地貌學與第四紀地質(zhì)學教（學）案

..地貌學與第四紀地質(zhì)學教案孫如華參考書：1、王運生孫書勤李永昭地貌學及第四紀地質(zhì)學簡明教程XX大學出版社20082、田明中程捷第四紀地質(zhì)學與地貌學地質(zhì)出版社20093、曹伯勛等．地貌學及第四紀地質(zhì)學．XX：中國地質(zhì)大學出版社19950．緒論〔2學時<定義、發(fā)展史、特點教學目的：主要講述第四紀地質(zhì)學及地貌學的基本概念、研究內(nèi)容、研究方法,第四紀地質(zhì)學和地貌學的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。教學重點和難點：本章的重點是地質(zhì)學及地貌學、研究內(nèi)容及其在水文地質(zhì)及地質(zhì)工程、環(huán)境地質(zhì)及礦產(chǎn)開發(fā)研究中的意義。主要教學內(nèi)容及要求：1.了解第四紀地質(zhì)學及地貌學的概念、研究內(nèi)容、研究方法及二者間的相互關系；2.一般了解第四紀地質(zhì)學和地貌學的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；3.了解第四紀地質(zhì)學及地貌學在水文地質(zhì)及地質(zhì)工程、環(huán)境地質(zhì)及礦產(chǎn)開發(fā)研究中的意義；4.了解第四紀沉積物的基本特征。0.1第四紀地質(zhì)學及地貌學的由來第四紀地質(zhì)學定義：研究第四紀地殼、氣候和生物界演化歷史及其分布規(guī)律的科學,叫第四紀地質(zhì)學〔QuaternaryGeology。發(fā)展史：古代：尋找建筑材料〔砂、泥和水;18世紀：系統(tǒng)研究第四紀堆積物,尤其是冰川堆積物〔俄國學者,斯堪的那維亞半島的冰蓋帶著礫石飄移,使得世界各地冰磧分布;19世紀：漂礫是大陸冰蓋直接堆積。1829年,法國地質(zhì)學家Z.Desnoyers在研究巴黎盆地時,將覆于第三紀地層<粘土、砂巖、灰?guī)r、泥灰?guī)r和石膏等之上的一套松散堆積物稱為第四系<紀>。稍后雷布爾指出第四紀地層是含大量現(xiàn)代種屬的動、植物群化石與孢粉的松散堆積物。1839年,英國地質(zhì)學家C.Lyell作了進一步分類,他將當時第三系上部那套70%以上的腕足均為現(xiàn)在屬種的地層稱為更新統(tǒng)<地層時代叫做更新世>,將更新統(tǒng)頂部生物殘核全由現(xiàn)代屬種組成的那套地層稱為全新統(tǒng)<相應年代為全新世>。1907-1911年間,Haug以牛〔Bos>、象<Elephas>、真馬<Equas>在歐洲的突然出現(xiàn)作為更新世下限。1837年,Schimper根據(jù)氣候變化,提出了冰川紀。1846年,Forbes將更新世與冰川紀相對比,提出更新世是世界冰川反復出現(xiàn)和消失、擴大和退縮時期。Marlot于1856年正式將第四紀劃分成更新世和全新世,并分別與第四紀冰期與冰后期對應。其下限年代為1.8Ma前或2.5Ma前。1932年第二屆國際第四紀委員會上將第四紀<系>分為四個時期：早更新世〔統(tǒng)、中更新世〔統(tǒng)、晚更新世〔統(tǒng)和全新世〔統(tǒng)。1959年我國地層會議上正式確定我國的第四紀〔系也采用四分法。第四紀特點：<1>人類出現(xiàn)：由猿演化為人是哺乳動物演化中的重大事件,是最近幾百萬年的事,因此有人把第四紀稱為"人類紀"或"靈生紀"<2>大規(guī)模的冰川作用：地質(zhì)歷史上曾出現(xiàn)過三次全球性冰川作用<Z,C-P,Q>,最近一次是在第四紀,因此第四紀又稱"冰川時期"。第四紀更新世氣候冷暖交替頻繁,在短短的二三百萬年時間內(nèi),出現(xiàn)過幾次大規(guī)模的冰川活動,這一現(xiàn)象是史無前例的。地層單位：宇、界、系、統(tǒng)〔上中下年代單位：宙、代、紀、世〔早中晚<3>活躍的地殼運動：就地球歷史,第四紀的時間是短暫的,地殼運動卻十分劇烈,不僅有起主導的水平運動,如喜馬拉雅山每年向青藏高原推進8cm；德國巴伐利亞地區(qū)水平運動速度達18cm/a；印度大陸向喜馬拉雅山運動速度約為1-2cm/a。垂直升降運動的幅度也十分巨大。芬蘭南部沿海,現(xiàn)仍以0.1-0.4cm/a速度緩慢上升;丹麥西部沿海以0.1cm/a速度下降;天山的升降為1mm/a,最大達4.4mm/a。青藏高原的強烈上升和華北平原等的大幅度下降。0.1.2地貌學〔地貌學-研究地球表面各種形態(tài)及其發(fā)生、發(fā)展和分布規(guī)律的科學。發(fā)展史：公元前21~20世紀的《禹貢》一書,將我國劃為九州,描述了平原、丘陵、各地土壤類型、黃河長江及長江三角洲地區(qū)特點。②公元前4~19世紀治水及修堰筑堤的水利工程。③公元前8~公元17世紀建筑了舉世無雙的萬里長城〔歷時2000多年,它東起XX山海關,西至XX嘉峪關。橫貫XX、北京、XX、XX、XX、XX、XX,全長約6700公里④公元6~7世紀開挖的京杭大運河。⑤文藝復興時代<17世紀>有了大的發(fā)展。⑥俄羅斯學者指出了地貌的成因和內(nèi)外地質(zhì)作用的關系。19世紀前,地貌學主要局限于地貌形態(tài)的描述,諸如河谷、山脊。19世紀起,重視地貌學的成因、演化及區(qū)域特征,形成眾多分支。如解釋其形成過程,恢復其發(fā)展歷史的成因地貌學〔Geneticgeomorphology、研究巖石對地形形成和發(fā)展作用的巖石地貌學<Lithologicgeomorphology>、研究地質(zhì)構造〔構造形態(tài)和運動對地形形態(tài)的形成和發(fā)展起作用的構造地貌學<Structuralgeomorphology>、側重研究控制各種外力過程〔流水、冰川等的氣候環(huán)境對地形形態(tài)的形成和發(fā)展起作用的氣候地貌學〔Climaticgeomorphology、按控制地形的各種外力地質(zhì)作用再分為冰川地貌學〔Glacialgeomorphology、流水地貌學〔Fluvialgeomorphology、系統(tǒng)地綜合研究一個地區(qū)的各種地形,則構成了區(qū)域地貌學〔Regionalgeomorphology,如海濱地貌學〔Coastalgeomorphology、沙漠地貌學〔Desertgeomorphology等等。0.2第四紀地質(zhì)學及地貌學的研究內(nèi)容第四紀地質(zhì)研究內(nèi)容：地層、古氣候、生物、海平面變化、新構造運動等。〔1認識第四紀沉積物的形成,第四紀地層的劃分和對比,擬定第四紀地質(zhì)年代表?！?研究第四紀環(huán)境,包括地殼運動的特征、氣候的演化及生物界的發(fā)展歷史,并由此產(chǎn)生一系列分支學科：新構造運動學、古冰川學、第四紀古地理學、古人類學等。地貌學的研究內(nèi)容：地球表面各種形態(tài)特征、塑造地表形態(tài)的動力、地貌發(fā)育演化規(guī)律以及地貌的內(nèi)部結構及地貌的空間分布規(guī)律,并根據(jù)地貌發(fā)育演化的規(guī)律來利用改造自然。0.3地貌學及第四紀地質(zhì)學的研究意義第四紀距今只2-3Ma,地球上發(fā)生了一系列重要事件：人類出現(xiàn)與發(fā)展、冰期出現(xiàn)、全球氣候的冷暖交替、頻繁強烈的地殼運動、海平面大幅度的升降等等。上述變化直接或間接影響人類發(fā)展與演化,因此第四紀與人類的關系最為密切。第四紀地質(zhì)學19世紀從地質(zhì)學中分離出來,逐漸成為一門獨立的學科。0.4第四紀地質(zhì)學與地貌學之間的關系第四紀地質(zhì)學堆積物塑造地貌形態(tài)地貌學貌學與第四紀地質(zhì)學的聯(lián)系為什么我們將兩門課合在一起上呢？

