧的海相沉积以早更新世的卡拉布里层和西西里层为代表。中国第四纪海相沉积大多出露在东南沿海和琼雷地区的海成台地上，以北海组为代表。渤海、黄海、东海沿岸的钻孔中都发现有海相沉积，它们的形成与构造运动有一定关系。
海水的运动是重要的地质作用动力，主要有波浪、潮汐和洋流等运动形式。
一、海水的破坏作用——海水对海岸带和海底的破坏作用，包括：冲蚀、磨蚀和溶蚀三种作用方式。
海水对海岸的破坏冲蚀作用
海水对岩石的破坏作用
绝大多数第四纪海相沉积分布在浅海和大洋中，主要由陆源碎屑、生物沉积和化学沉积等组成。大洋中第四纪沉积物很薄，深海钻孔岩芯往往可以看到整个第四纪时期的连续沉积，是研究第四纪发展历史和气候变化的极好材料。
海洋按海水深度及海底地形划分为滨海带(指海水高潮位时淹没，而低潮位时露出的地带)、浅海区(指大陆架，水深约0-200m，宽度约100-200km)、陆坡区(指大陆陡坡，即浅海区与深海区之间过渡的陡坡地带，水深约200-1000m，宽度约100-200km)及深海区(海洋底盘，水深超过l000m)。
与上述海洋分区，相应的四种海相沉积物如下：
滨海沉积物主要由卵石，圆砾和砂等粗碎屑物质组成(可能有粘性土夹层)，具有基本水平或缓倾斜的层理构造，在砂层中常有波浪作用留下的痕迹。作为地基，其强度尚高，但透水性较大。粘性土夹层干时强度较高，但遇水软化后，强度很低。由于海水大量含盐，因而使形成的粘土具有较大的膨胀性。
滨海——是波浪和潮汐运动强烈的近岸水域。在基岩海岸区较窄，低平海岸区很宽，可达数公里以上。根据海水运动的特点，滨海可分为三个带：潮上带、潮间带、潮下带。
滨海平面图
滨海以机械沉积为主，只有在泻湖环境下才有较好的化学沉积。
海相沉积物分布
滨海的潮下带形成砂坝，在适宜的条件下，砂坝不断加宽、加高，使海的边缘或海湾与外海隔离或半隔离，则形成了泻湖。
泻湖沉积特点：
1）泥砂质沉积为主，水平层理发育；
2）干旱地区的泻湖常形成盐类沉积夹在其中。
沙洲说的成盐过程图解
浅海沉积物主要有细颗粒砂土、粘性土、淤泥和生物化学沉积物(硅质和石灰质等)。离海岸愈远，沉积物的颗粒愈细小。浅海沉积物具有层理构造，水平层理和交错层理十分发育。其中砂土较滨海带更为疏松，因而压缩性高且不均匀，一般近代粘土质沉积物的密度小，含水量高，因而其压缩性大，强度低。浅海较滨梅疏松、含水量高、压缩性大而强度低。
陆坡和深海沉积物主要是有机质软泥，成分均一。
深海沉积物：以生物软泥、粘土及粉细砂为主。海洋沉积物中，水下海底表层的砂砾层稳定性差，选择它作为地基时应注意海浪作用下发生移动变化的可能。
深海沉积物
10、湖泊沉积物
湖泊沉积物可分为湖边沉积物和湖心沉积物。湖泊如逐渐淤塞，则可演变成沼泽，形成沼泽沉积物。
湖边沉积物主要由湖浪冲蚀湖岸、破坏岸壁形成的碎屑物质组成的。在近岸带沉积的多数是粗颗粒的卵石、圆砾和砂土，远岸带沉积的则是细颗粒的砂土和粘性土。湖边沉积物具有明显的斜层理。
湖心沉积物是由河流携带的细小悬浮颗粒到达湖心后沉积形成，主要是黏土和淤泥，常夹有细砂、粉砂薄层，土的压缩性高，强度低。
沼泽土主要由半腐烂的植物残体——泥炭组成，含水量极高，承载力极低，不宜作天然地基。
湖边沉积物
上述为第四纪沉积物的主要成因类型，这些沉积中富集了各种砂矿、盐湖化学沉积、泥炭和少量褐煤。世界上一些重要的稀有金属多来自滨海和河流沉积中的第四纪砂矿。广西富川、钟山、贺县地区是有名的钨、锡砂矿区，并含稀有元素。金沙江、黑龙江流域有现代河流的冲积砂金矿。南海诸岛上有现代鸟粪堆积，可作磷矿开采。内蒙古等的内陆湖泊中有钠盐，西藏高原上的内陆湖泊中有硅藻土、硼砂，在柴达木盆地有钠盐及钾、镁、锂等。中国盐湖中锂和硼的蕴藏量居世界首位。在台湾还有与第四纪火山活动有关的硫磺和其他矿产。
三、中国第四系概况
中国第四系分布广泛，类型多样，横向多变，以陆相为主。
1、华北和东北地区
华北平原和松辽平原均有第四系发育，华北平原主要为河湖相沉积，包括粘土、粉砂、细砂等，并夹玄武岩及凝灰岩，总厚约二、三百米。中夹数层海相层，含有孔虫、介形虫等。沿海地区曾有多次短暂海侵。东北第四系与华北相似，但厚度稍小，在上更新统（如顾乡屯组）产猛犸象、披毛犀等化石，说明曾出现寒冷气候。
华北上升区（山区）也发育较好的第四系，其典型地层如下：
（1）马兰组（上更新统，Q3）黄土堆积，因北京西山马兰台黄土堆积而得名。
（2）周口店组（中更新统，Q2）石灰岩洞穴堆积，以泥砂、砾石、灰烬层为主，含有丰富哺乳动物化石，并发现了“北京人”（猿人），闻名国内外。
（3）泥河湾组（下更新统，Q1）典型湖相兼河流相沉积，主要由浅绿色、浅红色粘砂、砂粘、泥灰岩、砂层、砾石层等组成，含有淡水软体动物及脊椎动物化石。标准地点在河北省桑干河流域阳原县泥河湾、虎头梁、红岩村一带。在河南三门峡黄河两岸亦有相同层位出露，称三门组。
2、华南地区
沉积类型比较复杂，主要为洞穴堆积、阶地堆积、土状堆积及小盆地堆积。长江下游宁镇山脉地区，下更新统称雨花台组，以砾、砂为主；中、上更新统称下蜀组，为红色粘土沉积。
此外，如广西柳城巨猿洞穴堆积，云南发现元谋人的河湖相元谋组等，都属下更新统；四川万县盐井沟洞穴堆积，分布甚广的雅安砾石层（局部含砂金）等，皆属中更新统；广西柳江人洞穴堆积，四川江北砾石层等皆属上更新统。
3、中国西部及青藏地区
西部山高盆大，升降运动强烈，在山麓地带有粗碎屑堆积。如天山北麓（即准噶尔盆地南缘）下更新统称西域组，以砾石为主，厚1350m，含三门马化石。中更新统称乌苏组，厚30m；上更新统称新疆组，厚150m，皆以砾石或砾、砂、粘土等为主。盆地中全新世则主要为风沙堆积或盐湖沉积，代表干燥气候条件下的产物。如柴达木盆地共有24个盐湖，盐类总储量为600亿t，其中察尔汗盐湖是我国最大的可溶性钾镁矿床、面积5800km2多，氯化钾储量约占全国的97％，还含有大量的镁、锂等元素。
青藏高原，近年考察证明曾有多次冰川活动。在藏北遗留有众多的湖泊，蕴藏丰富的硅藻土、硼砂及盐类矿产。
四、第四纪沉积物的基本特征
1、岩性松散：
—习称“松散堆积物”，也有胶结甚至固结的。是确定第四纪沉积物的重要特征。除海滩岩、火山岩、强钙质胶结的沉积物外。
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0米到数百米。
5、不同程度地风化：
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
