第四紀(jì)地貌學(xué)及地質(zhì)學(xué)緒論匯總

地貌學(xué)及第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)

—GeomorphologyandQuaternaryGeology主講老師：梁美艷liangfan99@126.com中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地球科學(xué)學(xué)院地理系第一章緒論

一、課程的性質(zhì)（是什么）二、課程的意義（為什么學(xué)）三、課程的內(nèi)容（學(xué)什么）四、學(xué)科發(fā)展概況五、課程的安排和要求第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)（QuaternaryGeology） 是研究距今二三百萬年內(nèi)第四紀(jì)的沉積物、生物、氣候、地層、構(gòu)造運動和地殼發(fā)展歷史規(guī)律的學(xué)科。地貌學(xué)（Geomorphology） 是研究地表地貌形態(tài)特征、成因、分布和形成發(fā)展規(guī)律的學(xué)科。一課程的性質(zhì)0.1第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)及地貌學(xué)的由來

古代：尋找建筑材料（砂、泥）和水;18世紀(jì)：系統(tǒng)研究第四紀(jì)堆積物，尤其是冰川堆積物（俄國學(xué)者，斯堪的那維亞半島的冰蓋帶著礫石漂移，使得世界各地冰磧分布）;19世紀(jì)：漂礫是大陸冰蓋直接堆積。第四系/紀(jì)(Quaternarysystem/period)時間：地質(zhì)歷史中最新的一個地質(zhì)時期，最近約2.6百萬年。物質(zhì)：地球表面松散的沉積物Quaternary第四紀(jì)術(shù)語（Quaternary）的由來意大利采礦工程師GiovanniArduino（1714-1795）將地質(zhì)歷史劃分為第一紀(jì)（Primary）、第二紀(jì)（Secondary）、第三紀(jì)（Tertiary）和第四紀(jì)（Quaternary），創(chuàng)立了Quaternary一詞。后來，法國地質(zhì)學(xué)家Desnoyers（1829）用Quaternary一詞描述覆蓋于Seine盆地第三紀(jì)地層之上的海相、湖相及河流相等松散沉積物。1833年，Reboul用Quaternary代指含現(xiàn)生動植物物種的地層。第四紀(jì)的下限年代記兩個數(shù)字：全新世：1.17萬年第四紀(jì)：2.588百萬年更新世全新世第四紀(jì)第四紀(jì)在2009年國際地質(zhì)年表中的位置2.588百萬年第四紀(jì)的時間十分短暫如果把整個地球歷史（45.67億年）比作一天的24小時第四紀(jì)開始時已經(jīng)到了

23:59’11’’，只相當(dāng)于約49秒！第四紀(jì)術(shù)語的危機(jī)2004年的國際地質(zhì)年表廢除了第四紀(jì)！近年來出現(xiàn)了對第四系在地質(zhì)年表中地位問題的爭論，一些從事第三紀(jì)（古近紀(jì)和新近紀(jì)）研究的科學(xué)家主張取消第四紀(jì)作為正式的地層單位。2005和2006年的國際地質(zhì)年表僅僅把第四紀(jì)（系）當(dāng)做一個亞紀(jì)（系）！200520062008年的國際地質(zhì)年表存在兩個第四紀(jì)（系）的下限！格拉斯階（Gelasian）劃歸新近紀(jì)還是第四紀(jì)存在不同意見。第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)家們積極呼吁取得的共識是：（1）第四紀(jì)（系）為一個完全正式的地層單元，為新生代（界）的一個紀(jì)（系）處于新近紀(jì)（系）和古近紀(jì)（系）之上；（2）第四紀(jì)（系）的下限置于Gelasian階的底部，對應(yīng)MIS103，其年代為2.588Ma；（3）更新世下限與第四紀(jì)一致，位于Gelasian階的底部；（4）之前選定的意大利南部的弗里卡（Vrica）剖面（之前上新世/更新世界限的層型剖面）的卡拉布里階（Calabrian）作為更新世的第二個階。問題在2008年的國際地質(zhì)大會（33rdIGC,Oslo）上已經(jīng)解決，第四紀(jì)被確立為一個正式的地層單元。將之前第四紀(jì)的下限向前延伸了約80萬年！NatureScienceNature和Science周刊的報道