1、地貌學與第四紀地質(zhì)學均屬于地球科學。它們闡述地球最近代的歷史。地貌學的研究在很大程度上是研究剝蝕與堆積的關系,而目前地表形態(tài)大都形成于第四紀,第四紀地層正是近期地貌演變的天然記錄,因此,地貌學與第四紀地質(zhì)學有著不可分割的聯(lián)系。在地表形態(tài)形成過程的同時,也就形成了第四紀沉積物的形成過程。2、地貌學與第四紀地質(zhì)學不僅研究的時空范圍一致、研究對象和內(nèi)容類同,而且研究方法亦有許多相似的地方．區(qū)域調(diào)查、沉積物巖性、巖相分析、動力分析、地球物理方法、同位素測年、遙感遙測等新技術等,都是兩者共同的研究方法．3、在理論和生產(chǎn)實踐上它們也有緊密聯(lián)系．地貌工作者必需具有較充實的第四紀地質(zhì)理論基礎,才有可能對地貌發(fā)展的趨向進行預測性的研究．研究第四紀地層時又往往借助于地貌學的方法。相輔相成,互相促進,成為兄弟學科。0.5地貌學與第四紀地質(zhì)學與其他學科的關系地貌學與第四紀地質(zhì)學則研究地球表面及其環(huán)境,重點研究地表與其他圈層、特別是巖石圈層間的相互影響和相互作用。1、地貌學是地質(zhì)學與自然地理學之間的邊緣學科．研究地貌形成的內(nèi)動力不僅要研究各種構造型式<褶皺,斷層>和巖石性質(zhì)對地貌發(fā)育的影響,而且要研究造成地貌的機制、時代、性質(zhì)和強度等,這些都與大地構造學、巖石學,新構造運動學等地質(zhì)學的分支學科緊密聯(lián)系．2、地貌學的理論和方法又是新構造運動和地震地質(zhì)研究的重要手段,所以地質(zhì)界認為地貌學是動力地質(zhì)學或物理地質(zhì)學的一部分．地貌形成的外動力與地球外部圈層息息相關,因而地貌又是地理環(huán)境的組成要素。研究地貌的外動力需要有較深的自然地理學基礎；自然地理學以及自然地理學的綜合研究,地貌又是主要的因素和條件,因此地貌學又是自然地理學的一個分支。3、第四紀地質(zhì)學是歷史地質(zhì)學的一個分支,它把第四紀自然環(huán)境作為其研究的主要內(nèi)容．在研究氣候與海面變化、新構造運動、生物界與古人類的演化中,必須要有豐富的動力地質(zhì)學、地史學、沉積巖石學,考古學及自然地理學等的基礎知識,同時它本身又構成這些學科的研究基礎。地貌學,第四紀地質(zhì)學與上述各地球?qū)W科密切相關,彼此都利用對方有關的理論方法來從事自身研究,相互促進學科的發(fā)展。0.6第四紀地質(zhì)學及地貌學研究進展第四紀地質(zhì)學研究地層成因有了全新的認識研究手段測年技術、深海氧同位素研究、海洋微體古生物研究等等。地貌學研究定性定量陸地地貌海底地貌。3S技術的發(fā)展,使地貌研究在宏觀和微觀方面均有重大進展。1.第四紀地層劃分〔6學時教學目的：主要講述第四紀地層劃分方案,劃分方法,中國不同地層的第四紀地層系統(tǒng)。教學重點和難點：重點是第四紀地層劃分方法及第四紀地層劃分。難點是中國不同地區(qū)第四紀地層系統(tǒng)的建立。主要教學內(nèi)容及要求：1.掌握第四紀地層劃分標志〔古氣候、古生物、古人類、構造和地貌；巖性和巖相、同位素年齡、古地磁等；2.了解當前第四紀下限劃分的幾種觀點；3.掌握第四紀劃分及各世的絕對年代界限；4.掌握第四紀一些常用的測年方法；5.掌握中國第四紀地層的基本特征；6.掌握華北及華南地區(qū)的第四紀地層系統(tǒng)；7.了解東北、西北、XX地區(qū)第四紀地層的基本特征。1.1第四紀地層劃分<1>劃分方法〔1巖石地層學方法據(jù)第四紀地層的巖石學特征把第四紀堆積物劃分為代表一定時間的巖石地層單位,并把它們按時間順序排列起來,形成一種巖石地層順序,是一種直觀、實用的方法。與古、中生代地層不同,第四紀陸相地層〔不連續(xù)、時間上互相超覆所占比重較大,決定了該方法使用的局限性,即只能在局部地區(qū)內(nèi)對比。〔2生物地層學方法根據(jù)堆積物中所含生物殘骸的鑒定,劃分為一些生物地層單位,并按時間把它們排列成為生物地層順序。即利用生物發(fā)展的不可逆性,判別地層新老關系,同時根據(jù)第四紀地層中生物共生組合,如大熊貓―劍齒象動物群來劃分與對比地層,建立生物地層層序。第四紀生物群的一個顯著特點是含有現(xiàn)代生物種屬,且時限短?！?年代地層學方法〔最可靠的根據(jù)第四紀堆積物及其所含生物殘骸的同位素年齡資料,按年齡關系劃分成為一些時間〔地質(zhì)年齡地層單位,并建立起一種地層順序的方法。由于它不涉及具體巖性,有利于洲際間的地層對比,由于這種資料依賴于測年資料〔同位素法,測年的精度直接影響到對比的精度?！?地貌學方法由于第四紀堆積物與由其所組成的堆積地形〔地貌是同年齡的,不同地貌部位,第四紀堆積物不同。只有運用地形形成的階段或年齡,將第四紀堆積物劃分為一些地貌地層單位,并將它們按時間順序排列起來。該方法對層狀地貌如夷平面、剝夷面、階地及層狀溶洞的研究在區(qū)域地層對比中十分有用?！?氣候地層學方法冷暖交替是第四紀氣候的主要特點,根據(jù)這一特點,將第四紀地層劃分成一系列的暖期地層單位和冷期地層單位,在區(qū)域性地層劃分和對比中非常實用。<6>構造方法利用第四紀地層中的不整合面和侵蝕面,作為第四紀地層的劃分標志。<7>比較巖石學方法〔狹義的巖石地層學方法利用沉積物巖石學上的差別來劃分地層的方法。利用沉積物的顏色、成分、結構、沉積韻律,構造變動,成因類型、風化程度及礦物組合等特征對比同一盆地和同一鉆孔巖芯的地層是很有效的。<8>古人類與考古地層學法古人類化石及文化遺物是第四紀分期的主要依據(jù)之一。第四紀又是人類出現(xiàn)和發(fā)展的時代。根據(jù)對第四紀堆積物中所含古人類殘骸及其文化發(fā)展順序的研究,如直立人、早、晚期智人的年齡研究,各種石器時代不同工具的特點研究等,所進行的第四紀地層劃分的方法。<8>地球化學方法利用沉積物的化學性質(zhì)〔化學成分及豐度在垂向上的變化進行地層劃分和對比。在同一沉積盆地中,如水化學成分、酸堿度與水的物理狀態(tài)〔溫度、壓力等基本一致時,同期沉積物的化學性質(zhì)也應基本一致。反之則不同,尤其是稀有元素、放射性元素等的豐度在垂向上的變化。如碳酸鹽沉積物中氧同位素比值〔δ18O是一重要參數(shù)。18O的豐度是沉積時水溫的一個函數(shù),低溫時的碳酸鹽中18O含量比高溫時沉積的略為大一些。此外還有古地磁法、古土壤地層學法、海面地層順序法等。<2>第四紀的下限問題地學界對第四紀下限的認識很不一致,有些人主張把第一次冰川作用的時間作為第四紀的開始,為距今3.2Ma。但由于冰川作用遺跡保存困難且作用開始時間全球不一致,故利用冰川作用開始時間作為第四紀的下限是有困難的。也有人把人類的開始作為第四紀的下限,但隨著人類化石的不斷被挖掘,人類出現(xiàn)的時間也由1Ma推溯到3.5Ma,因此利用人類出現(xiàn)的時間作為第四紀的下限是不合適的。1948年18屆國際地質(zhì)大會將象屬〔Elephas、牛屬〔Bos、和馬屬〔Equus的出現(xiàn)作為第四紀的下限層位。意大利北部的Villafranchian動物群具有這一特點,因此長期以來把維拉弗朗作為第四紀的下限層位。我國的泥河灣動物群也具有這一特點,故該層作為我國的早更新統(tǒng)。第三紀與第四紀的界限位置,還有以下幾種觀點：〔1劃在意大利剖面的Astian與Piacenzian層之下。在海洋剖面中,這一邊界被劃在Globorotaliamiocenica的底部。在古地磁表中,劃在Gilbert世的底界。距今3.4Ma。〔2劃在西歐的中Vilafranchian層之下,接近Gauss世與Matuyama世的邊界,大致為2.5Ma?！?1948年倫敦第18屆國際地質(zhì)大會建議陸相沉積物以法國Vilafranchian的底界為界,海相沉積物以意大利北部含北極軟體動物和底棲動物群的Calabrian為底界；劃在有孔蟲Globaratatrancatulinoides帶的底部；位于古地磁的Olduvai事件范圍內(nèi),距今前。這一邊界得到許多地學者的認同?！?劃在西歐的Cromerian層之下,古地磁Matuyama-Brunches邊界之下,接近0.75Ma?！?古地磁Mammoth事件底部,或Gauss-Gilbert世之間,。1.2第四紀的劃分第四紀沉積物特點：〔1、陸地上第四紀沉積物除在特殊條件下固結堅硬外,一般呈松散或半固結狀態(tài)。〔2、在松散堆積物中,生物化石豐富,在海相地層中,微體生物遺體化石分布廣泛?！?、第四紀陸相堆積物因受內(nèi)、外動力作用,地貌、巖性、氣候、水文等影響,形成不同類型堆積物,使其地層性質(zhì)、厚度及空間分布變化大?！?、第四紀是人類出現(xiàn)與發(fā)展的時代。人類化石與文化遺址成為第四紀地層的重要標志之一。第四紀沉積物〔松散堆積物類型：〔1、殘積〔el：基巖遭受風化〔物理、化學及生物作用后,殘留原地的產(chǎn)物〔殘積物、土壤與風化殼,一般未經(jīng)搬運。剖面至下而上分為基巖帶、弱風化帶、中至強風化帶?！?、坡積〔dl：重力作用下,由雨水與雪水沖刷搬運,在山坡與山腳下堆積的風化產(chǎn)物。