第四纪沉积物野外观测和纪录 首先要注意露头中的地层产状是原始的，还是后期经过变动和移动过的。当地层的产状是原始的，而且是水平时，在任何方面上的剖面都可以利用它来观测，若产状是非水平时，在任何方面上的剖面都可以利用它来观测，若产状是非水平时，就要尽可能利用垂直走向的剖面来观测它的厚度和产状，不然就要按倾角的大小进行改正。经过变动（断裂或挠曲等）和移运（滑坡或崩坍等）的地层剖面，就要从不同的方向来观测地层的变化。 其次要对剖面中的沉积物、根据不同的物质成分和结构等特点进行分层，从上而下地逐层进行观测和记录，其中主要有下述内容：一、地层厚度 测量地形的厚度时，还要说明地层的情况，它是稳定、连续的，或是有变化的、成透镜体状或尖灭的。 二、地层产状 地层的产状是水平的，还是倾斜的，波状起伏的，挠曲的或是破碎混乱的。还要观测地层与上、下层间的接触关系：整合、不整合或假整合，有清晰的界面、或逐渐过渡，是不明显或是有侵蚀面，是侵蚀、剥蚀形成的，还是构造运动、或火山等原因形成的。 三、地层颜色 沉积物颜色按成因分为三类：（1）继承色：碎屑沉积物的颜色主
继承了其母岩的颜色。（2）原生色：粘土或化学沉积物的颜色是在沉积过程中由原生矿物形成的颜色。（3）次生色：沉积物堆积之后，由于后来的风化作用等使原来岩石的成分发生变化，生成新的次生矿，从而颜色也发生变化。要研究颜色的成因，必须观察颜色在剖面上分布的特点，原生色与继承色的颜色均匀、稳定、分布面积广，并与层理符合；次生颜色不均匀，呈斑点状，在裂缝和空洞处颜色有变化，分布局限，与层理可不致。 观测沉积物的颜色，以干燥沉积物的新鲜面原生颜色为准，对于次生颜色和其他情况（如潮湿状态，或在阳光下等）的颜色也要观测和描述，具体描述颜色时常与标准的比色管或比色卡对比。第四纪沉积物常见的颜色有黄、棕、褐、紫、红、灰、黑、白、兰和绿等。假如单一颜色表示主色还不够时，常在前面加上次色和色调的深浅程度来补充，故一般用“深浅程度+次色+主色”的描述方式，如浅黄色、浅灰色、浅灰棕色、深灰兰色、深棕褐色、深黄棕色等，若夹有它色斑点和条带时，也要具体描述，如灰黑色含兰色斑步，深棕色夹杂淡灰色条带等。为避免人为的因素所形成难以统一的局面，现在采用光度计，这是在室内能较清确地（定性及定量）测定颜色的科学方法。 四、沉积物结构 1. 粒度：粒度是指颗粒有直径的大小，它能说明沉积物形成时的搬运方式、动力状况，帮助确定沉积物的成因类型等。从颗粒的大小还能间接地判断沉积物的时代，较老的第四纪粗碎屑物质经风化后一般都会粘质较多。
1. ml--人工填土 2. pd--植物层 3. al--冲击层 4. pl--洪积层 5. dl--坡积层 6. el--残积层 7. eol--风积层 8. l--湖积层 9. h--沼泽沉积层 10. m--海相沉积层 11. mc--海陆交互相沉积层 12. gl--冰积层 13. fgl--冰水沉积层 14. b--火山堆积层 15. col--崩积层 16. del--滑坡堆积层 17. set--泥石流堆积层 18. o--生物堆积 19. ch--化学堆积物 20. pr--成因不明沉积 注：上述每类符号前加Q，并以上标符号的形式显示，表示完整的地层符号
由原岩风化产物经各种外力地质作用而成的沉积物，至今其沉积历史不长，所以只能形成未经胶结硬化的沉积物，也就是通常所说的“第四纪沉积物”或“土”。不同成因类型的第四纪沉积物，各具有一定的分布规律和工程地质特征，以下分别介绍其中主要的几种成因类型：残积物、坡积物和洪积物。 残积物（Qel） 残积物是由岩石风化后，未经搬运而残留于原地的土，而另一部分则被风和降水所带走。它处于岩石风化壳的上部，是风化壳中的剧风化带，向下则逐渐变为半风化的岩石。它的分布主要受地形的控制，在宽广的分水岭上，由雨水产生地表径流速度小，风化产物易于保留的地方，残积物就比较厚。在平缓的山坡上也常有残积物覆盖。在不同的气候条件下、不同的原岩，将产生不同矿物成份、不同物理力学性质的残积土。由于风化剥蚀产物是未经搬运的，颗粒不可能被磨圆或分选，没有层理构造。 残积物与基岩之间没有明显的界限，通常经过一个基岩风化层(带)而直接过渡到新鲜岩石。残积物有时与强风化层很难区分。一般说来，残积物是由于雨雪水流将细颗粒带走后残留的较粗颗粒的堆积物。风化层则虽受风化作用的影响，但它是未被剥蚀搬运的基岩风化产物。残积物中残留碎屑的矿物成分很大程度上与下卧基岩相一致，这是鉴定残积物的主要根据。例如砂岩风化剥蚀后生成的残积物多为砂岩碎块。根据这个道理可按地面残积物的成分推测下卧基岩的种类。反之，也可按基岩分布的规律推测其风化产物的特征。山区的残
第四纪沉积物 1.中国第四纪沉积物的分类 中国第四纪沉积物分布广泛,种类繁多I’2〕,大部分陆地表面为第四纪沉积物所覆盖，即使在老地质体出露的地方,也有第四纪的风化物依存其上,它们是万物赖以生存的基础,人类活动的大部分空间是在第四纪的土地上。从陆地到海洋,大部分第四纪沉积物分布在相对负地形地带,如河谷、盆地、平原、拗陷和海湾等。中国第四纪沉积物以陆相沉积为主,海相沉积除海域、陆架和岛屿之外,在陆地内部少见。 按其成因第四纪沉积物大体可分为下列一些类型: 1.1风成黄土 风成黄土是中国第四纪最典型的陆相沉积,主要分布在中纬度地带,介于北纬34一42。之间,形成了广阔的黄土高原,总面积达63万平方公里,沉积中心集中在陕、甘、宁和晋四省区,沉积厚度从几米几十米到几百米。在靖远曹崛黄河6级阶地上黄土厚达505m。有许多好的地层剖面分布在洛川、西峰、宝鸡、渭南和兰州等地,有连续的时间记录,贯穿了整个第四纪。与黄土密切相关的还有沙漠,多数沙漠分布在黄土高原北侧内蒙古和宁夏一带,如巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠等[l”,20],在新疆还有世界第二大沙漠—塔克拉玛干沙漠。 .22河一湖相沉积
