第 四 纪 湖 相 沉 积
湖泊沉积年纹层
东北龙岗火山区四海龙湾沉积物岩芯中的纹层
第 四 纪 剖 面 中 的 交 错 层 理
沉 积 物 中 的 砂 楔 构 造
第四纪黄土剖面
马兰黄土 古土壤 250º
厚度 (m)
离石黄土上部 120 m
刘东生先生1961年 参加华沙VI届 INQUA大会报告的 论文中的黄土剖面 (山西午城)
存在的问题：
1、并列的统的时间尺度相差很大。 2、无年代学数据。 3、未反映气候的多波动性。 4、仅反映了Q/N下限为0.7~0.8 MaBP的冰期方 案。 – 以上是方案固有的和以后研究进展反映出的种种不 足。在新方案提出之前对这一个国际方案还应有所 了解。 • • • •
刘东生, 刘敏厚, et al. (1962). "气候标志及中国第四纪地层的划分."
K=
最稳定矿物(%)+稳定矿物(%) 不稳定矿物(%)+较稳定矿物(%)
最稳定矿物：锆石、金红石，电气石，尖晶石、褐铁矿、黄玉、白 铁矿、锐钛矿、锡石、独居石、刚玉、石英、高岭石、石榴石。 稳定矿物：透辉石、透闪石、白云母、绿泥石、黝帘石、褐帘石、 绿帘石、金云母、 硬石膏、硬绿泥石、夕线石、 钾长石、酸性 斜长石。 较稳定矿物：磁铁矿、赤铁矿、钛铁矿、符山石、榍石。 不稳定矿物：辉石、普通角闪石、蓝闪石、硅辉石、橄榄石、基性 斜长石、黑云母、 钠闪石。
【第四纪综合-多重地层划分方法】
第四纪年代学方法，应该而且只有同前述各种方 法结合才能发挥更大的作用；第四纪历史的研究 必须充分利用各种年代学资料，才能使第四纪地 质事件的时间和空间概念更为精确和可靠。
【第四纪综合-多重地层划分方法】
例1
深 海 氧 同 位 素 阶
冰 期
海 洋 沉 积
河 湖 相 沉 积
1 华北区（1）生物地层
②中更新统周口店组(Q2)
1958年,贾兰坡根据解放后获得的新化石和对地层的 观察,将其合并为三部分:
上部(C组):1-3层,即洞顶崩塌的巨大的灰岩块以上部分。 中部(B组):4-10层,包括上、下文化层和最底部的灰烬 层。 下部(A组):11-13层。
1978年,杨子庚等将沉积物特点归纳为4点:片流为 主、下部有线状水流、物源为近源、崩塌具阶段 性。
2 3
华南区-东南区 西南区
• 有一张中国第四纪分区图就好了…
1 华北区（1）生物地层
①下更新统泥河湾组（Q1）
– 地点：代表性剖面在河北省阳原——蔚县盆地的泥河湾。 – 岩性：一套河湖相砂砾、砂、粘土沉积物。 – 哺乳动物群：泥河湾动物群(长鼻三趾马/真马动物群) – 时代：早期认为广义的泥河湾组均为Q1 。后来将其一分为 二，狭义的泥河湾组指不整合面之上部分，称之为上(黄) 泥河湾，以黄褐色砂砾及砂质粘土为主，含泥河湾动物 群；下(绿)泥河湾以灰绿色砂质粘土、粘土夹泥灰岩为 主，含东窑子头动物群。 – 汾渭谷地三门组与泥河湾组情况大体类似（黄三门、绿三 门）。
第四纪地质学基本问题
• 内容
– 第四纪沉积物及其成因 – 第四纪年代学 – 第四纪气候基本特征及其研究 – 第四纪生物界特征及其研究意义
• 人类的出现与演化阶段
– 第四纪地层及阶段划分
思考题
• 名词
– 同期异相，全新世，泥河湾组，周口店组
• 简述第四纪地层划分的原则和方法 • 了解我国第四纪划分方案 • 了解我国黄土-古土壤划分方案
•
（6）古人类、古文化及历史考古法
• 由于人类发展在地球各大陆大体相似，石器演化 明显，分布广泛，研究程度较高，故古人类+考古 学资料可用以帮助对比第四纪地层。 • 具体方法可利用新旧石器时代古文化遗存及历史 考古资料等，同时结合测年资料。
文化地层的年代学研究
1
2
3
【第四纪综合-多重地层划分方法】
中国第四系的划分
黑垆土 上 Upper 黄土L1-S1 0.0117 0.126
中
“Ionian”
19
0.78 0.781
Calabrian
Qp1
下 1.806
Gelasian
103 2.588 Piacenzian 2.588
四、中国的第四纪地层
1 华北区
（1）生物地层 （2）黄土-古土壤地层
亚利桑那纪念谷的红色风化岩
B. 砾石的风化程度
同一岩性或岩性相似的砾石 风化程度（百分比）或砾石 风化圈（皮）厚度的平均值 与标准差，可作为地层划分 依据
C. 重矿物风化系数（K）
• 重矿物主要指相对密度>2.9的矿物， 其各自百分含量的变化可反映 沉积物重矿物组合的总体风化程度。K值越大,重矿物组合风化程度越 高。
三、第四纪分期方案
划分依据
按照生物地层学和气候地层学原则来划分。
• 生物地层学原则应理解为包括海、陆相生物地层。 • 古气候地层学则以暖冷气候旋回为原则。
INQUA，1932