〔3、重力堆積〔xd：重力作用下,崩塌的巨大石塊與亂石,搬運至山坡或山腳堆積的粗碎屑物?！?、滑坡堆積〔del：重力、地下及地表水作用,使整個巖體沿斜坡下滑,產(chǎn)生的堆積物?！?、土溜<泥流>堆積<s或df>：斜坡土層經(jīng)雨水充分滲透成塑狀,重力作用下,沿坡面向下滑動,形成堆積物?！?、沖積〔al：河流堆積,又稱淤積物,分布在河谷?！?、洪積〔pl：暫時洪水形成的堆積物。分布在山谷口或山前平原。〔8、湖積〔l：湖盆里的堆積物。有機械、化學及生物作用所形成的各種堆積物?！?、沼澤堆積〔h：由生長茂盛的植物,在經(jīng)常積水的沼澤地,以生物與化學作用為主形成的堆積物。〔10、海相沉積〔m：由波浪或海流搬運、化學與生物作用形成的堆積物?！?1、冰磧〔gl:冰川堆積物。無層理,礫石無定向排列,大小混雜,無分選,磨圓差,常有磨光面〔12、風積〔eol：由風力吹揚,形成風成砂和風成黃土堆積物。〔13、洞穴堆積〔gr：由洞穴中重力堆積的角礫及地下水機械和化學作用在巖石裂隙和溶洞內(nèi)沉積的石鐘乳、石灰華和地下河和砂礫粘土等構成。還有：冰水沉積〔fgl、火山堆積<β>、人工堆積<a>、冰湖堆積<lgl>、化學堆積〔ch1.3中國第四紀地層昆侖山阿爾金山昆侖山阿爾金山賀蘭山祁連山秦嶺大別山XX地區(qū)南方地區(qū)東北地區(qū)北方地區(qū)西北地區(qū)華北地區(qū)我國第四紀沉積物分為三個區(qū)域：〔1青藏高原及其鄰近地區(qū),氣候干燥寒冷,有較大面積的冰川和凍土分布,沉積物有冰川、冰水、冰緣堆積、湖積、洪積、沖積、冰緣黃土和各種重力堆積?！?秦嶺大別山以北的西北、華北、北方和東北區(qū),屬干燥半干燥氣候,季節(jié)性變化極為明顯,沉積物富含鈣堿性,以黃土堆積為主?！?秦嶺大別山以南的南方地區(qū)〔華南、西南,其中華南區(qū)受季風氣候影響大,氣候溫暖潮濕,沉積物以富含F(xiàn)e、Al質(zhì)的酸性成分為主,紅土堆積,沿河沉積相的砂礫層也很發(fā)育。華北地區(qū)第四紀地層華北區(qū)東至濱海,西達XX,北起XX,南抵XX中部。下更新統(tǒng)為泥河灣組〔午城黃土及其同期沉積；中更新統(tǒng)為XX店組〔XX黃土及其相當?shù)貙?；上更新統(tǒng)為丁村組〔馬蘭黃土及其相當?shù)貙?；全新統(tǒng)為近代堆積層。下更新統(tǒng)----泥河灣組〔Q1標準剖面〔1954在XX陽原縣泥河灣村,一套河湖相沉積；沉積厚度500-600m；分上、下兩段其間有一侵蝕間斷面。下段為淺紅、棕及微綠色礫石層及砂層,夾粉砂和粘土層,含淡水蚌殼,稱綠泥河灣組。上段為淺紅、黃棕、淺綠、灰白色砂層及粘土層,稱黃泥河灣組。含三趾馬―真馬動物群及大量軟體動物化石,第三紀動物少量殘留,如長鼻三趾馬、板齒犀等,第四紀屬種大量出現(xiàn),如馬、野牛、象、步氏大角鹿等,森林草原環(huán)境。泥河灣組廣泛分布在XX、XX、XX等省的大中型山間盆地和谷地中。華北區(qū)與泥河灣組相當?shù)貙舆€有XXXX地區(qū)的上三門組、XXXX的上XX組,它們也是Q1河湖相沉積。黃土高原廣泛分布的XX呂梁山的午城黃土亦屬早更新世堆積物。午城黃土：在XX隰縣午城鎮(zhèn),暗紅色亞粘土,質(zhì)地粘重,厚20-50米,除有厚約4.5米沙質(zhì)黃土外,主要有18-20層的黃土與古土壤相間組成,愈往下黃土和古土壤的間隔愈小,內(nèi)有長鼻三趾馬和中國貉等化石,與下伏上新世呈不整合接觸,底界古地磁年代為土壤：地質(zhì)學家認為土壤就是破碎了的陳舊巖石。或認為土壤是堅實地殼最表面的風化層。植物營養(yǎng)學家認為土壤是植物養(yǎng)料的貯存庫。認為土壤是能生長植物的那一部分地殼?；蛘J為土壤僅是陸地植物生長的自然介質(zhì)。全國科學技術名詞審定委員會1998年公布的土壤定義為：土壤是陸地表面由礦物質(zhì)、有機質(zhì)、水、空氣和生物組成,具有肥力,能生長植物的未固結層。古土壤指在過去景觀條件下形成的土壤。據(jù)其產(chǎn)狀和性質(zhì),分為：①埋藏土。古土壤形成后,被地質(zhì)物質(zhì)〔如火山灰、溶巖、黃土、沖積物、崩積物和風積物所埋藏；②化石土。古土壤被埋藏于深處,遭受石化作用,處于成巖的最初階段；③裸露埋藏土。被埋藏的古土壤,上覆層遭受破壞,使其重新裸露于地表；④殘余土。未被埋藏的古土壤,因氣候變化、構造運動、土壤分異和人類對土壤的利用,改變了原來的成土方向,使之成為與現(xiàn)代自然環(huán)境不諧調(diào)的土壤,或在現(xiàn)代土壤中殘存著原先成土過程所獲得的某些特性。中更新統(tǒng)----XX店組〔Q2位于北京房山縣西山的龍骨山上,中國猿人產(chǎn)地,以發(fā)育在奧陶紀石灰?guī)r中的洞穴堆積為代表。該組分為上、下兩段。下段為含薄層鐘乳砂層和灰燼的紅色風化灰?guī)r角礫堆積；上段為含厚層砂層和灰燼的灰?guī)r角礫堆積。XX店北京猿人洞穴堆積〔引自楊懷仁等XX店北京猿人洞穴堆積〔引自楊懷仁等粗角礫層灰燼層角礫巖層深灰色砂層角礫巖層角礫巖層紅色砂層泥砂層紅色土層揭露地層40m,共為13層1-角礫巖;2-灰燼;3-石灰華;4-砂;5-紅色土;6-泥砂;7-礫石;8-石灰?guī)r第一層：粗角礫巖層。第二層：石灰華〔膠結堅硬的粉紅色土層,為洞最高處,含化石、石器及人類資料。第三層：不規(guī)則巨角礫巖層,含巨大石灰?guī)r塊,為洞頂崩塌物,下部堆積物受壓,有折曲。第四層：極厚的紅黃紫〔受烘烤泥土、黑〔炭灰細土層?；試А瞡ie\>齒類最多,含大量石器,稱"上文化層"。第五層：含化石的黑色硬灰層,部分為角礫巖層,含大量石器。第六層：含化石的角礫巖層,內(nèi)有大石塊,石器很少。第七層：松散砂層,化石保存好,野豬最多,肉食類少,有鹿、水牛及水獺等。第八、九層：不規(guī)則角礫巖層,夾薄灰燼層,化石豐富完整,石器及人類化石最多,稱"下文化層"。第十層：上為含化石紅土層,下為灰燼層,厚約2m。XX黃土第十一層：含化石角礫巖層,厚約2m。第十二層：紅粗砂層,含小礫石及受磨蝕的化石碎塊,厚約2m。第十三層：紅色泥砂層,底有巨大石灰?guī)r塊,厚約2m。與XX店組同期沉積的地層有泄湖組、XX黃土及龍骨山冰磧層。泄湖組標準地點在XX藍田的塬上和灞河的第III、IV級階地上,該組產(chǎn)據(jù)今1Ma的"藍田猿人",由于藍田公王嶺人化石<藍田猿人較"北京猿人"老一些,所以泄湖組下部的形成時代可能要比XX店組老一些。龍骨山冰磧層：北京地區(qū)主要出露于XX店和西山潭寺一帶。如在北京東郊的平原底部,冰磧物最遠延至雙橋附近,向東則大部分為冰水沉積。孢粉組合中出現(xiàn)大量松科花粉,以云杉為主,屬針葉林類型,氣候寒冷潮濕。龍骨山冰期相當于南方大姑冰期。上更新統(tǒng)----丁村組〔Q3標準剖面在XX襄<xiang>汾縣丁村至柴莊的汾河兩岸,因該剖面中挖掘出大批脊椎動物化石、人類化石及文化遺物而馳名。后又發(fā)現(xiàn)了古人顱骨,是介于北京猿人和現(xiàn)代人之間的人類,即古人階段,命名為"丁村人"。其石器部分經(jīng)過二次加工,并有兩面打制和使用的薄石片等,屬舊石器時代中期。哺乳動物有納瑪象、原始牛、三門馬、野驢、梅氏犀、大角鹿、水牛、距今10萬年的大量河蚌等。Q3可分早期的丁村組,中晚期的薩拉烏蘇組和晚期的山頂洞洞穴堆積,以及廣泛分布的馬蘭黃土。薩拉烏蘇組：標準地點在XX河套的薩拉烏蘇,以黃、灰黃、灰綠色粉細砂為主,夾含鈣質(zhì)結核的黃土狀砂質(zhì)粘土及粘質(zhì)砂土,具水平層理和交錯層理,為河湖相沉積。在這一地層中發(fā)現(xiàn)了"河套人化石","納瑪象-晚期鬣狗動物群",后者又稱薩拉烏蘇動物群,為中國北方晚更新世標準動物群。薩拉烏蘇組廣布于黃河中游和華北其它地區(qū)。山頂洞洞穴堆積——山頂洞組：位于XX店北京猿人化石產(chǎn)地龍骨山的頂部,洞內(nèi)堆積物為灰色土,含有石灰?guī)r碎塊和石灰?guī)r塊的崩落體,有山頂洞人及完整的動物骨骼化石、石器、骨器。14C測年為據(jù)今18,340±410年,所含脊椎動物化石的特點是：〔1有較多的現(xiàn)代種屬和更新世特有種,無第三紀殘留種?！?"山頂洞人"不僅能制作石器,還能鉆孔和磨光?！?有大量的裝飾品。〔4有埋葬的習俗?！?有雙叉狀骨器和大量的魚骨等,說明已會捕魚。全新統(tǒng)----近代沉積〔Q4主要為河流沖積層,分布在目前的河谷中,如礫石、砂及土狀堆積物。黃河等水系從西部、北部的高原地區(qū)帶來大量泥沙,堆積在華北平原上,使平原中、東部普遍分布灰色和灰黑色的淤泥層和泥炭層。代表湖相沉積。高原區(qū)為洪積物和坡積物及風成堆積和湖沼堆積。據(jù)北京郊區(qū)埋藏泥炭層孢粉分析,從晚到早劃分為：③肖家河組<晚全新世>：泥炭層上部,以松屬花粉為主,氣候溫涼。華北平原以湖相沉積為主。②尹各莊組<中全新世>：泥炭層中部,闊葉花粉大量出現(xiàn),氣候溫暖。華北平原以河湖相和海相為主。①劉斌屯組<早全新世>：泥炭層下部,以松屬花粉為主,氣候溫涼。14C測年為9515±230年。