河一湖相沉积既包括已经干枯的盆地,也包括正在接受沉积的湖泊。晚新生代以来,中国存在许多拗陷和断陷盆地,它们多处于地堑中。这些盆地在地史时期曾接受了大量沉积。有的较早干枯停止接受沉积,有的一直延续到近代和现代,形成比较完整的第四纪剖面,例如地处汾渭地堑系东北端的泥河湾盆地和南端的三门峡盆地，以及云南横断山系的元谋断陷盆地都有较厚的第四纪沉积l:2]。根据钻孔资料,河北蔚县泥河湾湖相地层厚达294m,元谋的湖相杂色粘土厚109m,与元谋湖相地层相当的川西昔格达层最厚达694m。在雷琼地区早更新世形成的一些玛洱湖,如田洋、九斗洋和罗经盘等,也接受了上百米的沉积物,田洋钻孔岩芯厚达220余米3z[]。在这些湖泊沉积物中,以泥河湾地区的剖面最为完整,且含有丰富的化石,是中国第四纪河一湖相沉积的代表,与国际标准剖面意大利的Vinafrnachina有很好的对比性,许多中外学者在那里做了研究工作。 1.3冲一洪积堆积 与湖相水成沉积相关联的还有河流三角洲相冲一洪积沉积,华北平原、松辽平原以及长江三角洲。珠江三角洲侧等地区都有数十米至数百米厚的第四纪泥沙、粘土和砂砾沉积。在一些河谷阶地普遍存在着砂砾、粉砂、淤泥和亚粘土等冲积相的沉积物,晚更新统的萨拉鸟苏组就是这套沉积的代表。新疆克里雅河河谷在普鲁附近有6级阶地,每级阶地都有冲积成的砂砾堆积,其上为风成的黄土所覆盖网。 1.4冰川沉积 中国是山岳冰川比较发育的国家,不仅在历史时期发生过多次冰期,现代冰川也有几万平方公里。在青藏高原可发现大量冰债物,在东部地区也能发现冰债物和冰水堆积物。尽管人们对庐山是否存在过冰川、青藏高原是否存在过大冰盖这些敏感问题进行过激烈的争论,直到现在仍未停止,但关于第四纪时期在中国存在着冰期和冰川堆积物的认识是广为接受的。周慕林等在回顾和讨论了关于中国东部是否存在冰川问题的争论之后,归纳出4个冰债层:番俘阳冰债层1.50一1.00MaB.P;大姑冰债层约0.9一0.73MaB.P.;庐山冰债层约0.20一010MaB.P.;大理冰债层则为0.07一0.01MaB.P.。实际上,这4个冰债层代表着4次冰期。孙殿卿也对中国的冰期作过较详细的讨论,并提出划分亚冰期,他根据河北平原钻孔岩芯的抱粉分析结果,在第四纪中也划分出4个冰期和间冰期。 1.5洞穴堆积 洞穴堆积也是中国第四纪沉积物一大特点。在中国有广阔的岩溶地区,除了著名的云贵高原，在广西、湖南等地也广泛分布岩溶,如桂林、张家界等;在北方的河南、北京以及青藏高原均有岩溶产出,如北京的石花洞等。在这些岩溶地区都存在着洞穴堆积。不过，对洞穴堆积研究最多的当数周口店猿人遗址。在猿人洞揭露出13层堆积,并以此建立了中更新统周口店组队。 1.6风化壳残积(红土) 在中国南方广泛分布着红土和棕色土,总面积达220万平方公里,它们是在热带亚热带湿热气候条件下岩石风化的产物,其厚度各地不等,有的几米,有的几十米,比较典型的剖面发育在广西南宁盆地、百色盆地42[],广东雷州半岛网,江西泰和44I]和安徽宣城等地。席承藩一认为,早更新世是红土发育期,中更新世是红土最发育期,晚更新世是红土弱发育期,只在长江以南发育,全新世是红土微发育期网。 根据黄镇国等的研究,在第四纪时期红土的分布是从北逐渐向南迁移的,大体可分6个期,即上新世(N2)、早更新世（Q p1，2.1-0.8MaB.P.）、中更新世(Qp2，0.65-0.40MaB.P.)和0.3-0.15MaB.P)、晚更新世(Qp3,0.12-0.07MaB.P.)和0.054-0.024MaB.P.)。早期红土分布的北界可达40N左右,因此可在辽宁乃至吉林南部发现,到了第四纪晚期和现代,红土基本上只在低纬度的南方产出。 2.7火山堆积
第四章第四纪沉积层的形成及其工程地质特征 【教学基本要求】 1. 理解风化作用的类型 ; 岩石风化程度的划分及风化的产物。 2. 理解地表流水的地质作用及坡积、洪积、冲积层。 3. 理解海洋的地质作用及海相沉积层。 4. 了解湖泊的地质作用及湖沼沉积层。 5. 知道冰川的地质作用及冰渍层。 6. 知道风的地质作用及风积层。 【学习重点】 1．风化作用及残积层。 2. 地表流水的地质作用及坡积土、洪积土、冲积土。 3. 海洋的地质作用及海相沉积层。 4. 湖泊的地质作用及湖沼沉积层。 【内容提要及学习指导】 4.1 风化作用及残积层 第四纪是地质年代中新近的一个纪。第四纪沉积物是由地壳的岩石风化后，经风、地表流水、湖泊、海洋、冰川等地质作用的破坏，搬运和堆积而成的近代沉积物。其沉积历史不长，是一种松散的沉积物。 在大气、水和生物活动等因素影响下，地表或接近地表的岩石，发生物理的和化学的变化，致使岩体崩解、剥落、破碎，变成松散的碎屑性物质，这种作用称为风化作用。风化作用在地表最为明显。风化后的岩石改变了原有的物理力学性能，强度大大降低，变形增加，直接影响作为建筑物地基的工程特性。风化作用使岩石产生裂隙，破坏岩石的整体性，影响地基边坡的稳定性。根据风化作用的性质及其影响因素，岩石的风化可分为物理风化、化学风化和生物风化。 昼夜和季节的温度变化是物理风化作用的主要因素。化学风化是指岩石在水和各种水溶液的作用下所引起的破坏作用。这种作用不仅使岩石在块体大小上发生变化，更重要的是使岩石成分发生变化。生物风化作用是指岩石在生物活动作用下所引起的破坏。注意理解各种风化之间的联系与区别。
第四纪沉积物年代测定方法 第四纪沉积物是指第四纪时期因地质作用所沉积的物质，一般呈松散状态。在第四纪连续下沉地区，其最大厚度可达1000米。第四纪沉积物中最常见的化石有哺乳动物、软体动物、有孔虫、介形虫及植物的孢粉。这些化石，有助于确定第四纪沉积物的时代和成因.第四纪沉积物年代测定方法主要有物理年代学方法、放射性同位素年代法、其他方法 一、物理年代学方法 物理年代学方法是利用矿物岩石的物理性质（如热、电、磁性等）测定沉积物的年龄的方法。如古地磁法、热释光（TL）、光释光(OSL)、电子自旋共振（ESR）、裂变径迹法等。 1、古地磁学方法 古地磁学方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。他的实质是相对年代学和绝对年代学方法的结合——运用古地磁数据建立极性时（世、期）和极性亚时（事件）的相对顺序，再运用同位素（主要是K—Ar法）测定他们各自的年代，继而建立统一的磁性年表。 （1）基本原理 A．过去地质历史时期与现代一样，地球是一个地心轴偶极子磁场。 B.含有铁磁性矿物的岩石，在形成过程中受到地磁场的作用而被磁化，磁化方向与当时的磁场方向一致。 a.沉积岩：沉积剩余磁性。 b.火成岩：居里点之下，称为热剩磁。居里点温度一般在500~650℃（表） C.不同时期磁场是变化的,因此保存在沉积物中的磁场特征也是变化的：变化包括磁极移动（106—109年）和磁场倒转（104-106）。 （2）古地磁极性年表（A.Cox） 古地磁极性年表是根据一系列主要用K-Ar法测定年龄的不同时间尺度的极性变化事件编制的地磁极性时间表。 目前用于第四纪研究的极性年表是A.Cox 等1969年根据陆地和大洋已有的140多个数据拟定的5MaB.P.以来的地磁极性时间表，后经许多研究者补充修正，综合成表。 (3) 测年范围及应用条件：无时间限制，整个第四纪都可以。剖面沉积连续、厚度巨大的细粒沉积层。 (4) 应用情况：方法成熟，广泛应用。 (5) 采样要求：①岩石必须含有铁磁性物质，但后期岩脉穿插的岩石样品不行。②取定向标本：产状要素法、自然方位法③采样间距及大小：垂直间距<1m，大小2cm*2cm*2cm。 综上所述，一些岩石中固有的这种剩余磁性是揭示过去地球磁场历史的信息，类似于化石一样地能保存到现在。我们通过分析岩石中的天然剩余磁性，可以了解岩石形成时的地磁极性。通过其它同位素测年确定每次地磁场变化的年代，建立古地磁极性年表，以此为标准，将研究区岩石磁性的变化与之对比，从而可以确沉积物的年代。古地磁法的不足之处在于：退磁困难；难以判断不同层位相同极性所属时代。 2、热释光（TL）、光释光(OSL)、电子自旋共振（ESR）法 这是基本原理相似而测试对象不同的3种年代学方法。基本原理：t=TD—ID／AD，三种方法不同之处在于：TD是通过不同的激活手段（加热、光照、加磁场）使其释放出来的。（1）热释光 A.基本原理 非金属绝缘矿物（加热至红外温度）→发光（释放储存的辐射能量） 发光强度∝吸收的辐射能量∝时间（t）
第四纪沉积物 一、第四纪的时间范围 最初，人们把地壳的发展历史分为第一纪（原始纪）、第二纪和第三纪3个大阶段。1829年，法国学者J.德努瓦耶在研究巴黎盆地的地层时，把第三系上部的松散沉积物划分出来命名为第四系，其时代为第四纪。随着地质科学的发展，第一纪和第二纪因细分成若干个纪被废弃了，仅保留下第三纪和第四纪的名称，这两个时代合称为新生代。第四纪是地球发展史的最新阶段，时间范围从上新世末（距今 248万年）直到现在。第四纪分为更新世和全新世两个阶段。第四纪一词是J.德努瓦耶于1829年提出的。第四纪形成的地层称第四系，再分为更新统和全新统。更新世是1839年提出的，他把巴黎盆地含软体动物化石70％为现生种的地层称为更新世地层。全新世和近代为同义词。近代(Recent)一词是1833年由莱伊尔引进地质学中，含义是从此地球被人类所居住。全新世是1850年P.热尔韦提出的，1885年正式通过。 第四系下界的确定是一个重大的基本理论问题，至今仍有不同意见。1948年第18届国际地质大会确定，以真马、真牛、真象的出现作为划分更新世的标志。陆相地层以意大利北部维拉弗朗层，海相以意大利南部的卡拉布里层的底界作为更新世的开始。中国相当于维拉弗朗层的泥河湾层作为早更新世的标准地层。其后，应用测定了法国和非洲相当于维拉弗朗层的地层底界年龄，约为180万年。因此，许多学者认为第四纪下限应为距今180万年。1977年，国际第四纪会议建议，以意大利的弗利卡 (Vrica)剖面作为上新世与更新世的分界，其地质年龄为170万年左右。对中国黄土的研究表明，大约距今248万年黄土开始沉积，反映了气候和环境的明显变化。还有部分学者认为，第四纪下限应定在距今350～330万年。总之，第四纪下限尚未最后确定，本文暂以距今248万年作为第四纪的开始。 二、第四纪沉积物成因及工程性质 第四纪沉积物的是沉积在陆地或水盆地中的松散的矿物质颗粒或有机物质，如砾石、砂、粘土、灰泥、生物残骸等。多来源于母岩风化产物、火山喷发物、有机物、宇宙物质等。第四系的划分，普遍采用1932年第二届国际第四纪会议上提出的四分原则，即分为下更新统、中更新统、上更新统和全新统。相应的地质时代为早更新世、中更新世、晚更新世和全新世。划分第四纪地层主要依据沉积物的岩石性质和地质年龄，测定第四纪地层年龄的方法主要有放射性碳法、热释光法、钾- 氩稀释法、裂变径迹法、氨基酸法等。此外，第四纪地层中所含的哺乳动物化石、孢粉化石、微体动物化石以及沉积物的古地磁特性、氧同位素特征、古土壤标志、天文学标志等都可用于划分第四纪地层。根据这些标志，许多国家建立了本地区的第四系典型剖面。 第四纪沉积物记录了第四纪发展历史和自然环境变化，分布极广，除岩石裸露的陡峻山坡外，全球几乎到处被第四纪沉积物所覆盖。第四纪沉积物形成时间晚，大多未胶结，保存比较完整。厚度一般数十米至数百米，个别地区可超过1000米。第四纪沉积物成因类型复杂，相变剧烈。根据所造成沉积物的主要动力条件，主要有： 单一成因：一种动力，如冲积物（al）； 复合成因：两种以上动力，如洪冲积物（dlp）、冲洪积物（alp）； 成因不明：pr。
第四纪沉积物(层) 1. ml--人工填土 2. pd--植物层 3. al--冲击层 4. pl--洪积层 5. dl--坡积层 6. el--残积层 7. eol--风积层 8. l--湖积层 9. h--沼泽沉积层 10. m--海相沉积层 11. mc--海陆交互相沉积层 12. gl--冰积层 13. fgl--冰水沉积层 14. b--火山堆积层 15. col--崩积层 16. del--滑坡堆积层 17. set--泥石流堆积层 18. o--生物堆积 19. ch--化学堆积物 20. pr--成因不明沉积 注：上述每类符号前加Q，并以上标符号的形式显示，表示完整的地层符号由原岩风化产物经各种外力地质作用而成的沉积物，至今其沉积历史不长，所以只能形成未经胶结硬化的沉积物，也就是通常所说的“第四纪沉积物”或“土”。不同成因类型的第四纪沉积物，各具有一定的分布规律和工程地质特征，以下分别介绍其中主要的几种成因类型。残积物、坡积物和洪积物 残积物（Qel ）（Qel为第四纪地层的成因类型符号） 残积物是由岩石风化后，未经搬运而残留于原地的土，而另一部分则被风和降水所带走。它处于岩石风化壳的上部，是风化壳中的剧风化带，向下则逐渐变为半风化的岩石。它的分布主要受地形的控制，在宽广的分水岭上，由雨水产生地表径流速度小，风化产物易于保留的地方，残积物就比较厚。在平缓的山坡上也常有残积物覆盖。 在不同的气候条件下、不同的原岩，将产生不同矿物成份、不同物理力学性质的残积土。由于风化剥蚀产物是未经搬运的，颗粒不可能被磨圆或分选，没有层理构造。 残积物与基岩之间没有明显的界限，通常经过一个基岩风化层(带)而直接过渡到新鲜岩石。残积物有时与强风化层很难区分。一般说来，残积物是由于雨雪水流将细颗粒带走后残留的较粗颗粒的堆积物。风化层则虽受风化作用的影响，但它是未被剥蚀搬运的基岩风化产物。残积物中残留碎屑的矿物成分很大程度上与下卧基岩相一致，这是鉴定残积物的主要根据。例如砂岩风化剥蚀后生成的残积物多为砂岩碎块。根据这个道理可按地面残积物的成分推测下卧基岩的种类。反之，也可按基岩分布的规律推测其风化产物的特征。山区的残积物因原始地形变化很大且岩层风化程度不一，所以其厚度在小范围内变化极大。由于残积物没有层理构造，均质性很差，因而土的物理力学性质很不一致，同时多为棱角状的粗颗粒土，其孔隙度较大，作为建筑物地基容易引起不均匀沉降。 不同岩类具有不同的风化特征，如块状构造的花岗岩，多以沿节理裂隙风化，风化厚度大，且以球状风化为主。当岩石在大气，水、生物等外力地质作用下发生风化，使其结构、