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(jì)稱為“人類紀(jì)”或“靈生紀(jì)”

大規(guī)模冰川作用：第四紀(jì)時期，地球兩極均存在大陸冰蓋，因此第四紀(jì)又稱“冰川時期”。

海平面變化：第四紀(jì)時期由于氣候的冷暖波動，發(fā)生了頻繁的、大幅度海平面升降。第四紀(jì)的特點

第四紀(jì)更新世氣候冷暖交替顯著，這一現(xiàn)象史無前例④活躍的地殼運動：水平運動喜馬拉雅山每年向青藏高原推進(jìn)8cm/a；德國巴伐利亞地區(qū)水平運動速度達(dá)18cm/a；印度大陸向喜馬拉雅山運動速度約為1-2cm/a。垂直升降運動芬蘭南部沿海，上升速度0.1-0.4cm/a;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(dá)4.4mm/a。青藏高原的強(qiáng)烈上升和華北平原等的大幅度下降。地貌就是地表（地球表面）形態(tài)。風(fēng)景是地貌發(fā)展的晚期結(jié)果。 地貌學(xué)是研究地表地貌形態(tài)特征、成因、分布和形成發(fā)展規(guī)律的學(xué)科。地貌學(xué)（Geomorphology）地貌學(xué)的發(fā)展歷史①公元前21~20世紀(jì)的《禹貢》一書，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文藝復(fù)興時代(17世紀(jì))地貌學(xué)有了大的發(fā)展。③20世紀(jì)80年代，俄羅斯學(xué)者指出了地貌的成因和內(nèi)外地質(zhì)作用的關(guān)系。④19世紀(jì)前，地貌學(xué)主要局限于地貌形態(tài)的描述，諸如河谷、山脊。⑤19世紀(jì)起，重視地貌成因、演化及區(qū)域特征，形成眾多分支學(xué)科。成因地貌學(xué)（Geneticgeomorphology）：解釋其形成過程，恢復(fù)其發(fā)展歷史；巖石地貌學(xué)(Lithologicgeomorphology)：研究巖石對地形形成和發(fā)展的影響；構(gòu)造地貌學(xué)(Structuralgeomorphology)：研究地質(zhì)構(gòu)造（構(gòu)造形態(tài)和運動）對地形形態(tài)的形成和發(fā)展所起的作用；地貌學(xué)的分支學(xué)科氣候地貌學(xué)（Climaticgeomorphology）：側(cè)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)展所起的作用；冰川地貌學(xué)（Glacialgeomorphology）、流水地貌學(xué)（Fluvialgeomorphology)：按控制地形的各種外力地質(zhì)作用劃分的；區(qū)域地貌學(xué)（Regionalgeomorphology：系統(tǒng)綜合研究一個地區(qū)的各種地形；此外還有海濱地貌學(xué)（Coastalgeomorphology)、沙漠地貌學(xué)（Desertgeomorphology)等等。二課程的意義21世紀(jì)人類對地球的要求需要居住在一個寬敞的地球上（人口控制）需要居住在一個清潔的地球上（環(huán)境治理）需要居住在一個安全的地球上（災(zāi)害防治）需要居住在一個富裕的地球上（資源豐富）人口問題約68億酸雨酸雪污染了河川，造成致命的“酸流”環(huán)境問題-湖泊污染中國大氣污染屬于煤煙型污染，以粉塵和酸雨污染危害最大，并呈發(fā)展趨勢環(huán)境問題-大氣污染全球變暖會導(dǎo)致一些極端氣候事件的頻發(fā)2009年是50年以來的罕見干旱環(huán)境問題-干旱環(huán)境問題-颶風(fēng)2005年卡特里娜颶風(fēng)重創(chuàng)了美國人的傲慢，提醒他們?yōu)碾y可能在任何地方發(fā)生。環(huán)境問題-雪災(zāi)2010中國內(nèi)蒙古2010北歐環(huán)境問題-雪災(zāi)2010年美國雪災(zāi)再次重創(chuàng)美國人的傲慢環(huán)境問題-洪災(zāi)環(huán)境問題-沙塵暴北京2002年強(qiáng)沙塵暴2008尼日爾首都2006甘肅省民勤縣2009沙烏地阿拉伯地質(zhì)災(zāi)害問題汶川2008.5.12大地震前后景象海地地震后景象地質(zhì)災(zāi)害問題智利8.8級地震地質(zhì)災(zāi)害問題2004年印度洋地震引發(fā)海嘯大地震引發(fā)的印度洋海嘯幾乎橫掃了印度洋沿岸數(shù)千公里內(nèi)的城鎮(zhèn)村莊，23萬人死難，使它成為歷史上最致命的五大地震之一;尼蘇門答臘島西海岸邊上的一些小島甚至被完全淹沒，已經(jīng)消失了。地質(zhì)災(zāi)害問題衛(wèi)星照片顯示印尼亞齊海嘯前后的對比資源問題發(fā)達(dá)國家為了環(huán)保，紛紛封閉礦井（煤、鉛鋅等),停采國內(nèi)石油（美國）大量依靠進(jìn)口（日本）。

