2.1第四纪基本问题1-沉积物及其成因
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地貌和第四纪地质学第四纪沉积物及其成因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)第四纪生物界特征及其研究意义牙式,植被的垂直分带,古文化,文化层,文化期,石器,文化遗存,植被带平行移动牙式:上下齿类各一半的齿序和齿类数植被的垂直分带在任何一个纬度带,第一带与地面相同,往上分别相当于此带以北的带。
第六章第四纪沉积物第四纪沉积物是人类赖以生存的基础之一。
农业根植于各种第四纪沉积物表部发育的土壤;许多工业设施和民用建筑都以第四纪沉积物为基础;大量的地下水赋存在第四纪沉积物中,部分重要矿产(砂金、金刚石、锡、盐和硼)和建筑材料(土、砂、砾石)产于第四纪沉积物中。
人类的过去、现在和将来都离不开第四纪沉积物。
从第四纪地质学、第四纪环境演变的角度看,第四纪沉积物是第四纪古环境信息的主要载体,是研究第四纪古环境的物质基础,所以,我们要学会辩认和划分不同类型的第四纪沉积物,并运用它来分析、解译第四纪古环境。
在介绍第四纪沉积物的辨认特征、沉积特点之前,我们首先总结我们地球表面整个第四纪沉积物的一般特征,即第四纪沉积圈的一般特征(因为我们已经学习了六章的内容,有了一些第四纪的知识)。
第四纪沉积圈是指地球表面由第四纪沉积物构成的圈层,它是地球岩石圈中一个最年轻和最表面的圈层,具有以下特征:(a)第四纪沉积圈基本上是一个连续的层圈在现今地球表面的任何地方,包括大陆和海洋的各个角落,都有第四纪沉积物分布。
(b)形成时间很短,一般不超过2Ma,第四纪沉积圈主要由尚未胶结成岩的松散沉积物构成,只有在少数情况下,才能见到已成岩的第四纪沉积。
所以,第四纪沉积常被称为沉积物,而不称作岩石。
(c)组成第四纪沉积圈的沉积物包括陆相沉积物和海相沉积物,其中陆相沉积物类型复杂多样,而海相沉积物类型比较简单。
(d)第四纪沉积圈由于其松散性,因而处于不稳定状态。
它除了受外力作用被再次搬运、沉积之外,在其内部,由于生物与水的作用,也在不断地发生物质的移动。
相对来讲海相沉积物,尤其是深海沉积物要比陆相沉积物稳定得多。
(e)第四纪沉积圈的厚度变化较大其中陆相沉积物的厚度可以从几十厘米到几千米。
剥蚀区第四纪陆相沉积物厚度一般小,从几十厘米到十几米,堆积区(山前盆地、平原、断裂谷地)可达几十米至几百米。
至于更厚的第四纪沉积层常常出现在构造沉降区海相沉积物的厚度较薄,一般仅厚几米到几十米,变化幅度也较小。
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。
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)第四纪生物界特征及其研究意义牙式,植被的垂直分带,古文化,文化层,文化期,石器,文化遗存,植被带平行移动牙式:上下齿类各一半的齿序和齿类数植被的垂直分带在任何一个纬度带,第一带与地面相同,往上分别相当于此带以北的带。
一、第四纪分期据第四纪时期的气候特点、生物特征、人类文化等,将第四纪划分为更新世(Q p)和全新世(Qh)两个时期,相应的地层称为更新统和全新统。
更新世再分为早更新世(Q p1)、中更新世(Q p2)和晚更新世(Q p3)3个时期,其地层相应称为下更新统(Q p1)、中更新统(Q p2)和上更新统(Q p3)。
第四纪下限年龄采用高斯正极性时与松山反极性时的分界,即2.60MaB.P.。
早更新世与中更新世的分界置在松山反极性时与布容正极性时的分界,年龄为0.78MaB.P.。
早更新世和中更新世再三分为早、中、晚3个时期。
中更新世与晚更新世的分界为0.13MaB.P.,相当MIS5(MIS为深海沉积物氧同位素阶段)的底界,晚更新世一般二分为早期和晚期。
全新世从0.01MaB.P.开始可三分为全新世早期(10~8.0kaB.P.,Qh1)、全新世中期(8.0~3.0kaB.P.,Qh2)和全新世晚期(3.0~0kaB.P.,Qh3)(表1-2-1)。
表1-2-1 新生代Array分期及其年龄二、第四纪沉积物的岩性分类和命名第四纪沉积物的岩性比较复杂,根据物质组成和形成动力特征可分为碎屑沉积物、化学或生物化学沉积物、生物沉积物、火山碎屑沉积物和人工堆积物。
碎屑沉积物是陆地上分布最广、最为常见的沉积物,如在河谷、盆地、平原区都可见到,也是第四纪地质研究的重要对象。
每一类沉积物,还可进一步划分。
在化学或生物化学沉积物中,根据化学成分进行分类,有碳酸盐沉积物、硫酸盐沉积物、卤化物沉积物等;在生物沉积物中,根据含生物的类型进行划分,有珊瑚礁、牡蛎礁、贝壳滩(堤)等。
人工堆积按堆积物性质命名,如回填碎石、砂土等。
在碎屑沉积物中,根据碎屑颗粒的粒径可划分为砾、砂、粉砂和粘土4类;在每一类中,还可根据粒径做进一步的划分(表1-2-2)。
表1-2-2 碎屑颗粒度分级与 值分级关系表在第四纪沉积物研究中,首先是对沉积物命名,是砾石,是砂,还是粉砂,因此第四纪碎屑沉积物的命名需要确定一个原则。