第三章第四纪沉积物及其成因 1.简述第四纪沉积物的基本特征，并讨论其原因 第四纪沉积物的概念：沉积在陆地或水盆地中的松散的矿物质颗粒或有机物质，如砾石、砂、粘土、灰泥、生物残骸等。多来源于母岩风化产物、火山喷发物、有机物、宇宙物质等。 第四纪沉积物具有一定的空间形态(沉积体)，具有一定的成分、结构、构造特征(与一定的沉积环境相联系)，一般具有成层性(沉积地层) 第四纪形成的松散岩石一般称之为“堆积物”、“沉积物”、“沉积层” 河流：冲积物、冲积层 洪流：洪积物、洪积层 岩性松散 习称“松散堆积物”，也有胶结甚至固结的 成因多样 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 厚度差异大 不同程度地风化 含哺乳动物化石和古人类 2.第四纪沉积物成因判定标志有那些，如何应用 成因标志 沉积学标志 岩性、沉积结构、沉积构造、产状、沉积体形状 地貌学标志 直接地貌标志：根据堆积地貌的形态可以判别堆积物的成因 河流－－阶地 洪流－－洪积扇 间接地貌标志：利用剥蚀地貌推断其相关沉积物的成因和时代 相关沉积物 环境标志 （1）物理环境标志 包括对沉积形成有重要影响的气温、降水、外动力作用类型、强度及其方向、古地磁环境等参数 黄土、岩盐、石膏－－干旱 红土风化壳－－温暖、潮湿 （2）化学环境标志 与沉积物有关的水体、大气、土壤和地下水等的化学成分与区域地球化学性质
（3）生物环境标志 与沉积物形成有关的指示性动物植物化石和遗迹 海相化石 淡水化石 其他陆相生物化石 3.简述砾石的研究内容与研究方法 内容 砾性 砾径 砾向 砾态 砾石表面特征 风化程度 研究方法 选择层位或地点 研究区：1m2为宜 分区分块（10×10cm）统计砾向、砾经、表面特征，然后（打碎砾石），研究其岩性和风化程度 记录并制图 第四纪地质学 研究距今二三百万年内第四纪沉积物、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 研究地表的形态特征、成因、分布和形成发展规律的学科 研究对象及学科 地表自然环境的重要组成部分 演变历史 研究地表环境的重要学科 简述第四纪沉积物成因类型分类 记两个数字： 全新世：1.17万年 第四纪：2.588百万年 第一章绪论（讲课2学时） 第二章地貌学基本概念（讲课6学时） 第三章第四纪地质学基本问题（讲课10学时） 第四章第四纪主要沉积物与地貌（讲课10学时） 第五章新构造与新构造运动（讲课2学时）
第13卷第2 期盐湖研究Vol . 13 No . 2 2 0 0 5 年 6 月JOURNAL OF SALT LAKE RESEARCH J un. 2005 福建省泉州市第四纪沉积物粒度 特征及沉积环境分析 张璞1 ,2,陈建强1,田明中1,朱金芳3,黄宗林3,江春亮1 (1. 中国地质大学地球科学与资源学院 ,北京100083 ; 2. 青海师范大学地理系 ,青海西宁810008 ; 3. 福建省地震局 ,福建福州350003) 摘要:对福建省泉州市钻孔,进行详细的第四纪沉积物粒度分析,同时结合地质背景、岩性等资料,得出了研究区第四纪以来沉积环境及其演变的认识。采用MS - 2000型激光粒度分析仪进行测试,所测数据利用计算机整理,绘制出沉积物粒度频率曲线、概率累积曲线和粒度众数分布曲线图。根据曲线变化情况,进行沉积环境及其演变解释。区内第四纪沉积环境和沉积物的成因类型分为3个类型,晋江河道以冲积相为主,山前高地以洪冲积为主,盆地主体区域以海湾相为主。第四纪以来泉州盆地环境演化经历了:更新统中期龙海组洪积和洪冲积→更新统晚期东山组洪积和洪冲积→全新统长乐组海湾相沉积。 关键词:粒度分析;沉积环境;第四纪;泉州;福建 中图分类号:P534163文献标识码:A文章编号:1008 - 858X(2005) 02 - 0025 - 09 沉积相和环境。在研究沉积岩石学方面粒度分0 引言析应用最早。最初只是表示碎屑岩的结构,后 来经过大量的统计资料,发现碎屑岩颗粒的粒第四纪是地球发展的最新阶段,在这短暂度分布是服从对数正态分布规律的。粒度大小的地质时间内发生过多次急剧的冷暖气候变化是受流水作用应力强度控制的,与沉积物形成和大规模冰川活动,广泛堆积陆相沉积物和矿的环境关系极为密切。因此,粒度分析的资料, 产。第四纪沉积物具有岩性松散、成因多样、岩广泛用来研究沉积岩的成因,作为研究沉积环性变化快、厚度差异人、不同程度地风化和含有境的方法之一[2 ]。 化石及古文化遗迹的特点,其形成受地质营力、粒度分析的技术,目前主要采用传统粒度 地貌和环境的影响,其岩性、结构、构造、产状和分析方法和激光粒度分析方法。传统粒度分析 沉积体形状等特征,能够提供沉积物形成过程方法主要有:筛析法、显微镜法、比重计法、吸管 的外动力类型与沉积环境方面的许多重要信法、沉降法等。近20年来,发展了光透式粒度息[1 ]。因此,第四纪沉积物成因研究对于环境自动分析、库尔特计数粒度分析和激光粒度分分析、工程建筑、水文地质等有很重要的意义。析方法。目前,使用得比较多的是激光粒度分在第四系研究中,通过沉积物粒度分析,不析法。无论是传统粒度分析还是激光粒度分 仅推断其搬运介质、搬运方式的变化,而且还可析,都有各自的优缺点。这点许多学者都已进判明沉积物的来源,解释沉积分异作用,判别古行了详细的研究。 收稿日期:2005 - 01 - 06 作者简介:张璞(1965 - ) ,女,副教授,博士研究生,主要从事第四纪地质学和环境研究.