華北平原以河湖相為主。在渤海灣地區(qū)由晚到早也可劃出相應三層：①沼澤沉積層：埋深5.0<2.0>―0m,天津巨葛莊第三貝殼堤14C測定為3400±115年,相當于肖家河組。②海相層：埋深14.7<9.5>―5.0<2.0>m,海侵范圍大致相當于天津至黃驊一帶的4m等高線地區(qū)。天津靜海四黨口淤泥層14C測年為7920±655年。XX海興高灣上泥炭層為5030±150年,相當于尹各莊組。③泥炭或沼澤沉積層：埋深16.2<12.1>―14.7<9.5>m,南排河口上淤泥層14C測年為9120±175年,相當于劉斌屯組。東北區(qū)第四紀地層東北〔XX、XX、XX省區(qū)。該區(qū)沉積物成因類型復雜,高山區(qū)有冰川和冰緣堆積,河谷平原邊緣及河流兩岸出露沖積的砂礫和粘土沉積。沉積物特點是黑土廣泛分布,地表一般有2m厚黑土堆積；火山活動頻繁。松遼平原的第四系較厚,湖相和湖沼相堆積為主,厚數(shù)十至200余米。大興安嶺冰積為主。一般分下更新統(tǒng)白土山組,中更新統(tǒng)大青山組,上更新統(tǒng)諾敏河組?！?下更新統(tǒng)白土山組分布于松遼平原,埋深100-120m。上部為棕褐色砂質(zhì)粘土、含少量鐵錳結核、砂礫和碎石；下部為磚紅色磨圓度較差的砂礫、卵石及白色細砂層,夾高嶺土透鏡體,厚5-80m。大興安嶺地區(qū)與其同期的冰磧物為塊礫、卵石、砂和粘土等組成的褐色泥礫?！?中更新統(tǒng)大青山組分布于松遼平原,為灰綠色細粉砂層,夾薄層高嶺土透鏡體,水平和交錯層理較發(fā)育。在XX省東北部的高平原地區(qū),為淡黃色、棕黃色或黃褐色的粘土、砂和礫石—荒山組?！?上更新統(tǒng)諾敏河組分布于大興安嶺東麓,屬冰川、冰水堆積。同期沉積還有廣布于XX東部和北部高平原的XX組〔以黃色亞粘土為主、見于XX西南部低平原區(qū)的林甸組〔黑色淤泥質(zhì)亞粘土為主、廣布于松遼平原的顧鄉(xiāng)屯組〔黃色和灰綠色中、細砂或粉、細砂,距今2.2-4萬年?！?全新統(tǒng)現(xiàn)代沖積層、湖沼堆積、風成砂堆積。主要分布在河床、河漫灘,由中、細砂組成,在下游為細、粉砂夾泥炭,厚5-15m。在黑山地區(qū)有玄武巖形成；遼河平原黑土廣布。分布于德都五XX池的老黑山玄武巖。1719年和1721年曾兩度爆發(fā),巖性為黑色堿性玄武巖,還有火山角礫巖與火山彈等組成的火山碎屑巖。南方地區(qū)第四紀地層南方區(qū)包括秦嶺、大別山以南的華南和青藏高原以東的西南廣大地區(qū)。華南區(qū)氣候濕熱,第四紀以來大多沒經(jīng)歷過冰川作用,紅壤化很深,無論是殘積、坡積或沖積,其顏色多呈紅色。西南區(qū)為高山、深谷和小型盆地,高山區(qū)第四系以冰川及冰水沉積為主,盆地以湖沼沉積為主?！?下更新統(tǒng)龍川組冰磧層位于XX元謀組之下,具擦痕和壓裂等現(xiàn)象的泥礫,已半成巖,經(jīng)構造變動而變形,磁性年齡為3Ma左右。元謀組位于XX元謀盆地大那烏村北約500米的山腰,以粘土、砂層、砂礫層為主的河湖相沉積,厚695m。上部含"元謀猿人",舊石器和哺乳動物化石如XX馬、中國爪獸、桑氏鬣狗和鹿等。它是迄今所發(fā)現(xiàn)的中國最早老祖先遺址。距今150-310萬年。鄱陽冰期冰磧層見于XX廬山,為一套降色泥礫,膠結緊密,礫石風化很深,剖面網(wǎng)紋發(fā)育,白色高嶺土條帶小而密集,氧化鐵和鋁土約占13%以上,硅石含量65%左右。鄱陽―大姑間冰期堆積是南方地區(qū)河湖相堆積或紅土化發(fā)育的一個主要時期。大姑冰期冰磧層廬山地區(qū)為紅色泥礫,條紋石極多,較鄱陽冰期的泥礫松散,顏色及風化較淺,也有網(wǎng)紋發(fā)育。與大姑冰期同期有雪峰山長跡冰期的棕紅色泥礫、大別山第二冰期的蟲狀紅色粘土等?！?中更新統(tǒng)大姑―廬山間冰期堆積是第四紀以來中國南方濕熱化最高時期,促進了富硅鋁化和富鋁化紅色風化殼發(fā)展,堆積形成網(wǎng)紋紅土,或使前期的冰磧及其它堆積經(jīng)濕熱風化而具網(wǎng)紋紅土化現(xiàn)象。廣布于我國南方中晚更新世的大熊貓―劍齒象動物群,主要生存在這一階段。廬山冰期冰磧層廬山地區(qū)為棕黃色泥礫,無高嶺土條帶或白斑,上覆黃褐色粘土,結構疏松,未經(jīng)濕熱風化?！?上更新統(tǒng)廬山―XX間冰期堆積河湖相和泥炭堆積,或形成風化殼。地層普遍含有大熊貓―劍齒象動物群。XX冰期冰磧層以滇西北玉龍雪山海拔4000-5000m的冰磧?yōu)榇?其特點是冰蝕和冰磧形態(tài)保存完整,堆積物風化程度低,分布面積小,僅在云貴及川西高山地區(qū)零星分布。在川西、三峽和長江下游的XX附近,有風成的黃土狀粘土、亞粘土和粉砂土堆積,分別稱為XX粘土,巫山黃土和下蜀粘土。<4>全新統(tǒng)主要形成現(xiàn)代河床,河漫灘,一級階地和其它成因的最新堆積。以XX為例,可以劃分以下幾個時期：資陽期階地沉積、江北期次生膠結砂、礫石層、現(xiàn)代沉積。西北區(qū)第四紀地層西北區(qū)指昆侖山、阿爾金山、祁連山以北,賀蘭山以西的廣大地區(qū)。包括新疆及XX、XX和XX的一部分。區(qū)內(nèi)第四系十分發(fā)育,厚度甚大。Q祁連山、天山、昆侖山等不斷抬升,剝蝕的碎屑物質(zhì)被搬運到山麓及盆地堆積,形成巨厚砂礫層堆積。中晚更新世時,我國西部各盆地面積縮小或發(fā)生變遷。在山地區(qū)域,第四紀期間發(fā)生過多次冰川作用,形成了分布廣泛的冰磧和冰水沉積。區(qū)內(nèi)第四紀初期為湖相堆積,晚期為風積。下更新統(tǒng)新疆為西域礫巖〔祁連山北麓稱玉門礫巖,柴達木盆地稱七個泉組；中上更新統(tǒng)稱高階地堆積〔河西走廊稱XX組,柴達目盆地稱鹽湖組。西域礫石層<Q1>新疆庫車一帶最為典型。該礫石層最大厚度超過3000米高階地堆積<Q2、3指高出最大戈壁平原和與其相當?shù)暮庸入A地以上的階地〔或山麓殘余的大面積老洪積扇堆積。二元結構,下為灰色礫石層,上為黃土狀砂壤土。該堆積分布于盆地四周的山區(qū)、山前及山間河谷地帶,較西域礫石為廣,遍及全疆。XX地區(qū)第四紀地層XX地區(qū)第四系最典型的特點是,代表寒冷氣候的冰川作用和代表溫暖氣候的間冰期堆積在剖面上交替出現(xiàn),這一特點是劃分XX第四系的基本依據(jù)。從老到新,可以劃分出西夏邦馬冰期Q1冰磧、帕里間冰期Q1堆積、聶聶熊拉冰期Q2堆積、加布拉間冰期Q2堆積、珠穆朗瑪冰期Q3堆積?！?下更新統(tǒng)西夏邦馬冰期冰磧物分布于西夏邦馬北坡和丘頂,為砂礫層夾湖相粉砂巖和粘土巖,厚210.7m。礫石表面具冰川擦痕。帕里間冰期堆積堆積物為湖相,為灰白―黃灰色砂礫巖,夾粘土及砂質(zhì)粘土和黑褐色炭質(zhì)層,含孢粉和植物化石,植被屬于溫暖氣候條件下的針闊葉混交林,厚26.2m。〔2中更新統(tǒng)主要分布喜馬拉雅山北坡到波曲河谷、雅魯藏布江河谷一帶,下部為聶聶熊拉冰期冰磧礫石層,屬巨型的山麓冰川堆積。上部為加布拉間冰期湖相的亞粘土及湖濱相砂層、細砂層；頂部為紅色風化殼,由枯黃色、紅色粘土帶組成,屬溫暖濕潤氣候。〔3上更新統(tǒng)珠穆朗瑪冰期冰磧層分布于熱久藏布河東西兩岸,為山谷冰川。冰磧礫石層構成300m左右的寬大側積壟。〔4全新統(tǒng)下部為亞里期石灰華堆積,含新石器和哺乳動物化石；中部絨布德寺小冰期冰磧；上部為冰川終磧、湖相淤泥、泥炭及河流相砂礫等。2.第四紀生物界<6學時>教學目的：主要講述第四紀生物界的主要特點；第四紀哺乳動物；人類發(fā)展的主要階段；中國第四紀植物群的特征。教學重點和難點：重點是第四紀哺乳動物特征及在第四紀地層劃分中的作用。難點是中國不同地區(qū)不同時期幾個重要動物群。主要教學內(nèi)容及要求：掌握第四紀生物界的主要特點及其研究意義；掌握第四紀哺乳動物的特征；了解中國第四紀哺乳動物群;了解人類發(fā)展的主要階段；了解考古時代的劃分及與人類發(fā)展階段的對應關系；了解人類的演化特征；一般了解中國古人類；了解第四紀植物群的總體面貌及中國植被區(qū)域的總體特征。2.1概述第四紀生物界主要特點:〔1生物界總體面貌和現(xiàn)代生物界基本相似;〔2經(jīng)歷時間短----僅相當于地質(zhì)年代中的二個單位時間〔一個單位時間為1Ma。〔3喜山運動后早更新世全球生物地理環(huán)境未發(fā)生劇變。早更新世生物與第三紀生物面貌雖有差別,但聯(lián)系仍為密切?！?動物界演化進程比植物界明顯,陸生生物比海洋生物顯著,陸生脊椎動物特別是哺乳動物要比陸生無脊椎動物明顯。因此,在第四紀地層劃分和對比中,哺乳動物化石有著舉足輕重的作用。2.2第四紀哺乳動物第四紀哺乳動物的特征現(xiàn)代陸上哺乳動物大多自新第三紀末<上新世>開始出現(xiàn)。新生代是哺乳動物時代,在經(jīng)歷溫暖的第三紀后,第四紀由于環(huán)境變化,哺乳動物發(fā)生大規(guī)模遷徙,優(yōu)勝劣汰,一些種屬先后絕滅,同時出現(xiàn)一些能適應新環(huán)境的新屬種,構成第四紀哺乳動物演變的一個主要特征。第四紀歷時短暫,動物進化有部分時間上的重疊或間隔。