【地质课堂】中国新生代——第四纪及沉积矿产-《古生物地史学》作者:罗增智，肖松，王立新第四纪的古地理、古构造第四纪是地质年代最后一个纪。
第四纪有4个最突出的特征，首先是人类的出现和进化；其次是冰川现象广布，气候冷暖变化频繁；第三是大陆面积增大，新构造运动活跃；最后是沉积类型繁多，在大陆上出现的主要是未完全固结成岩的松散堆积。
因此第四系陆相沉积成因类型多样、分布零散、对比困难、持续时间短，在研究时必须综合采用多学科方法，如沉积地层学、生物地层学、气候地层学、磁性地层学等。
目前，对第四纪的研究已发展为一门独立的学科。
由于印度板块继续向北俯冲，使得青藏高原急剧抬升及其周围山系进一步发展，形成中国西部高原、山系与盆地相间的地势；东部太平洋板块向西继续俯冲，导致中国东部拉张断陷的再次出现，形成一系列北北东向的沉积盆地、断块山脉和长白山等近期火山喷发；第四纪冰期和间冰期的交替，引起冰川型海平面升降，造成海岸线的明显变化。
因此在中国第四纪有以下重要的地质事件和沉积类型。
1.青藏高原的迅速隆升及其影响青藏高原整体急剧隆起主要是在第四纪完成的。
可据上新世三趾马化石不同产地现处的海拔相差悬殊得到证实，如藏南吉隆盆地为4300m，藏北唐古拉山为4000m，甘肃兰州1000m，山西为500～700m，华北平原则在海平面以下320m的钻孔中发现。
上述各地上新世时大致处于相似的森林-草原环境，海拔不应相差太大。
而现在化石产地的海拔如此不同，说明青藏高原在第四纪发生强烈的地壳上隆，而东部边缘海显著沉降，造成了我国现在西高东低的地貌格局。
2.沉降、堆积持衡得到黄土高原中国的黄土几乎连续了东经103°～113°，北纬34°～38°这个地区。
这里的黄土发育完好，也是世界上少有的完好剖面，最厚达百余米。
经近年的大量综合研究工作，证实黄土中夹有多层古土壤。
一般认为黄土是冰碛物和冰水沉积中粉砂颗粒被风吹扬，携带到冰川作用区外围堆积而成，黄土是冰期（干冷气候条件下）堆积的。
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。
第四纪沉积物的粒级划分
第四纪形成的松散岩石称为“堆积物”或“沉积物”。
当沉积物被认为无明显外力搬运、分选和成层结构时多称“堆积物”，如残积物、冰碛物、人工堆积物等等；具成层结构则常称为“沉积物”，如冲积物等。
第四纪沉积物存在一定的空间形态，具有一定的成分、结构与构造特征，与一定的沉积环境相联系。
总的来说其普遍特征如下：岩性松散，成因多样，岩性岩相变化快，厚度差异大，存在不同程度的风化，含哺乳动物化石并特含有古人类化石和古文化遗存。
第四纪沉积物一般形成不久或正在形成，成岩作用微弱，巨大部分松散，少部分半固结，极少硬结成岩。
这有利于深入沉积物内部进行研究，采矿、施工易于进行，同时也易发生地质灾害。
因此，“岩性松散”是其最基本的特征，其碎屑沉积物也是第四纪工作中最常研究的对象。
这些碎屑沉积物的粒级划分很重要，不同部门因研究目的不同出现很多的划分方法（Shepard,1954）。
下面推荐的粒级划分适用于第四纪沉积物成因的分析（表5-1-2）。
表5-1-2 碎屑粒级分类（温德华分类）
粒级名称 粒级最小粒径（mm）φ值*
砾石 巨砾 256 -8 粗砾 64 -6 中砾 4 -2 细砾 2 -1
砂 极粗砂 1 0 粗砂 0.5 1 中砂 0.25 2 细砂 0.125 3 极细砂 0.0625 4
粉砂
粗粉砂 0.031 5 中粉砂 0.0156 6 细粉砂 0.0078 7 及细粉砂 0.0039 8
粘土 粘土**＜0.0039 9 … …
* φ=-log
2D，D为碎屑粒径，单位mm
** 粘土是不同成分的细粒混合物，不等于粘土矿物。