一般把第四纪地层称为沉积物，或沉积层。例如，水流作用形成的“冲积物”或“冲积层”；风化作用形成的“残积物”或“残积层”等。第四纪沉积物可分为陆相沉积物和海相沉积物。 1．第四纪陆相沉积物一般特征 (1)第四纪陆相沉积物形成时间短，或正处在形成之中，普遍呈松散或半固结状态，易于发生流动和破坏，对工程建筑产生不良影响。 (2)第四纪陆相沉积分布于地表，直接受到阳光、大气和水的影响，易于受物理风化和化学风化。故可通过研究第四纪沉积物风化程度的方法，来研究第四纪地层划分。 (3)第四纪陆相沉积物分布于起伏不平的地表，处于不同气候带，受到各种地质营力影响，故其成因复杂，岩性、岩相、厚度变化大。 (4)第四纪陆相沉积物，各种粒径的比例变化范围较大，多为砂砾层、砾质砂土、砂质粘土、含泥质碎石和碎石土块等混合碎屑层岩类；第四纪有机岩有泥炭、有机质淤泥和有机质碎屑沉积物。 2．第四纪海相沉积物一般特征 海洋随深度和地貌条件不同，其动力条件、压力、光照和含氧量均不相同，第四纪诲相沉积物亦有很大区别。根据海洋地貌和动力条件，第四纪海洋沉积可分为：近岸沉积、大陆架沉积和深海沉积。 (1)近岸沉积分布于从海岸到海底受波浪作用兄著的水下岸坡部分。岩石海岸沉积带宽仪数十米，泥岸可达数十公里。由于近岸动力多样性，形成的沉积物成分复杂，有砾石、砂、淤泥、泥炭和生物贝壳等。碎屑物主要来自于陆地。 (2)大陆架沉积大陆架范围内有粗粒沉积、砂质沉积和淤泥质沉积。粗粒碎屑沉积主要来源于水下岸坡破坏、河流和冰川搬运物质；砂质沉积主要是河流挟人物，大河流入诲处最发育：淤泥质沉积分布极广，离岸200～300 km内都有陆源碎屑淤泥质分布，在大河口则可分布到400～600 km远。淤泥质沉积中常含有机质、硫化铁、氧化锰和绿泥石，而呈现不同颜色。 (3)深海沉积深海由于水深、低温、压力大，大型软体生物很少，河流挟人物达不到，故其沉积以浮游性动植物钙质或硅质沉积为主，其次为火山灰沉积、化学沉积(锰结核等)和局部的浮冰碎屑沉积。深海沉积缓慢，故深海第四纪沉积物厚度不大。 研究表明,长江三角洲第四系的物源区在 1.2MaB.P.前后存在显著差异,2.6~1.2MaB.P.主要为现代长江口南西部的小流域,母岩以上侏罗统凝灰岩为主; 1.2MaB.P.开始古长江自北向南发生改道并于现代长江口贯通入海,使现代长江流域成为长江三角洲的主要源区; 1.2MaB.P.以来长江三角洲沉积物的磁化率随地层层序呈周期性变化,其变化周期与地球轨道参数的变化周期吻合,高值代表孢粉数据指示的寒冷干燥的气候条件,而低值对应于温暖潮湿的气候,推测长江流域 1.2MaB.P.以来的古气候演化主要受天文因素——米兰科维奇旋回所控制。大约1.2MaB.P.和3.8kaB.P.,分别记录了两次向冷干突变的气候转型事件,前者可能与青藏高原早更新世晚期的强烈隆升有关,其不仅影响了贯穿中国腹地的长江流域,更可能是影响东亚的气候事件,也成为 1.2MaB.P.长江在研究区改道入海的主要驱动因素; 后者为全球性气候事件,除受到天文因素的控制,可能还与人类活动的影响有关。
第三章地貌与第四纪沉积物 第一节地貌 一、概述 地貌（landform）是由地球内、外营力的长期作用，在地壳表面形成的各种不同成因、不同类型、不同规模的起伏形态。从地貌学与地质学观点所考察的地表形态就叫做地貌。研究地貌必须研究地形形态的外部起伏不平的特征、成因、年代及其发展过程。按成因类型、形态类型将地壳的表面形态划分为不同的地貌单元。地形（topography）是地球表面高低起伏不规则形态和特征的总称，即地壳表面的外部形态。通常用来专指地表即成形态的某些外部特征，如高低起伏、坡度大小和空间分布等。在进行工程建设时，必须考虑地形地貌条件。二、几种常见的地貌类型 在工程建设中，常见的地貌单元有山地、丘陵、平原、冲沟、山麓斜坡地貌与河流相地貌等。 1、山地（mountain） 山地指以上升的内力地质作用为主，并受外力地质作用以及岩性、构造等条件制约而演变成的一系列山脉。 （1）山地按构造形式的分类 断块山：由于断裂作用上升的山地称为断块山，如华北太行山。断块山在最初形成时具有完整的断层面和明显的断层线；断层面成为山前的陡崖，外形一般为三角形；断层线则是崖底的轮廓线。但是由于断块山不断的上升，经过长期的风化和剥蚀，断层面被破坏并向后退却；崖底的断层线也被巨厚的风化碎屑物所覆盖。 褶皱断块山：在构造形态上具有被断裂作用分离的褶皱岩层，曾经是构造运动剧烈和频繁的地区，如阿尔泰山、天山、龙门山和四川盆地。 褶皱山：具有背斜或向斜构造的山地。构造形态并不复杂，除了简单的背斜
或向斜褶曲外，有时还有次生的小褶曲。山脉的走向与褶皱轴的方向常想一致。在向斜构造的褶皱山区，河流常沿斜轴部发育成狭长的槽沟地形。在背斜构造的褶皱山区，由于背斜轴部呈张节理发育，容易遭受风化剥蚀，同样也容易产生狭长的槽沟地形。 单斜山：又称单面山，由单向倾斜岩层组成。在单斜构造地区，岩层倾角较缓，软硬相间，受侵蚀切割后，软岩层被蚀成谷地，硬岩层突露成山岭，即单面山山体延伸方向与构造线一致，山脊往往成锯齿形，两坡明显不对称。如四川剑门关。 （2）山地按地貌形态的分类：（见下表表3-1） 表3-1 山地按地貌形态分类 2、丘陵（hills） 丘陵指经过长期的剥蚀切割，外貌成低矮而平缓的起伏地形或孤立的小山。绝对高程小于500m，相对高程小于200m。丘陵地区基岩一般埋藏较浅，顶部常直接裸露在外，风化一般严重，有时表面被残积物覆盖，谷底堆积有较厚的洪积物、坡积物或冲积物，有时还有淤泥等，在边缘地带常堆有结构松散的新近堆积物。