如三趾馬,在非洲可生存到中更新世,在中國只延續(xù)到早更新世。因此僅靠某些單種或幾種哺乳動物化石來確定地層時代及建立區(qū)域?qū)Ρ?比較困難,且還受到化石的保存條件與化石出土數(shù)量多少的限制,所以,在第四紀哺乳動物化石的地層意義研究中,常用"動物群"及"動物群組合"的概念和資料。如"三趾馬動物群"等。上新世晚期,歐、亞、非地區(qū)大陸上的溫、熱帶區(qū)的哺乳動物仍是"三趾馬動物群"的后代,居住在溫暖、雨量充沛的森林草原、熱帶草原區(qū),屬低溫平原和森林叢生的寬闊河流、湖泊、沼澤地區(qū)屬種。代表性的有三趾馬、雙角犀、鹿、貘、河馬、大駱駝、乳齒象、劍齒象等。早更新世,亞洲北部、歐洲,上新世亞熱帶喜暖動物大多絕滅,代之的是能適應溫和氣候的新群組,有：南方象、嚙齒象、巨大的馬以及上新世的殘遺種野牛、雙角犀等。白令海峽陸橋的存在,歐亞與北美大陸哺乳動物經(jīng)過它往東、西遷移,使全北區(qū)*動物群總體面貌基本相似,并一直持續(xù)到近代。中更新世,北半球大陸性氣候加強,無森林地帶擴展,動物群性質(zhì)隨之改變,出現(xiàn)了適應大陸性氣候和草原氣候動物群,代表：長角野牛、大角鹿、訓鹿、巨大的駱駝、高鼻羚羊、大型南方馬和小型北方馬等。冰期出現(xiàn)時,北半球冰蓋南部出現(xiàn)了能適應極地環(huán)境的喜寒動物群,如披著密毛的猛犸象、披毛犀、麝牛、北方鹿、北極狐等。這種喜寒動物群隨著冰川的發(fā)展,一直延續(xù)到晚更新世。晚更新世,原始牛和短角野牛分布很廣,后來演化成兩支適應森林氣候〔廣布于美洲和歐洲的高加索野牛,赤鹿、褐熊、獾、野豬、河貍等和草原氣候動物群〔美洲野牛,羚羊、馬、金花鼠和跳鼠等。全新世動物群的面貌與現(xiàn)代的基本一致。中國第四紀哺乳動物<1>早更新世哺乳動物群按現(xiàn)代世界動物地理區(qū)系劃分,中國處于印度-馬來西亞和全北區(qū)的交接地帶。據(jù)自然生態(tài)特征,我國東北區(qū)為針葉林帶動物組合,華北區(qū)為落葉闊葉林帶-草原型動物組合,蒙新區(qū)為草原及荒漠類型。動物組合,青藏區(qū)為高山草原動物組合,西南區(qū)為高原與高山森林動物組合,華南區(qū)為熱帶森林動物組合,華中區(qū)為華南與華北之間的過渡類型。新第三紀和第四紀時,我國各地動物群的面貌與現(xiàn)代相比差別較大?！?華北區(qū)哺乳動物群。以"長鼻三趾馬—真馬動物群"為代表的"泥河灣動物群"。該動物群特征：①首次出現(xiàn)第四紀特有種屬：真馬、野牛、象、狼、熊、羚羊和羊;②保留有上新世"三趾馬動物群"殘余種屬：長鼻三趾馬、劍齒虎、爪獸、獵狗和犀牛等；③出現(xiàn)一些特殊種屬：丁氏田鼠、步氏鹿、雙岔鹿、小鹿和水鹿等。泥河灣動物群屬森林草原動物群,其中森林性動物群多于草原性動物群。將這一動物群與上新世我國北方保德動物群比較。泥河灣動物群中大多是代表北方型的哺乳動物,而保德期動物群有許多代表南方的種屬。說明當氣候變得寒冷和干燥時,許多上新世動物絕滅或向南遷移,在我國開始出現(xiàn)了南、北動物群的分異。但從一些古老種屬的化石在我國南、北方都有發(fā)現(xiàn)來看,更新世初期的動物群南、北分化還不明顯。〔2南方區(qū)動物群以XX"元謀動物群"為代表。該動物群最大特點是既有大量第四紀屬種又有相當數(shù)量的上新世"三趾馬動物群"分子。元謀群既有大量第三紀殘存種,又有許多可與泥河灣動物群相比的種屬,顯示了這一動物群兼有北方上新世及更新世初動物群的特點。說明我國自上新世末,動物群向南遷移。<2>中更新世動物群華北區(qū)稱為"中國猿人—腫骨鹿"動物群,即XX店動物群。該動物群主要特點為：①中更新世新種的出現(xiàn)。如中國猿人北京種、腫骨鹿和納瑪象〔圖2-2等。②許多現(xiàn)代的屬種在此時首次出現(xiàn),如食蟲類的白鼴、刺猬；食肉類的狼、貍狼、豹、野貍；嚙齒類的野鼠、田鼠和鼠類等等。③有少量長鼻三趾馬-真馬動物群殘留,如中國鬣狗。華南區(qū)中更新世哺乳動物群主要發(fā)現(xiàn)于XX、廣西、XX、XX和XX等地的洞穴堆積物中,稱為"劍齒象—大熊貓動物群"或"黑猩猩—大熊貓動物群"。典型地點在XXXX鹽井溝。該動物群的主要特征有：①動物群中有許多特殊的類型：猩猩、巨猿、大熊貓、中國犀、東方劍齒象等等。②動物群中出現(xiàn)了典型的南方種類,如豬獾、竹鼠和水鹿等。③有一些華北區(qū)的種類：虎、豺、水牛、野豬、熊及較多的小嚙齒類。④仍有一些上新世的殘留分子,如乳齒象等。⑤含中更新世常見的種類,如晚期鬣狗、納瑪象。<3>晚更新世動物群〔有四種〔1中國北方哺乳動物群分布于北方馬蘭黃土層中,稱為薩拉烏蘇動物群,即納瑪象—晚期鬣狗動物群。標準地點在XX河套的薩拉烏蘇。該動物群以納瑪象、原始牛、披毛犀、赤鹿、河套中國大角鹿、王氏牛等化石為代表?！?山頂洞動物群山頂洞動物群標準地點在北京XX店。動物群面貌上與撒拉烏蘇動物群相似,但出現(xiàn)了一些南方型屬種如獵豹,香貓,真象,而且現(xiàn)代屬種所占比重增加,絕滅種僅占12.1%?！?猛犸象—披毛犀動物群主要出現(xiàn)在東北地區(qū),標準地點在內(nèi)蒙的扎賚諾爾、XX附近的顧鄉(xiāng)屯和XXXX的周家油房。其特征有：①典型的北方種類占優(yōu)勢,如猛犸象、披毛犀、駝鹿,指示該區(qū)當時氣候寒冷；②含較多的現(xiàn)代屬種；③有現(xiàn)代已經(jīng)絕滅的種類：原始牛、晚期鬣狗、三門馬、梅氏犀、河套大角鹿、王氏水牛等?！?含新人"大熊貓—劍齒象"動物群動物群出現(xiàn)于中、晚更新世中國南方,基本面貌與中、晚更新世類似,在動物群中發(fā)現(xiàn)有早期智人化石或晚期智人化石。<4>全新世動物群我國全新世初期動物群僅在華北地區(qū)有所了解,其主要代表是四不象鹿〔麋鹿,故稱四不象鹿動物群。2.3人類的發(fā)展與石器人類發(fā)展的主要階段人類是從動物〔古猿進化來的,但人不同于動物〔古猿,因為人有"自覺能動性",能制造和使用工具、并可能學會用天然火烹制食物和防御野獸、在共同勞動和生活中逐漸產(chǎn)生了語言,這是區(qū)別于其它動物的最主要標志。世界各地已發(fā)現(xiàn)的最早人類化石在非洲。瑪麗·利基在萊托利爾采得的真人牙齒和腭骨碎片,其時代大約3.75Ma以前?？夏醽喓祟愵^骨及石器的凝灰?guī)r層的時代為2.2Ma前。埃塞俄比亞境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的古人類化石為距今3Ma前。據(jù)報導,非洲最早人類化石的時代為距今5Ma左右。印度尼西亞東爪哇人的年代為距今1.90±0.4Ma前。人與猿有許多相似,但猿不會勞動,沒有語言,思維是原始的、機械的?，F(xiàn)代猿類,從古猿分化出來后始終棲息于熱帶森林環(huán)境。經(jīng)長期發(fā)展,已經(jīng)十分特化,但身體結構同人有質(zhì)的區(qū)別,不可能再向人的方向發(fā)展。人是古猿分化出來的另一支,一般是經(jīng)過了臘瑪古猿-南方古猿等階段逐漸進化而來的森林古猿〔Dryopithecus>在中新世和上新世曾相當繁盛,分布于歐亞非大陸。該猿有更多特征與現(xiàn)代猿類相似,是現(xiàn)代猿類的祖先。臘瑪古猿〔N2〔Ramapithecus>最早發(fā)現(xiàn)于印度西瓦利克系,迄今已在肯尼亞、希臘、匈牙利、土耳其、巴基斯坦和我國XX祿豐等地相繼發(fā)現(xiàn)。西瓦利克臘瑪古猿的時代為距今12Ma。推測臘瑪古猿的腦容量不過300毫升,牙齒整個形態(tài)特征與人相似,具有似人的性質(zhì),被認為是代表人類發(fā)展方向的類型,是人類的遠祖。南方古猿<Australepithecus>〔N2-Q1迄今在非洲東、南部發(fā)現(xiàn)該古猿化石達幾百個個體。南方古猿較臘瑪古猿又前進了一大步,分為非洲種,粗壯種和包氏種。南方古猿的軀體結構在多方面同人相近。如諸齒大小已較間隙,咬合大致為一個平面。臼齒紋趨十字形。人類由古猿進化的發(fā)展可劃分為四個階段：猿人階段、古人階段、新人階段和現(xiàn)代人?！?猿人階段〔N2~Q21猿人階段從距今3-1Ma。1891年發(fā)現(xiàn)的爪哇猿人腿骨同現(xiàn)代人相近,但頭蓋骨仍具原始性,如頭骨總廓呈楔形,眉脊粗壯,頭蓋低平,骨壁較厚,腦容量775-900毫升之間。還可進一步分為兩個時期：①直立猿人〔Pithecanthropus時期。直立猿人的主要特點是腦容量較類猿人多,可達850ml〔類猿人僅600ml,頭型指數(shù)72.5,屬長頭型。顱高率為74,但額部仍舊低平。眉骨嵴高突,額短。整個頭骨下寬上狹。頭頂上的中始嵴也相當顯著。頭高105mm,頭骨厚10mm。牙齒特點與類猿人相似。大腿骨更顯得進步。表明這一時期,手足有了明確的分工,稱為人類與類人猿間的過渡群體。②"中國猿人"〔Sinanthropus時期。中國猿人〔北京猿人發(fā)現(xiàn)于北京XX店西南42km的XX店石灰?guī)r洞穴中。骨骼特點：頭蓋骨相當?shù)推?兩眼孔間的眉骨嵴顯著突起,且在鼻骨之上連接起來,所以眉間區(qū)特別隆起。