全新统（Q4） 上更新统（Q3）
中更新统（Q2） 下更新统（Q1）
冰后期 大理冰期 庐山—大理间冰期 庐山冰期 大姑—庐山间冰期 大姑冰期 鄱阳—大姑间冰期 鄱阳冰期
1 华北区（1）生物地层
②中更新统周口店组(Q2)
– 地点：北京周口店龙骨山第一地点(中国猿人 洞) – 岩性：主要为石灰岩角砾与砂土交替沉积,夹 砂砾与石钟乳层,堆积物厚40多米。剖面共分 17层,周口店组指1-13层。 – 哺乳动物群:周口店动物群(中国猿人-肿骨鹿 动物群)。 – 时代: 23-46万年,中更新世中晚期,属布容正 极性时。古 人 Leabharlann 古 文 化动 物 群 演 化
天 文 周 期
黄 土 阶
【第四纪综合-多重地层划分方法】
例2
780
北京周口店猿人洞 剖面多重地层划分 图
二、第四纪下限问题
2008年的国际地质大会（33rd IGC, Oslo）上已经解决，第四纪被确立为一个 正式的地层单元, 取得的共识是： （1）第四纪（系）为一个完全正式的地 层单元，为新生代（界）的一个纪（系） 处于新近纪（系）和古近纪（系）之上； （2）第四纪（系）的下限置于Gelasian 阶的底部，对应MIS103，其年代为2.588 Ma； （3）更新世下限与第四纪一致，位于 Gelasian阶的底部； （4）之前选定的意大利南部的弗里卡 （Vrica）剖面（之前上新世/更新世界限 的层型剖面）的卡拉布里阶 （Calabrian）作为更新世的第二个阶。
地层的基本知识
地层
各种层状岩石的统称，包括所有的沉积岩、部分火 成岩和变质岩。
地层学
研究层状岩石形成的先后顺序、地质年代、时空分 布规律（狭义）和形成环境条件及其物理、化学性 质的地质学分支学科
地层的基本知识
地层发展过程具有阶段性和不可逆性，是划分地质 年代的基础。
岩石地层 生物地层 年代地层
地层的基本知识
1 局部地层层序（相对顺序）的拟定 2 第四纪地层划分对比的原则与方法 （1）生物地层学原则 （2）气候地层学原则 （3）地貌学方法 （4）岩石学方法 （5）年代学方法 （6）古人类及历史考古法
1 局部地层层序（相对顺序）的拟定
A.接触关系
– 切割关系 – 掩埋关系 – 过渡关系
2 2‘ 1 1
同期异相:同一时代地层包括若干的不同沉积物成因类型 同相异期：一种沉积物成因类型划分在不同时代地层中
• ②地层对比：
– 是对不同地区不同剖面或同一地区不同剖面进 行同时性研究，将研究区地层与其它地区研究 程度较深的标准剖面进行比较研究，确定出不 同剖面同一时期的地层来
地层研究的结晶
为什么要研究第四纪地层
（1）研究第四纪地层的重要性
– 地层是所有地质学科必须首先和重点研究的对 象，第四纪地质学也不例外。与第四纪有关的 科研和实践活动都应以地层研究作为基础。
岩石地层单位：
宇（Eonothem） 界（Erothem） 系（System） 统（Series） 阶（Stage）
时间地层单位：
宙（Eon） 代（Era） 纪（Period） 世（Epoch） 期（Age）
地层系统的建立、划分与对比
地层划分与对比
• ①地层划分：
– 是对同一条剖面或同一个地区的地层进行异时 性分析和综合研究，划分出不同的时段来
离石黄土下部
午城黄土
0
30
60 m
INQUA - the International Union for Quaternary Research
第四纪黄土-古土壤
S4 S5 L5
L9
L15
(photo by An Z. S.)
A. 颜色
沉积物颜色的影响因素很多，如果某个地区露头 主要受时间和风化作用因素的影响时,随着风化程 度的加深，颜色的深浅具有时代意义（颜色深— 时代老，颜色浅—时代新）。
1）冰期、间冰期地层的划分
通常根据地貌和沉积物之间变化的关系来划分。例如：利用冰川谷 中的谷中谷地貌、 冰水沉积物的排列与破坏情况以及不同地貌单元 中沉积物的特征划分地层。 以沉积物、生物化石为主要证据，地貌为主要的引证。
（2） 气候地层学原则
2）干、湿气候地层的划分
A、植物化石
– 草本植物：代表干旱气候 – 木本植物：代表潮湿、温暖气候
• 该方法主要适应于湖、海岸，溶洞以及河谷、阶 地比较发育的地区 • 在利用这种方法时，不仅要考虑高程，还要综合 分析沉积物的岩性、结构构造和风化程度 • 可追索
（4）岩石学方法
• 自然分层只能在野外进行，无法搬运，它是今后 一切综合研究的基础 • 利用第四纪沉积物的颜色、岩性、不整合面、结 构、粘土矿物、构造成因和风化程度的差异来划 分地层。该方法是根据堆积物形成的气候-作用时 间长短不同来划分。只要有变化，就可将其分成 不同的层