第四紀地質(zhì)學

第四紀開始后，以北半球為例，地球上寒冷氣候帶向南遷移，使得高緯度地帶和高山地區(qū)廣泛發(fā)育冰蓋或冰川，出現(xiàn)冰期。冰期時，北半球副熱帶干旱地區(qū)的北緣落入西風帶內(nèi)，降水量增加。兩個冰期之間稱為間冰期。間冰期由于氣溫回升，冰川消融，北半球副極地高壓帶向極地方向推移，北半球干旱地區(qū)的降水量則減少。

關(guān)于第四紀氣候的變遷，歐洲有不少人做了大量工作，特別是在阿爾卑斯地區(qū)和西北歐地區(qū)?，F(xiàn)今普遍認為在那里有5個冰期和4個間冰期，還有1個冰后期，最后一次冰期又細分為2個或3個冰段。在中國，地質(zhì)學家李四光根據(jù)江西廬山的冰磧物和冰蝕地貌，劃分出鄱陽、大姑和廬山3個冰期，以后又有人將在云南研究確定的大理冰期和龍川冰期列入。這樣，中國也有5次冰期可以和歐洲的冰期對應。非洲除了很少的山地發(fā)育過冰川，絕大部分地面沒有受到冰川的作用，但氣候的變化仍然是明顯的。在非洲，冰期因多雨濕潤稱之為雨期或洪積期；間冰期因少雨干旱稱之為間雨期或間洪積期。

明德－里斯間冰期稱為“大間冰期”，持續(xù)的時間約30萬年之久。當時的氣候比現(xiàn)在暖和一些，但在間冰段時期仍然是較冷的。在冰川活動最大的冰期中，地球陸地表面有32%的面積被冰川覆蓋，由于降水停滯在大陸上而致使海面大幅度下降，有時可下降 130米或更多。冰期時，年平均氣溫普遍比現(xiàn)今低3～7℃左右。

第四紀地質(zhì)學簡介

Quaternary geology

19世紀末、20世紀初，在歐洲建立的第四紀4次冰期學說，對冰川作用、氣候變化等方面的研究產(chǎn)生了廣泛影響。南斯拉夫數(shù)學家米蘭科維奇（M. Milanko-vich）1920年提出氣候變化的天文學說，地球軌道周期成為探討第四紀氣候變化及冰期形成的重要理論依據(jù)。1899年奧地利地質(zhì)學家休斯（E.Suess）建立海平面變化理論，經(jīng)過不斷充實、發(fā)展，1934年美國學者戴利（R.Daly）提出冰川—海面控制論。

第四紀地質(zhì)學三種類型

1961年費爾布里奇（R.W. Fairbridge）將海面變化歸為3種類型：①構(gòu)造—海面升降運動；②沉積—海面升降運動；③冰川—海面升降運動。

第四紀地質(zhì)學不斷發(fā)展

20世紀50年代以來，放射性碳、鉀氬法、鈾系法、裂變徑跡法測年及氧同位素測溫等技術(shù)的應用，使第四紀地質(zhì)研究達到新水平。1963年考克斯（A.Cox）建立古地磁年表，為第四紀地層的劃分與對比提供了依據(jù)。大陸與大洋沉積序列研究，更新了傳統(tǒng)的4次冰期概念，支持了米蘭科維奇的氣候變化天文學說。1977年庫克拉（G.Kukla）等對捷克布爾諾黃土的研究證明，在奧爾杜韋古地磁事件以來的170萬年里出現(xiàn)了17次間冰期，平均每10萬年有1次冰期—間冰期氣候旋回。印度洋、赤道大西洋、加勒比海的海洋沉積研究，也得出相近的結(jié)論。中國第四紀黃土研究揭示出最近70萬年以來有13次氣候旋回。20世紀60年代以來實施的許多國際研究計劃，如DSDP（深海鉆探計劃）、CLIMAP（長期氣候研究、制圖與預測計劃）、IGCP（國際地質(zhì)對比計劃）等，已在第四紀古氣候、冰期形成、冰期氣候特點、海洋環(huán)境變化等方面取得重要成果，從而推動了第四紀地質(zhì)學的發(fā)展。

人們所觀察到的第四紀沉積物主要是陸相地層。陸相地層廣泛分布于地表，大都松散，厚度變化大，相變劇烈，成分復雜。因此，在第四紀地質(zhì)年代和地層劃分中一般采用多種多樣的標志，例如生物標志、古人類及古文化標志、氣候標志、地貌標志、絕對年齡測定等。

第四紀沉積物按成因和巖相可以分為殘積物、坡積物、洪積物、沖積物、湖泊沉積物、冰川堆積物、海洋沉積物、生物沉積物、風積物、火山堆積物、洞穴堆積物、人工堆積物等。1948年，地質(zhì)學家楊鐘健曾把中國第四紀沉積物分成4大類，即洞穴堆積、礫石及山麓堆積、河湖堆積和土狀堆積。