在眉骨與前額之間形成一條深溝。頭骨高115mm,平均腦容量1075ml。其額傾角58°〔現(xiàn)代人72°,頭骨平均厚9.7mm。其生活時間大約距今40萬年左右?！?古人階段〔Q22~Q32古人又稱早期智人,生存于中更新世晚期至晚更新世,距今約4—20萬年。腦容量可達1350毫升。其體質(zhì)特征雖然仍保留一些原始性,但經(jīng)過長期勞動,已有很大進步,骨質(zhì)變薄,能完全直立。古人的智慧較猿人高,腦容量增加至1,300-1,600ml。所制造的石器比猿人的有了相當進步,有各種定型的產(chǎn)品；不但利用天然的火,也可能已經(jīng)會取火——大抵是利用摩擦的方法生火；能用獸皮遮蔽身體?！?新人階段〔Q33約出現(xiàn)在4萬年前<晚更新世晚期>,其體征已與現(xiàn)代人基本相同。新人又稱晚期智人,其化石在我國已發(fā)現(xiàn)多處,如柳江人、河套人、山頂洞人等。新人〔晚期智人的體質(zhì)比早期智人有很大進步,如頭骨的最寬處在頂骨的結節(jié)附近,牙齒較小,齒冠相對比較高,下頜前內(nèi)曲極為明顯,下額突出,腦容量已達1,350-1,500毫升。〔4現(xiàn)代人現(xiàn)代人指新石器時代〔全新世早中期以來的人,在B.B.布納爾的分類中,現(xiàn)代人共有48種類型?？脊艑W上將第四紀劃分為舊石器時代、中石器時代和新石器時代〔見書上表2-1。舊石器所占的時間最長,幾乎覆蓋了整個更新世,中石器僅占更新世末期和全新世初期,新石器屬全新世早中期,之后便是銅器時代、鐵器時代和現(xiàn)代。舊石器距今200多萬年前至1萬多年以前〔Q1-Q33。是原始人類利用天然石料<特別是河床礫石>,用手握石相互打擊,劈裂而成,總稱為打擊器。進入舊石器晚期人類學會了結網(wǎng)捕魚、人工取火、借助工具捕獵,并進入母系社會。中石器時代距今約7,000-15,000年〔Q33-Q41,大體已進入全新世早期。以磨制細小或打擊精致的石器為特征,發(fā)明了弓箭,開始訓養(yǎng)狗等動物,提高了狩獵的能力。新石器屬全新世早中期,除打制石器外,已普遍使用磨制的各種定型石器和骨器,工具及樣式都很多,同時陶器也很發(fā)達,有彩陶和黑陶等?，F(xiàn)代屬全新世晚期,為銅器時代、鐵器時代和現(xiàn)代。人類的演化特征從猿到人的轉(zhuǎn)變,是一個漫長的過程。作為由猿到人軀體結構的變化,以下幾點是相當重要的：直立行走；勞動和使用工具；火的使用。繼南方古猿之后,古猿進一步演化到猿人階段。猿人盡管在體質(zhì)上仍保留了古猿的特征,如頭蓋骨低平、顱腔小、眉脊突出和下頜不顯等,但與古猿已有本質(zhì)的不同。猿人能制造工具,如打擊石器等,更重要的是猿人已經(jīng)會使用火,火的使用使大腦得到了進一步的發(fā)展,腦容量從直立古猿時期的850ml增加到中國猿人時期的1075ml,幾乎是南方古猿的兩倍。在距今20萬至4萬年間〔Q23-Q3,人類發(fā)展進入了一個新階段—古人階段。隨著腦容量的增加,人工取火的實現(xiàn),人類已能成功地適應各種復雜的環(huán)境,并通過制造定型的石器從事生產(chǎn)活動。距今4萬年〔Q3,人類跨入了新人階段,在相貌、體態(tài)及腦容量上與現(xiàn)代人接近,通過制造復雜的石器,使人類的分工,獲取事物的途徑更加廣泛、效率更高。距今1萬年左右〔Q4,人類進入了一個全新的時期—現(xiàn)代人階段,這一階段人類在很短的時間經(jīng)歷了新石器、青銅器和鐵器時代,在工具制造上逐漸擺脫了天然材料,掌握了陶器制作和冶煉技術,使人類得到了空前的發(fā)展。中國的古人類早更新世人類化石在中國發(fā)現(xiàn)的不多,1965年XX元謀猿人門齒化石的發(fā)現(xiàn)及相關研究已表明在1.7Ma前在中國的大地上已有人類生存。中更新世的人類化石在我國多處發(fā)現(xiàn),如XX藍田發(fā)現(xiàn)的藍田猿人化石、北京XX店龍骨山洞穴內(nèi)發(fā)現(xiàn)了北京猿人、XX大荔縣發(fā)現(xiàn)了大荔人化石,上述化石均是猿人階段的人類化石。人類演化晚更新世早期人類化石發(fā)現(xiàn)地點較多,如XXXX馬壩人化石點、XX長陽下鐘家灣長陽人化石點、XXXX丁村丁村人化石點、內(nèi)蒙烏審旗河套人化石點,這些化石是古人階段的人類化石,體格形態(tài)趨近于現(xiàn)代人,與化石群伴有的石器較猿人階段精致、復雜。晚更新世中晚期新人階段保存的人類化石更多,有廣西柳江的柳江人、XX資陽黃鱔溪的資陽人、北京XX店的山頂洞人和XX扎賚諾爾,體格上更趨近于現(xiàn)代人,石器制作工藝更加先進,類型和用途更加多樣化。全新世人類化石保存得最為完整,相關的考古資料相當豐富,研究表明,在這短短的一萬年時間里,人類社會得到了空前的發(fā)展。2.4中國第四紀植物群特征全球第四紀植物群特征：<1>大部分為現(xiàn)生種,植物區(qū)系與第三紀,尤其是晚第三紀無重大差異。<2>受新第三紀氣候趨涼和第四紀冰期、間冰期氣候交替影響,溫帶與亞熱帶植物種群分界多次南北〔或沿山地上下來回擺動,導致植物遷移中種類混合和部分滯留或消亡。北半球冰川鼎盛時〔冰期,大陸冰川和永久凍土區(qū)范圍擴大,北方干寒植物群南遷,使森林退卻,代之以草原和荒漠。間冰期,植被帶又向高緯度區(qū)移動。從西伯利亞森林北界看,間冰期向北遷移距離比現(xiàn)在界線更向北3～4°。<3>孢粉分析表明,冰川及外圍區(qū)沉積物中,以缺乏喬木植物〔一般出現(xiàn)的是植株矮小,葉子也很小的植物為特征。離冰川邊緣較遠處,出現(xiàn)草叢及灌木的亞北極草原無林區(qū)。冰磧物中往往缺少或少見孢粉。中國第四紀植物特征：新生代是被子植物繁盛的時代老第三紀以熱帶-亞熱帶常綠闊葉林或常綠闊葉混交林為主；新第三紀由于喜馬拉雅運動,古地中海海水由東向西退出,歐亞大陸印度大陸相聯(lián),青藏高原隆起,自然地理條件比老第三紀有很大改變,植物區(qū)系出現(xiàn)明顯分化。<1>植被分布存在水平分帶,由低緯度到高緯度分布著不同植被帶。由北向南分為五個植被帶,即寒溫帶針葉林,溫帶針闊混交林,暖溫帶落葉闊葉林,亞熱帶常綠闊葉林,熱帶季雨林。這與植物自身生長的氣候、時間和地點〔緯度、高度有關,特別是某些植物的生長對溫、濕度要求很嚴格。<2>第四紀植物群是第三紀植物群的發(fā)展,其面貌仍有第三紀植物群的一些特點。<3>第四紀冰川到來,加速了植物群的分化與演化。〔1生態(tài)類型由木本植物演化出一年生草本植物。利用種子或埋深于地下的根部來繞避寒冷,延續(xù)生命?！?植被大規(guī)模緯向遷移來適應周期性的變冷氣候。冰期大規(guī)模向低緯度遷移,森林退卻,代之以草原和荒漠,亞熱帶植被范圍縮小,而溫帶植被范圍擴大,間冰期和冰后期植物向高緯度推進。此外,在山岳地區(qū)還有垂向遷移。因此,利用古植物資料可恢復古氣候。因此,我國植被帶遷徙有三個方向：①受緯度方向控制,沿著南北方向遷移,這是最基本的全球性植被帶的移動〔水平向遷移；②受經(jīng)度方向的控制,沿著東西方向遷移,在我國東部及中部季風區(qū)至內(nèi)陸區(qū)〔水平向遷移；③地形高度控制作垂向的遷移,在山岳地區(qū),這種遷移是地方性的。冰期間冰期植物群的變化與遷移華北平原冰期來臨前,氣候為溫〔或涼濕,為云杉、冷杉和榆等的森林植被。冰期時為一片草原,主要生長蒿、禾本科的草本植物及稀疏的樺、柳等樹木。間冰期,植被又恢復到暖溫帶落葉闊葉林。在山區(qū),冰期、間冰期氣候使植被發(fā)生垂直遷移。我國第四紀冰川是小規(guī)模山岳冰川,加以地貌復雜、西南地區(qū)南北向縱谷成為植物遷移的良好通道,許多植物經(jīng)過寒冷氣候鍛煉而保存下來。如我國現(xiàn)在還有銀杏野生種,歐洲和阿拉斯加只有上新世銀杏化石。植物的演化植物與動物一樣,也有其自身發(fā)生和發(fā)展過程。地球上最早出現(xiàn)的植物是藻類；到距今3億多年的石炭紀、二疊紀時出現(xiàn)蕨類植物；到中生代出現(xiàn)裸子植物,是松柏、蘇鐵和銀杏等達到的全盛時期；新生代開始被子植物代替了裸子植物。3第四紀氣候及海平面變化<4學時>教學目的：主要講述第四紀氣候的總體演變特征；更新世氣候變化的地質(zhì)記錄；第四紀世界氣候的變化規(guī)律及第四紀海平面變化的總體規(guī)律及其與第四紀氣候變化的關系。教學重點和難點：重點掌握第四紀氣候的總體演變特征；第四紀世界氣候的變化規(guī)律,第四紀海平面變化的總體規(guī)律及其與第四紀氣候變化的關系；難點是海岸地區(qū)地質(zhì)記錄中如何區(qū)分是新構造運動還是海平面引起的升降。主要教學內(nèi)容及要求：1.了解更新世氣候變化的地質(zhì)記錄；2.了解第四紀世界氣候的變化規(guī)律；3.理解中國第四紀氣候演化的基本特點；4.掌握第四紀海平面變化的總體規(guī)律及其與第四紀氣候變化的關系。第四紀是一個氣候變化非常劇烈的地質(zhì)時代,學習和研究第四紀的氣候特征及其變化規(guī)律對認識地球的氣候演化是非常重要的。同時,由于第四紀是距今最近的一個地質(zhì)時代,今