中國作為最大的發(fā)展中國家當(dāng)前面臨的嚴(yán)重能源和水資源問題，富鐵、銅、錳、鉻、貴金屬及磷、鉀鹽等礦產(chǎn)儲量嚴(yán)重不足。不能完全依靠進(jìn)口。第四紀(jì)地質(zhì)現(xiàn)象與人類關(guān)系最為密切，因而具有特殊的重要意義。第四紀(jì)地質(zhì)現(xiàn)象保留完整，且其地質(zhì)過程仍在進(jìn)行，研究這些現(xiàn)象和過程，有助于揭示和理解第四紀(jì)以前的地質(zhì)歷史，具有特殊的理論和方法學(xué)的意義。第四紀(jì)地層中蘊(yùn)藏著豐富礦產(chǎn)，如沙金在水文地質(zhì)和工程地質(zhì)勘察時，不同類型的地表形態(tài)和第四紀(jì)堆積物在空間上的展布資料非常重要。如山區(qū)鐵路、公路常順河修建，是利用河谷縱比降(高/長)小的特點。又如水庫壩址和庫區(qū)選擇，首先要考慮河谷形態(tài)和第四紀(jì)堆積物分布；壩區(qū)宜選在峽谷和第四紀(jì)堆積物較少地段，庫區(qū)則宜坐落在寬谷地段。(1)地震研究(5)找礦(2)環(huán)境地質(zhì)(6)地質(zhì)災(zāi)害(3)工程地質(zhì)(7)建筑材料(4)水文地質(zhì)地貌學(xué)及第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)在如下等方面有廣泛的應(yīng)用：三課程的內(nèi)容1.第四紀(jì)和地貌研究的基本知識2.第四紀(jì)地球自然環(huán)境第四紀(jì)地質(zhì)研究內(nèi)容：