舊石器時代考古的野外調(diào)查，需要應用第四紀地質(zhì)知識，如恢復更新世古地理環(huán)境，確定在適合于古人類生存的條件下形成的第四紀地層等。發(fā)掘工作只有在充分認識第四紀地層的基礎(chǔ)上才能順利進行，特別是對于埋藏在河湖相沉積層里的古人類文化地點，只有采取第四紀地質(zhì)的工作方法才是有意義的。對古人類文化遺物時代的確定，第四紀地層的劃分對比和對哺乳動物的分析判斷在現(xiàn)今仍然是主要的方法。當然，古人類文化遺物也是第四紀地層劃分的一項重要依據(jù)。 2100433B

第四紀地質(zhì)學基本簡介

第四紀是地質(zhì)史上時間極短的一個紀，至今尚未終止。第四紀從什么時候開始，沒有一致的看法。過去一般認為它的年齡只有100萬年左右。近年來由于古人類學和舊石器時代考古學的新發(fā)現(xiàn)，以及年代測定技術(shù)的發(fā)展，人們普遍認為它的年齡要大得多，有的認為是 180～200萬年，也有人認為是248萬年，還有人認為已經(jīng)超過了300萬年。

長期以來，人們一直在努力尋求放之四海而皆準的第四系的標準地層，但是沒有能夠?qū)崿F(xiàn)。因為第四紀的沉積物具有很強的區(qū)域性，同一時期，在不同的自然環(huán)境里和不同的地貌單元上，可以形成各不相同的地層；不同時期，在相似的自然環(huán)境里和同樣的地貌單元上，可以形成彼此相似的地層。因此，不可能單純依據(jù)巖石本身的性質(zhì)來劃分第四紀地層。

第四紀地質(zhì)學氣候的更替劃分

第四紀通常以氣候的更替劃分為冰期和間冰期，或雨期和間雨期。但是世界上有許多地方古氣候的變化證據(jù)是很缺乏的，因此很多地方一直應用脊椎動物和海洋軟體動物的古生物方法確定第四紀的分期和地層劃分。在古人類和古文化材料豐富的地區(qū)，應用人類學和考古學的方法效果是比較明顯的。

第四紀海洋動物群變化較慢，尤其是在大洋里，幾乎沒有什么改變，只有某些高緯度的內(nèi)海區(qū)域，如地中海、里海等地，存在群組的遷移，當冰期來臨時，北方寒冷生活條件下的種類向南遷移，而間冰期到來時，它們則又回到了北方。但脊椎動物特別是陸生哺乳動物，進化速度卻較快，而且在某一階段的一定自然地理區(qū)域里動物群具有相對的一致性。在第四紀脊椎動物化石中，搜集得最多的是第四紀哺乳動物，其研究也比較詳細。因此，第四紀哺乳動物不僅對陸相地層的劃分和對比具有重要的意義，而且對恢復當時的古氣候和古地理環(huán)境，對探討古人類的生存時代和生活條件等都起著特別重要的作用。

第四紀地質(zhì)學評價

關(guān)于第四紀地層的劃分世界上沒有取得一致意見。中國第四紀地層的劃分，按照1959年全國地層會議討論的草案，第四系包括下更新統(tǒng)、中更新統(tǒng)、上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)，其時代分別與第四紀的早更新世、中更新世、晚更新世和全新世各階段相對應。

與考古學的關(guān)系 　第四紀地質(zhì)學是舊石器時代考古研究中必不可少的一項重要內(nèi)容。因為人類本身就是地質(zhì)歷史的產(chǎn)物，而早期人類的遺跡通常作為地質(zhì)現(xiàn)象被埋藏在地層之中。由于早期人類的生存幾乎完全趨附于自然環(huán)境，因此，早期人類的遺跡在地層中的分布是有一定規(guī)律的。

人類從一開始，就和第四紀地質(zhì)結(jié)下了不解之緣，但真正對它進行研究，卻起步很晚。最初，人們把地殼的發(fā)展歷史分為第一紀（原始紀）、第二紀和第三紀3個大階段。1829年，法國學者J.德努瓦耶在研究巴黎盆地的地層時，把第三系上部的松散沉積物劃分出來命名為第四系，其時代為第四紀。隨著地質(zhì)科學的發(fā)展，第一紀和第二紀因細分成若干個紀被廢棄了，僅保留下第三紀和第四紀的名稱，這兩個時代合稱為新生代。1839年，英國著名地質(zhì)學家C.萊爾（1797～1875）把第四紀分成了更新世和全新世。

第四紀地質(zhì)學在歐洲主要是研究阿爾卑斯及斯堪的納維亞冰川遺跡的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。在中國，從19世紀末開始，一些外國學者對廣泛分布在黃河流域的巨厚黃土進行了觀察。到20世紀初期，中國第四紀地質(zhì)學的研究有了較大發(fā)展。已有許多專門研究單位和龐大的專業(yè)研究隊伍。1957年成立了中國第四紀研究委員會，現(xiàn)已加入國際第四紀聯(lián)合會。