第四纪沉积物(层)解析第四纪沉积物(层) 1. ml--人工填土 2. pd--植物层 3. al--冲击层 4. pl--洪积层 5. dl--坡积层 6. el--残积层 7. eol--风积层 8. l--湖积层 9. h--沼泽沉积层 10. m--海相沉积层 11. mc--海陆交互相沉积层 12. gl--冰积层 13. fgl--冰水沉积层 14. b--火山堆积层 15. col--崩积层 16. del--滑坡堆积层 17. set--泥石流堆积层 18. o--生物堆积 19. ch--化学堆积物 20. pr--成因不明沉积
注：上述每类符号前加Q，并以上标符号的形式显示，表示完整的地层符号 由原岩风化产物经各种外力地质作用而成的沉积物，至今其沉积历史不长，所以只能形成未经胶结硬化的沉积物，也就是通常所说的“第四纪沉积物”或“土”。不同成因类型的第四纪沉积物，各具有一定的分布规律和工程地质特征，以下分别介绍其中主要的几种成因类型。残积物、坡积物和洪积物 残积物（Qel ）（Qel为第四纪地层的成因类型符号） 残积物是由岩石风化后，未经搬运而残留于原地的土，而另一部分则被风和降水所带走。它处于岩石风化壳的上部，是风化壳中的剧风化带，向下则逐渐变为半风化的岩石。它的分布主要受地形的控制，在宽广的分水岭上，由雨水产生地表径流速度小，风化产物易于保留的地方，残积物就比较厚。在平缓的山坡上也常有残积物覆盖。 在不同的气候条件下、不同的原岩，将产生不同矿物成份、不同物理力学性质的残积土。 由于风化剥蚀产物是未经搬运的，颗粒不可能被磨圆或分选，没有层理构造。 残积物与基岩之间没有明显的界限，通常经过一个基岩风化层(带)而直接过渡到新鲜岩石。残积物有时与强风化层很难区分。一般说来，残积物是由于雨雪水流将细颗粒带走后残留的较粗颗粒的堆积物。风化层则虽受风化作用的影响，但它是未被剥蚀搬运的基岩风化产物。残积物中残留碎屑的矿物成分很大程度上与下卧基岩相一
第四纪沉积物（层） 第四纪沉积物(层) 1. ml--人工填土 2. pd--植物层 3. al--冲积层 4. pl--洪积层 5. dl--坡积层 6. el--残积层 7. eol--风积层 8. l--湖积层 9. h--沼泽沉积层 10. m--海相沉积层 11. mc--海陆交互相沉积层 12. gl--冰积层 13. fgl--冰水沉积层 14. b--火山堆积层 15. col--崩积层 16. del--滑坡堆积层 17. set--泥石流堆积层 18. o--生物堆积 19. ch--化学堆积物 20. pr--成因不明沉积 注：上述每类符号前加Q，并以上标符号的形式显示，表示完整的地层符号由原岩风化产物经各种外力地质作用而成的沉积物，至今其沉积历史不长，所以只能形成未经胶结硬化的沉积物，也就是通常所说的“第四纪沉积物”或“土”。不同成因类型的第四纪沉积物，各具有一定的分布规律和工程地质特征，以下分别介绍其中主要的几种成因类型。残积物、坡积物和洪积物 残积物（Qel ）（Qel为第四纪地层的成因类型符号） 残积物是由岩石风化后，未经搬运而残留于原地的土，而另一部分则被风和
降水所带走。它处于岩石风化壳的上部，是风化壳中的剧风化带，向下则逐渐变为半风化的岩石。它的分布主要受地形的控制，在宽广的分水岭上，由雨水产生地表径流速度小，风化产物易于保留的地方，残积物就比较厚。在平缓的山坡上也常有残积物覆盖。 在不同的气候条件下、不同的原岩，将产生不同矿物成份、不同物理力学性质的残积土。 由于风化剥蚀产物是未经搬运的，颗粒不可能被磨圆或分选，没有层理构造。残积物与基岩之间没有明显的界限，通常经过一个基岩风化层(带)而直接过渡到新鲜岩石。残积物有时与强风化层很难区分。一般说来，残积物是由于雨雪水流将细颗粒带走后残留的较粗颗粒的堆积物。风化层则虽受风化作用的影响，但它是未被剥蚀搬运的基岩风化产物。残积物中残留碎屑的矿物成分很大程度上与下卧基岩相一致，这是鉴定残积物的主要根据。例如砂岩风化剥蚀后生成的残积物多为砂岩碎块。根据这个道理可按地面残积物的成分推测下卧基岩的种类。反之，也可按基岩分布的规律推测其风化产物的特征。山区的残积物因原始地形变化很大且岩层风化程度不一，所以其厚度在小范围内变化极大。由于残积物没有层理构造，均质性很差，因而土的物理力学性质很不一致，同时多为棱角状的粗颗粒土，其孔隙度较大，作为建筑物地基容易引起不均匀沉降。 不同岩类具有不同的风化特征，如块状构造的花岗岩，多以沿节理裂隙风化，风化厚度大，且以球状风化为主。当岩石在大气，水、生物等外力地质作用下发生风化，使其结构、矿物成分、物理、力学、化学性质等产生不同程度的变异，则称为风化岩。岩石已达到完全风化而未经搬运的碎屑物称为残积土。我国南方花岗岩分布较广，如深圳地区约占60％的面积，花岗岩残积土的厚度在15—40m 之间，是该区城市建筑物基础的主要持力层。 花岗岩残积土是在化学风化作用下淋滤形成的产物，其矿物成分与原岩虽有本质的改变，但多保留在原位并具有它的原始形状，其中不易风化的石英颗粒更是如此。所以花岗岩残积土一般仍保持其原岩粒状结构，具有相当高的结构强度，外表看起来很象岩石。对其采用一般的室内土工试验方法测得的物理力学性质分析，其工程性质是较差的，表现在高孔隙比、高压缩性等方面。但从原位测试分析，它表现为承载力较高、压缩性较低。