地層、生物、古氣候、海平面變化、新構(gòu)造運動等。地貌學(xué)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(jié)構(gòu)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。四學(xué)科發(fā)展概況主要從地質(zhì)學(xué)和地貌學(xué)發(fā)展起來19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，探險、區(qū)域考察、運河、水壩建筑和建材與砂礦開采等活動推動了地貌學(xué)和第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)的發(fā)展。這一階段提出了河流侵蝕理論，并為冰川地質(zhì)學(xué)打下了基礎(chǔ)。1928年建立了國際性第四紀(jì)學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)——國際第四紀(jì)研究聯(lián)合會（INQUA）目標(biāo)：促進(jìn)有關(guān)第四紀(jì)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的國際交流與合作。四學(xué)科發(fā)展概況20世紀(jì)初到60年代，為滿足工業(yè)化社會的多種需求，第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)在沉積物成因、砂礦、動植物群、古氣候、海平面及新構(gòu)造運動等方面的研究和地貌學(xué)在河流、冰川、巖溶、海岸、荒漠及凍土等方面的研究都取得重要的理論與應(yīng)用研究成果，在許多方面形成相對獨立的部分。四學(xué)科發(fā)展概況20世紀(jì)60年代以來，氣候地貌和構(gòu)造地貌研究取得了明顯進(jìn)展。由于新技術(shù)、新方法的應(yīng)用（ODP、IODP計劃），第四紀(jì)海洋地質(zhì)研究取得了重大突破。根據(jù)對深海沉積物鉆孔巖芯樣品的氧同位素研究，提出了氣候多波動模式，黃土和冰巖芯的研究也取得了類似的結(jié)果。這些研究為全球氣候與環(huán)境變化研究打下了新的基礎(chǔ)。現(xiàn)代第四紀(jì)研究日益向多學(xué)科交叉的綜合性第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)科（QuaternaryGeosciences）方向發(fā)展，成為近30年來環(huán)境、資源與應(yīng)用研究并重，研究內(nèi)容最豐富和發(fā)展速度最快的地球科學(xué)分支學(xué)科之一。四學(xué)科發(fā)展概況國內(nèi)，中國在第四紀(jì)哺乳動物與古人類、黃土、地震和青藏高原隆升、古氣候變化研究等方面的研究成果為世界矚目。劉東生：1917年11月24日生。天津市人。1942年西南聯(lián)合大學(xué)地質(zhì)系畢業(yè)。1949年南京大學(xué)生物系肄業(yè)（原中央大學(xué)）。 中國科學(xué)院的地質(zhì)專家劉東生院士于2002年4月獲得世界環(huán)境科學(xué)最高榮譽(yù)、“環(huán)境科學(xué)的諾貝爾獎”——泰勒獎。頒獎機(jī)構(gòu)發(fā)布的消息說，劉院士此殊榮是因為“在認(rèn)識和應(yīng)用陸地沉積物來理解全球環(huán)境變化方面作出了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)”。２００３年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎

８０歲上下，探索的足跡仍遍布南極、北極和青藏高原等“地球三極”；６０年潛心研究，被譽(yù)為“黃土之父”；平息１７０多年來的黃土成因之爭，建立了２6０萬年來最完整的陸相古氣候記錄；近90歲高齡仍然活躍在國際地球環(huán)境科學(xué)舞臺，引領(lǐng)世界黃土研究潮流，走在全球變化研究前列……

一輩子與黃土打交道，研究數(shù)百萬年前的古環(huán)境，是不是離今天太過遙遠(yuǎn)？

現(xiàn)為中科院副院長的丁仲禮院士說：

“其實，劉東生的研究成果一直同自然環(huán)境、人類生活息息相關(guān)。古環(huán)境的溫度、濕度、水文、植被等演變過程和周期規(guī)律，對認(rèn)識今天以及未來環(huán)境和氣候具有重要意義。”“比如，近年來我國沙塵暴頻繁發(fā)生，除了人為破壞地面植被等原因，是否與自然界周期性干旱氣候演變有關(guān)？這需要大跨度的自然歷史演變及其規(guī)律作為研究背景?！?/p>

劉東生先生于2008年3月6日11時52分在北京逝世，享年91歲。劉東生星的命名劉東生星的命名眾多科學(xué)家簽名的紀(jì)念封黃土高原適合退耕還林還是退耕還草？地質(zhì)歷史時期黃土高原的古植被類型的研究表明，只有關(guān)中地區(qū)在短時期（氣候最適宜期）能夠生長森林外，其余地區(qū)均屬于典型的草原景觀。通過冰芯記錄對青藏高原古氣候進(jìn)行研究。通過樹木年輪研究區(qū)域氣候的發(fā)展規(guī)律，進(jìn)而為農(nóng)、牧、林業(yè)服務(wù)。樹輪樣本國際上通過對兩極冰蓋的研究發(fā)現(xiàn)了一系列氣候的突發(fā)事件。湖泊紋泥也是古氣候研究的重要記錄石筍石筍利用中國洞穴石筍的精確同位素測試結(jié)果，建立了高精度洞穴石筍同位素氣候地層序列，研究結(jié)果表明亞洲季風(fēng)氣候的變化直接受到太陽輻射的影響，通過對洞穴石筍中碳、氧同位素的測定能很好重現(xiàn)古氣候的特征，能真實的記錄區(qū)域尺度季風(fēng)環(huán)流變化及其氣候變化的特征，對過去千年尺度的氣候變化進(jìn)行了重現(xiàn)，反應(yīng)了北半球廣大區(qū)域的氣候變化。