第四紀地質(zhì)學概述

第四紀是哺乳動物和被子植物高度發(fā)展的時代，人類的出現(xiàn)是這個時代最突出的事件。因此，有人也把第四紀稱之為人生紀或靈生紀，甚至還有人把它從新生代中獨立出來并列為人生代或靈生代。第四紀的哺乳動物具有明顯現(xiàn)代化的特征。早更新世時期，第三紀三趾馬動物群中的許多科，如鼬鬣狗（Ictitheriidae）、無角犀（Aceratheriinae）、長頸鹿（Giraffidae）等都絕滅了。有的第三紀的殘留種類如劍齒虎（Machairodontinae）、蹄兔（Hyracoidea）、乳齒象（Mastodontidae）、劍齒象（Stegod ontinae）、三趾馬（Hipparion）、爪獸（Chalicotheriidae）、（模）鼠（Mimomys）等幾乎都處于絕滅的過程中。標準的第四紀種屬大量出現(xiàn)，如貓熊（Ailuropoda）、真象（Elephantinae）、真馬 (Equus）、腔齒犀（Coelodonta）、板齒犀（Elasmotherium）、牛（Bos）、野牛（Bison）、水牛（Bubalus）、麗牛（Leptobos）、四不象鹿（Elaphurus）等。

第四紀地質(zhì)學早更新世代表

早更新世的代表動物群，中國北方有泥河灣動物群或西侯度動物群，南方有元謀動物群，歐洲有維拉弗朗動物群；美洲有布蘭科動物群。中更新世時期，第三紀的殘留種類，如劍齒虎、劍齒象的一些種屬還繼續(xù)生存著，乳齒象、三趾馬則僅在個別區(qū)域里有過很短時期的存在。早更新世出現(xiàn)的種類有相當一部分延續(xù)了下來，現(xiàn)代化的成分越來越多，真正的大角鹿（Megaloceros）、馬鹿（Cervus elaphus）、驢（Equus hemionus）開始出現(xiàn)，貓熊在中國華南地區(qū)很繁盛。這個時期的動物群，中國有公王嶺動物群。周口店動物群、鹽井溝動物群等；歐洲有瓦爾動物群、克羅默動物群、荷爾斯泰因動物群、伊爾福德動物群等；美洲有歐文頓動物群。晚更新世時期，中更新世動物群中的成分大量減少，現(xiàn)生種增加很多，驢、馬鹿、原始牛（Bos primigenius）等得到了大發(fā)展，猛犸象（Mammuthus）在北半球高緯度地區(qū)廣泛分布。這一時期代表性的動物群中國有丁村動物群、薩拉烏蘇動物群、山頂洞動物群等（見中國舊石器時代考古）；歐洲有埃姆動物群等；美洲有蘭喬拉布雷阿動物群等。

第四紀地質(zhì)學全新世動物群

全新世動物群以現(xiàn)生種為主，化石種比以往任何時候都少，只有披毛犀（Coelodonta antiquitatis）、猛犸象曾經(jīng)殘存過一段時間，驢、馬鹿等一直生活到現(xiàn)今。此外，第四紀期間，軟體動物和微體動物分布廣泛，類型繁雜，多種多樣的植物遍及世界各個角落，隨著氣候和地理環(huán)境的變遷，它們不斷地發(fā)生變化。

科學家們終于斬斷了地質(zhì)學時間表的一個“戈爾迪之結(jié)”。

據(jù)美國《科學》雜志在線新聞報道，09年5月21日，一項有關(guān)這一問題的最終委員會投票結(jié)果公諸于世：這一結(jié)果只等一個由最終的權(quán)威機構(gòu)——國際地層委員會（ICS）——給出的毫無懸念的批準：距今260萬年到現(xiàn)代的地質(zhì)時期是被官方認可的第四紀，在第四紀中，人類開始使用工具，而高緯度地區(qū)則出現(xiàn)了多次冰川時代。

作為ICS的一個成員組織，第四紀委員會主席、英國劍橋大學的Philip Gibbard表示：“第四紀委員會對此感到如釋重負，我們都很高興?！盙ibbard說，術(shù)語“并非是無法改變的金科玉律”，“這僅僅是一個替換標簽的問題”。

第四紀地質(zhì)是指距今260萬年到現(xiàn)代的地質(zhì)時期，在第四紀中，人類開始使用工具，而高緯度地區(qū)則出現(xiàn)了多次冰川時代。

第四紀地質(zhì)圖是表達第四紀地質(zhì)現(xiàn)象的各種圖件的統(tǒng)稱。用不同的顏色、花紋和符號，將一定地區(qū)第四紀沉積物的成因類型、第四紀地層與第四紀火山巖的巖性和時代，以及第四紀地質(zhì)構(gòu)造等現(xiàn)象，填繪在一定比例尺的地形圖上，稱普通第四紀地質(zhì)圖或區(qū)域第四紀地質(zhì)圖。

第四紀地質(zhì)圖（Quaternary geological map）依生產(chǎn)和科研的不同需要可編繪專門的第四紀地質(zhì)圖，如第四紀某一時期古地理圖、第四紀沉積物等厚線圖等。除平面圖外，還可編繪各種第四紀地質(zhì)剖面圖。 2100433B