任务四第四纪沉积物 工程地质任务四第四纪沉积物一、第四纪地貌形态1、什么是地貌2、地貌基本要素：地形面、地形线、地形点3、第四纪地貌形态划分为：风化壳、斜坡地貌、流水地貌、岩溶地貌、冰川地貌、冻土地貌、风成地貌、黄土地貌、海岸地貌、湖泊和沼泽地貌等风化壳：残积物覆盖在地壳表面的风化基岩上，并具有一定厚度的风化岩石层即为风化壳。斜坡地貌：有崩塌、撒落和滑坡等各种地质现象所形成的地貌形态流水地貌：地表流水在陆地上是塑造地貌最重要的外动力。它在流动过程中，不仅能侵蚀地面，形成各种侵蚀地貌，而且把侵蚀的物质，经搬运后堆积起来，形成各种堆积地貌，这些侵蚀地貌和堆积地貌，统称为流水地貌。岩溶地貌：是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶
蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称。又称岩溶地貌。冰川地貌：包括冰川侵蚀地貌和冰川堆积地貌冰川冰在其本身的压力作用下沿山谷及斜坡流动等作用塑造的地貌冻土地貌：冻土的主要外力作用时融冻作用，以融冻作用为主型材的一系列地质地貌现象总称为冻土地貌。风成地貌：干旱及半干旱地区常见的地貌形态，包括风蚀地貌和风积地貌黄土地貌：黄土地貌是第四纪时期形成的土状堆积物，分布很广，从全球范围看，主要分布在中纬度干燥或半干燥的大陆性气候环境内。我国黄土集中分布在北起长城，南界秦岭，西从青海湖，东到太行山的范围内，地理上称为黄土高原。黄土地貌特征是沟谷众多、地面破碎；侵蚀方式独特、过程迅速；沟道流域内有多级地形面。类型主要有黄土沟间地、黄土沟谷和独特的黄土潜蚀地貌。海岸地貌：海岸在构造运动、海水动力、生物作用和气候因素等
共同作用下所形成的各种地貌的总称。湖泊和沼泽地貌：湖水作用而形成的各种地表形态。湖浪冲击边岸，形成的激浪流拍击湖岸，形成了以侵蚀作用为主的湖蚀地貌，当湖泊不断填充淤塞，湖水变浅，逐渐向沼泽方向演化形成沼泽。二、第四纪沉积物1、第四纪陆相沉积物岩性：碎屑沉积、有机沉积、化学沉积、火山堆积物2、第四纪有机沉积物：原地沉积：泥炭、有机质淤泥、有机质碎屑沉积异地沉积3、第四纪沉积物分为：残积物、坡积物、冲积物、洪积物、湖积物、化学沉积盐、风积土、有机质和泥炭沉积物、混合沉积物4、风积土：在干旱气候条件下，岩石的风化碎屑物被风吹扬，搬运一段距离后，在有利的条件下堆积起来的一类土包括：风成土、风成黄土5、第四纪海相沉积：近岸沉积、大陆架沉积、深海沉积 1 Huijinglee
第四纪沉积物成因代号 1. ml--人工填土 2. pd--植物层 3. al--冲击层 4. pl--洪积层 5. dl--坡积层 6. el--残积层 7. eol--风积层 8. l--湖积层 9. h--沼泽沉积层 10. m--海相沉积层 11. mc--海陆交互相沉积层 12. gl--冰积层 13. fgl--冰水沉积层 14. b--火山堆积层 15. col--崩积层 16. del--滑坡堆积层 17. set--泥石流堆积层 18. o--生物堆积 19. ch--化学堆积物 20. pr--成因不明沉积
注：上述每类符号前加第四纪符号Q，并以上标符号的形式显示，表示完整的地层符号。 由原岩风化产物经各种外力地质作用而成的沉积物，至今其沉积历史不长，所以只能形成未经胶结硬化的沉积物，也就是通常所说的“第四纪沉积物”或“土”。不同成因类型的第四纪沉积物，各具有一定的分布规律和工程地质特征，以下分别介绍其中主要的几种成因类型：残积物、坡积物和洪积物。 残积物（Qel）（Qel为第四纪地层的成因类型符号） 残积物是由岩石风化后，未经搬运而残留于原地的土，而另一部分则被风和降水所带走。它处于岩石风化壳的上部，是风化壳中的剧风化带，向下则逐渐变为半风化的岩石。它的分布主要受地形的控制，在宽广的分水岭上，由雨水产生地表径流速度小，风化产物易于保留的地方，残积物就比较厚。在平缓的山坡上也常有残积物覆盖。 在不同的气候条件下、不同的原岩，将产生不同矿物成份、不同物理力学性质的残积土。 由于风化剥蚀产物是未经搬运的，颗粒不可能被磨圆或分选，没有层理构造。 残积物与基岩之间没有明显的界限，通常经过一个基岩风化层(带)而直接过渡到新鲜岩石。残积物有时与强风化层很难区分。一般说来，残积物是由于雨雪水流将细颗粒带走后残留的较粗颗粒的堆积物。风化层则虽受风化作用的影响，但它是未被剥蚀搬运的基岩风化产物。残积物中残留碎屑的矿物成分很大程度上与下卧基岩相一致，这是鉴定残积物的主要根据。例如砂岩风化剥蚀后生成的残积物多为砂岩碎块。根据这个道理可按地面残积物的成分推测下卧基岩的种类。反之，也可按基岩分布的规律推测其风化产物的特征。山区的残积物因原始地形变化很大且岩层风化程度不一，所以其厚度在小范围内变化极大。由于残积物没有层理构造，均质性很差，因而土的物理力学性质很不一致，同时多为棱角状的粗颗粒土，其孔隙度较大，作为建筑物地基容易引起不均匀沉降。 不同岩类具有不同的风化特征，如块状构造的花岗岩，多以沿节理裂隙风化，风化厚度大，且以球状风化为主。当岩石在大气，水、生物等外力地质作用下发生风化，使其结构、矿物成分、物理、力学、化学性质等产生不同程度的变异，则称为风化岩。岩石已达到完全风化而未经搬运的碎屑物称为残积土。我国南方花岗岩分布较广，如深圳地区约占60％的面积，花岗岩残积土的厚度在15—40m 之间，是该区城市建筑物基础的主要持力层。 花岗岩残积土是在化学风化作用下淋滤形成的产物，其矿物成分与原岩虽有本质的改变，但多保留在原位并具有它的原始形状，其中不易风化的石英颗粒更是如此。所以花岗岩残积土一般仍保持其原岩粒状结构，具有相当高的结构强度，外表看起来很象岩石。对其采用一般的室内土工试验方法测得的物理力学性质分析，其工程性质是较差的，表现在高孔隙比、高压缩性等方面。但从原位测试分析，它表现为承载力较高、压缩性较低。 坡积物(Qdl)