天的氣候就是第四紀氣候的延續(xù),因此,學習和研究第四紀的氣候特征及其變化規(guī)律,對認

識今天的氣候,預測未來的氣候變化,具有重要的實際意義。3.1前第四紀氣候變化概述一、地球的五次大冰期

地球已經(jīng)歷了46億年歷史,根據(jù)已有研究發(fā)現(xiàn),在其發(fā)展的歷史長河中曾經(jīng)歷用于全新世高分辯率研究的石筍及樣本。三次大冰期,即：

早元古代冰期約2.3

GaBP

石炭紀-二疊紀冰期約300

MaBP

第四紀冰期約3MaBP

其中對人類生存環(huán)境影響最大的是第四紀冰期,這也正是本課程所要講述的。二、第四紀冰期發(fā)生的背景

第四紀冰期是在中生代高溫和新生代第三紀緩慢降溫的基礎上突然發(fā)生的。3.2第四紀氣候變化一、第四紀氣候標志研究

分為宏觀氣候標志和微觀氣候標志兩類

1、宏觀氣候標志

宏觀氣候標志也稱直接氣候標志,通過其可直接確定出氣候的類型和特征。宏觀氣候標志

可分為三類：

<1沉積物氣候標志

由于不同氣候環(huán)境形成不同的成因類型,因而沉積物成因類型可用來反映沉積時古

氣候狀況,

具體可見下表：第四紀主要沉積物成因類型氣候標志表

寒冷〔或冰期沉積物冰磧物,冰水沉積物,凍融堆積物,冰川漂礫,深海沉積物,冰巖及其塵土含量,喜冷生物巖石層,寒凍風化角礫,寒凍洞穴角礫溫暖〔或間冰期沉積物紅粘土風化殼,珊瑚堆積,石灰華,石鐘乳,古土壤,河、湖、沼澤沉積物,喜暖生物巖層干旱、半干旱氣候沉積物風成沙,黃土,巖類沉積物,大規(guī)模洪積物,溫差風化碎石

〔2地貌氣候標志

由于地貌形態(tài)是內(nèi)外動力共同作用的結果,外力主要受控于氣候條件。所以地貌類

型也是氣候標志的一個重要方面。

如:

冰川、凍土地貌——寒冷氣候

巖溶、河流、湖泊地貌——溫暖氣候

風蝕、風積地貌——干旱氣候

〔3生物氣候標志

第四紀生物絕大多數(shù)為現(xiàn)生種類亞種,因此,可以利用化石組合中的現(xiàn)代相似種的生存條件,來推測化石埋藏時的古氣候與古環(huán)境。用于第四紀古氣候研究的主要生物化石有：A、植物化石

植物是陸地上最敏感的氣候標志?？赏ㄟ^以下分析獲取氣候信息：

a、生態(tài)分析

b、葉片形態(tài)分析

c、孢子花粉分析

d、年輪分析

B、哺乳動物化石

一定氣候環(huán)境生活著與其相適應的生物群,從第四紀地層中所含的哺乳動物化

石的成分、種屬的比例就可分析其生態(tài)環(huán)境。

如：寒冷：猛犸象、披毛犀、北極狐動物群

溫暖：河馬、亞洲象、大熊貓、犀牛

半干旱〔草原環(huán)境：嚙齒類、草食動物

C、海生軟體動物化石、珊瑚化石

典型種屬法：

冰島北極蛤〔冷水種,牡蠣〔溫水種

組合比較法：

根據(jù)生物化石反映的緯度變化來推測氣候的變化

珊瑚化石：

水溫13~16度,水深<40~60m,是良好環(huán)境的指示計D、其他微體動物化石

窄溫性示冷示暖有孔蟲常用于第四紀海洋古氣候的分析。如：

喜冷：Hyalinabalthca<飾帶透明蟲〕

喜暖：Globorotaliamenardii<門氏元球蟲

2、微觀氣候標志

由于微觀氣候標志存在的廣泛性,在古氣候研究中越來越引起人們的關注。目前比較成

熟和常用的微觀氣候標志主要有以下幾種：〔1氧同位素

冰期環(huán)境:

海洋沉積物中

O18/O16——高

極地冰蓋中

O18/O16——低〔2粘粒分子率〔SiO2/Al2O3、SiO2/Fe2O3

比值低——濕熱,比值高——干冷〔3CaCO3含量

冰期——CaCO3高,間冰期——CaCO3低〔4磁化率

一般地：磁化率大——溫濕,磁化率小——干冷〔5粘土礦物

一般地：高嶺土——濕熱,伊利石——干冷二、第四紀氣候變化的特征

1、幾個基本概念冰

期－－－第四紀時期全球性的降溫期,此期內(nèi)發(fā)生大規(guī)模的冰川活動,在大陸冰川

作用區(qū),大陸冰川從高緯向中緯擴大,引起生物群從極地向赤道遷移,在

高山區(qū),高山上部的山岳冰川向山下或向山外圍擴大,生物群垂直分帶向

下遷移。間冰期－－－兩次冰期之間全球性的增溫期,地表大量的冰雪消融以致消失,大陸冰川

消失或向高緯后退,高山區(qū)由山下向山上后退,但有大量的新生種產(chǎn)生。冰

階－－－冰期中的冰川發(fā)育階段。間冰階－－－冰期中一次相對溫暖的氣候寒冷階段。

2、冰川作用區(qū)的氣候變化

冰川作用區(qū)是指第四紀時期受到古冰川的侵擾和掃蕩的地區(qū),一般是35°N以北的中高緯地區(qū)和高山地區(qū)經(jīng)過。

研究最早也是最經(jīng)典的地區(qū)是阿爾卑斯地區(qū)。德國的A.Penker.bulukenier,1909年對該區(qū)進行了研究,根據(jù)寒冷和溫暖氣候所造成的地貌和沉積物的交替出現(xiàn)劃分了4次冰期。

從而建立了第一個第四紀氣候演化方案。即：

貢茲冰期〔G

貢茲－－民德間冰期〔G－M

民德冰期〔M

民德－里斯間冰期〔M－R

里斯冰期〔R阿爾卑斯地區(qū)的研究成果推動了全世界第四紀古冰川的研究,歐洲、北美、亞洲等地相繼發(fā)現(xiàn)了古冰川。我國李四光教授也在廬山發(fā)現(xiàn)了古冰川遺跡,并進行了冰期劃分。世界各地劃分的冰期與阿爾卑斯地區(qū)有較好對比〔見下表,反映了氣候變化的全球性特點。3、深海沉積物的多波動氣候旋回

深海沉積環(huán)境寧靜,沉積過程比較連續(xù),比陸地上更完整地記錄了第四紀氣候變化歷史。海洋沉積車在10～10mm／ka間,干旱區(qū)較小,溫潤區(qū)較大,一般生物擾動很少,厚幾米至幾十米的深海沉積物可以記錄下第四紀全部氣候變化歷史?，F(xiàn)在全球海區(qū)已施工鉆孔數(shù)

以千計,為第四紀氣候變化史研究提供了有利的條件。目前,已獲得多條深海氧同位素氣

候曲線,而它們又是可以對比的。這是目前人們獲得的最為理想的第四紀氣候變化曲線。極性阿爾卑斯山北歐北美西伯利亞中國備注

B冰后期冰后期冰后期冰后期冰后期玉木冰期魏克塞爾冰期威斯康星冰期贊卡冰期XX冰期末次冰期里斯－玉木間期埃姆間冰期桑加蒙間冰期間冰期廬山－XX間冰期末次間冰期里斯冰期薩勒冰期伊利諾冰期薩馬諾夫冰期廬山冰期

民德－里斯間期霍爾斯坦間冰期雅蒙斯間冰期大姑－廬山間冰期民德冰期艾爾斯坦冰期堪薩斯冰期大姑冰期恭茲－民德間冰期克羅默暖期阿夫唐間冰期鄱陽－大姑間冰期恭茲冰期門納帕冰期內(nèi)布拉斯加冰期鄱陽冰期M多瑙－恭茲冰期沃林暖期〔更老冰期多瑙冰期拜伯冰期伊布龍冷期蒂格林暖期前蒂格林冷期

在眾多曲線中,以V28—238和V23—239孔曲線最為完整。位于太平洋近赤道海域水下3000m多的V28—238<01oN,160o29′E>和V23—239<3o15N,159o11′E>2個深海鉆孔試樣的有孔蟲殼δ18O曲線在布容正極時的0.7Ma內(nèi)反映的冷〔或冰期、暖〔或間冰期氣候波動情況類似：在布容正極時<0.73MaBP>以前氣候波動頻繁而幅度較小,布容正極性時內(nèi)氣候波動幅度較大而更有規(guī)律。如V28－238孔巖芯長16m,用14C法、鈾系法、古地磁法和沉積率外推法劃分氧同位素邊界年齡<圖10-12>,在孔深12.4m內(nèi)記錄了0.73MaBP以來8個半由暖<奇數(shù)階段>到冷<偶數(shù)階段>組成的氣候旋回<從A–I,B為復雜旋回,A為半旋回>。

δ18O氣候曲線呈不對稱鋸齒狀,顯示降溫和冰雪積累過程較長,升溫和冰雪消融過程較快。冰期持續(xù)時間最長67ka,最短為11ka；間冰期最短為18ka,最長為71ka。近0.73Ma內(nèi)有明顯的準l00ka氣候變化周期。深海沉積物反映的多波動氣候旋回模式不同于經(jīng)典的阿爾卑斯冰期方案,前者的連續(xù)性較好,后者的地層間斷多,且難以估計,所以太平洋V28-

238和V23-239等孔氣候曲線可作為海陸氣候?qū)Ρ鹊臉藴士?但應慎重。因為,無論海陸氣

候曲線多因使用的氣候標志不同而有"長"、"短"氣候年表差異。

中國黃土的多波動氣候旋回

劉東生等通過數(shù)十年對黃土高原黃土研究,以XX洛川剖面的黃土－古土壤序列為基礎,利用多種宏觀和微觀氣候標志,建立了2.4Ma以來的氣候曲線〔圖10－24,發(fā)現(xiàn)了10個時間尺度較大的溫濕和干冷的多波動氣候旋回,并可與深海氧同位素曲線對,首先了氣候變化的海陸對比。

4、130<或150>kaBP來氣候與環(huán)境變化130<或150>kaBP來,氣候與環(huán)境變化是目前第四紀氣候變化研究的重點,包括末次間

冰期、末次冰期和冰后期。①晚更新世<末次間冰期—末次冰期>氣候變化

這一時段大約從130<或150kaBP開始到11kaBP左右,包括里斯－玉術間冰期和玉木冰期,相當于V28—238深海鉆孔δ18O氣候曲線上的第5、4、3、2階段和冰期旋回

B

<圖10—12>。

末次間冰期始于l30kaBP左右,終于75kaBP,是一個溫暖氣候階段,其最溫暖期大

約在開始的l20kaBP左右,當時年均溫比現(xiàn)在約高

2～3℃

末次冰期始于75kaBP,終止于11KaBP,一般劃分為兩寒夾一暖3個階段。早冰階氣候寒冷但非最嚴寒階段,年均溫比現(xiàn)代低

5～6℃。中期是相對溫暖的寒冷氣候階段。晚期<尤其是

18kaBP>末次冰期氣候嚴寒干冷的盛冰期,年均溫比現(xiàn)代低

8～9℃左右,也是130kaBP來海平面下降幅度最大和沙漠顯著發(fā)展的干旱期。由于氣候干冷,故末次冰期球川規(guī)模不太。世界各地根據(jù)其地貌<如終碩堤>、

冰磧物等對末次冰期都作了詳細的研究,

但氣候期劃分與時限也不盡相同。末次冰盛冰期之后的14一11kaBP的3ka期間,是由冰期往冰后期<暖>的轉(zhuǎn)化時期。

對研究預測氣候與環(huán)境變化有參考價值。

歐洲大陸根據(jù)冰川終磧、植被、冰蓋變化和海平面變化,揭示出這一從冷到暖過渡的約3ka內(nèi)有過幾百年內(nèi)7月均溫變幅在

2～②全新世<冰后期>氣候變化

A、全新世氣候研究的主要材料全新世氣候與環(huán)境的變化主要根據(jù)植被演替,冰川末端、凍土邊界和林線位置高度變化,海<湖>面升降、冰巖中

δ18O及其塵土含量,樹木14C及穩(wěn)定同位素

<H2、δ18O>,樹本年輪,物候記錄和考古歷史資料等的研究推斷,近年來,紋泥、珊瑚、

石筍、冰芯等,也成了全新世高分辨率研究的主要材料。主要材料

<圖中明暗相間代表了氣候的變化>全用于新世高分辯率研究的珊瑚及樣本用于全新世高分辯率研究的冰芯及樣本B、全新世氣候變化的基本特征全新世氣候變化按其特征可分為A、B、C、D4個階段：

a.全新世早期升溫階段

包括北極期、前北方期和北方期,此時冰期過后氣候開始波動升溫,由于冷向干暖轉(zhuǎn)化,但仍較寒冷<圖10－14A段>。

b.全新世中期高溫階段

主要是大西洋期<又稱氣候適宜期>,此時全球氣候濕暖年均溫比現(xiàn)在高

3℃

這是人類已經(jīng)歷過的最近的一次全球高溫期<圖10－14B段>。

c.全新世晚期降溫階段

從大西洋期末期大約

5kaBP全球氣溫開始下降<有的地方闊葉

樹量減少>

直到20世紀,氣候發(fā)展是波動降溫,有一系列102a和lO3a尺度的l～2℃

2.7－2.4kaBP地球年均溫下降約2℃,各地冰川凍土有所發(fā)展,林、雪線下降<圖10－14a

900－1300aA.D.,年均氣溫比現(xiàn)在高約

l～2℃

1550－1850aA.D.,全球年均溫比現(xiàn)在低2℃左右

,稱為

"現(xiàn)代小冰期

<FrancoisMathes,

1939>

,

其中最冷階段在l550一l700a

A.D.?，F(xiàn)代小冰期大氣環(huán)流結構具有冰期特點,

對全球現(xiàn)代冰川凍土發(fā)展擴大有重要的影響,引起林、雪線明顯下降

并不時發(fā)生江河湖海水面封凍,風暴頻繁,風沙、滑坡、山

崩增多,農(nóng)業(yè)歉收,對世界經(jīng)濟產(chǎn)生過負面的影響<圖10－14c

d.

20世紀升溫階段20世紀以來,現(xiàn)代小冰期結束,進入現(xiàn)代升溫階段〔圖10--

14

>

。

現(xiàn)代氣候雖仍有冷暖波動,但總的呈現(xiàn)升溫趨勢

<圖10－15>。工業(yè)革命以來的

l.9一l.9kaA.D.氣溫比19世紀80年代高

0.4～0.6℃,一般認為與大量燃用化石燃料使大氣層中CO2溫室效應增溫有關。1.940～1.960kaA.D.地球上火山爆發(fā)增多,"陽傘效應"①使全球氣溫下降0.33.3晚更新世以來的海平面變化一、晚更新世海平面<130—11kaBP>變化這一階段包括末次間冰期和末次冰期,后者海平面歷史研究詳于前者。130—75kaBP的未次間冰期的海平面變化歷史,據(jù)新幾內(nèi)亞海成階地珊瑚礁臺的鈾系法測年資料,與探海鉆孔V19－30巖芯浮游和底棲有孔蟲殼δ18O氣候曲線對照<圖10－19>,兩者都揭示出有120kaBP、100kaBP和80kaBP3個高海平面時期<圖10－19有黑點處>；可與大西洋巴巴多斯島的3個高海成面：巴巴多斯Ⅲ<125kaBP>、巴巴多斯Ⅱ<103kaBP>和巴巴多斯I<82kaBP>對比。新幾內(nèi)亞海成階地經(jīng)校正后,其中只有120kaBP的海平面比現(xiàn)代海平面

高6m,其他都低于現(xiàn)代海平面,并呈現(xiàn)下降趨勢。據(jù)有孔蟲和其他資料分析,120kaBP<末次間冰期初期>高海平面階段水溫比現(xiàn)在高2～3℃75－11kaBP的末次冰期海平面波動下降趨勢明顯,尤其是20－14kaBP間世界幾個大陸架上的試樣14C年齡資料表明,世界海平面繼晚更世以來的降勢,在此期間達到130kaBP以來的最低點<圖10－20>,海平面位于－100～－135m不等,如北美－105m、日本－135m、黑海－110m、尼日利亞－100m,中國－150m左右,這是目前了解最多的一個全球沿海地帶環(huán)境變化時代由于全球性海退,各洲大陸的島嶼岸線外推幾公里至幾百公里不等,太部分陸架露出水面許多近岸島嶼與陸地相聯(lián),內(nèi)海形成湖或縮小,大陸面積暫時增加約lO％,氣候的太陸性增強動、植物發(fā)生相應的遷移,在露出的陸架上可形成有價值的砂礦和陸相沉積物。

中國130－14kaBP海平面變化史是根據(jù)沿海陸架鉆孔與平原海陸相交互地層和貝殼堤推斷的<圖10—2l>。130一75kaBP的末次間冰期,中國沿岸普遍發(fā)生海侵,沉積了平原下伏的E層海相層<渤海稱第一海相層>。進次海侵歷史約經(jīng)歷了35ka,海平面時有波動,最高海平面出現(xiàn)在

120kaBP左右的北洋淀海侵

<與巴巴多斯Ⅲ同期>,海平面比現(xiàn)在海平面高5～7m。據(jù)沉積物中含有現(xiàn)生活在黃海以南水域的伊沙伯麗蛤等暖水種化石,推斷當時黃海水域水溫為18～20℃,比現(xiàn)在高3

70一40kaBP間末次冰期<XX冰期>早冰階,中國東部沿岸普遍發(fā)生海退,海水撤出黃海陸架,海岸線位于－75m處,稱黃海海退<或黃海冷期>；當時東海陸架海岸線在－100m左右。在海水退去的陸架上約35ka內(nèi)為荒涼的干冷草原。渤海西部沉積了D層陸相層。

40～25kaBP左右是一個相對溫暖的氣候期<"中黃海暖期">,中國東部發(fā)生太湖海侵這次海侵歷時不長,在渤海西部沉積了C層海相層<渤海西稱第二海相層>。

25－14kaBP末次冰期<XX冰期>晚冰階,海平面大幅度震蕩下降,在18－15kaBP間,中國東部發(fā)生130kaBP來的最大規(guī)模的東海海退<圖10－20>。從陸架上水下－112m、－136m、－141m和－115m埋藏的殘余貝殼堤,可反映海水分階段再次撤出沿海陸架。在東海陸架上當時海岸線最低時在－150m左右<14C16000－14780a>。長江、黃河在露出的陸架上往東推進,長江東進約600km,其尾閭在水深－150—－160m左右。渤海洼地和露出的陸架上沉積了B層陸相層<包括黃土和長江三角洲沉積>,北方哺乳動物<如野牛>游移其間。在朝鮮濟洲島與中國XX孤形連線以西,這片再度出