1、第二章第二章 地貌学与第四纪地质学的基本问题地貌学与第四纪地质学的基本问题一、第四纪地质学的基本问题一、第四纪地质学的基本问题18291829年法国地质年法国地质学家学家DesnyersDesnyers提出第四纪提出第四纪（QuaternaryQuaternary）一词）一词地球发展最近的一个时期地球发展最近的一个时期5252年后（年后（18811881）第二届国际地质学会正式采纳第二届国际地质学会正式采纳短暂的地质时期内发生了多次急剧的寒暖气候变化和短暂的地质时期内发生了多次急剧的寒暖气候变化和大规模冰川活动；大规模冰川活动；人类及其物质文明的形成发展；人类及其物质文明的形成发展；显著的地壳
2、运动；显著的地壳运动；广泛堆积陆相沉积物和矿产；广泛堆积陆相沉积物和矿产；急剧和缓慢发生的各种灾害不断改变人类生存环境；急剧和缓慢发生的各种灾害不断改变人类生存环境；人类活动的范围和强度与日俱增。人类活动的范围和强度与日俱增。2.380.730.130.11（1 1）沉积物的特征）沉积物的特征定名：第四纪期间形成的松散的岩石。定名：第四纪期间形成的松散的岩石。岩性松散岩性松散 成因多样成因多样岩性岩相变化快岩性岩相变化快厚度差异大厚度差异大不同程度地风化不同程度地风化含有化石及古文化遗存含有化石及古文化遗存研究意义研究意义（2 2）沉积物的岩性）沉积物的岩性碎屑碎屑化学化学生物生物火山堆积物火
3、山堆积物人工堆积物人工堆积物其中其中碎屑沉积物碎屑沉积物广泛分布在陆地和海洋中，是主要的研究对象。广泛分布在陆地和海洋中，是主要的研究对象。沉积物岩性沉积物岩性第四纪碎屑沉积物砾级划分第四纪碎屑沉积物砾级划分第四纪碎屑沉积物命名第四纪碎屑沉积物命名二元命名法二元命名法：以砂（：以砂（0.02-2mm0.02-2mm）、砾（）、砾（2mm2mm）的含量为依据。）的含量为依据。三元命名法：三元命名法：以砂以砂（0.02-2mm0.02-2mm）、粉砂粒粉砂粒（0.002-0.02mm0.002-0.02mm）、粘粒、粘粒（0.002mm0.002mm）的含量为依据。的含量为依据。（3 3）沉积物的
4、成因分析）沉积物的成因分析第四纪沉积物的成因标志：第四纪沉积物的成因标志：沉积学、地貌与环境标志。沉积学、地貌与环境标志。沉积学标志沉积学标志：岩性、结构、构造、产状、沉积体的形状。：岩性、结构、构造、产状、沉积体的形状。.砾石砾石a.a.砾性砾性 单一性、复杂性，可溶岩石数量、抗蚀岩石的比例，远源、近源单一性、复杂性，可溶岩石数量、抗蚀岩石的比例，远源、近源岩石等。岩石等。b.b.粒径粒径 长轴（长轴（a a）、中轴（）、中轴（b b）、短轴（）、短轴（c c）（以）（以mmmm计量），测量时少计量），测量时少数巨粒及其间的细粒不计在内。数巨粒及其间的细粒不计在内。c.c.砾向砾向 包括砾石
5、的扁平面（包括砾石的扁平面（abab）与短轴（）与短轴（c c）的产状。砾石扁平）的产状。砾石扁平面的叠瓦状排列：多数情况下，面的叠瓦状排列：多数情况下，abab面的优势倾向与流动介质面的优势倾向与流动介质的运动方向相反。的运动方向相反。d.d.砾态砾态 指砾石的指砾石的圆度、球度与扁平度圆度、球度与扁平度。圆度圆度：磨圆程度；：磨圆程度；球度球度：球形化程度；：球形化程度；扁平度扁平度：(a+b)/c(a+b)/c砾态随搬运距离的变化而变化。砾态随搬运距离的变化而变化。e.e.表面特征表面特征 冰川擦痕、新月状擦口、圆形压坑，泥石流的纺锤状撞冰川擦痕、新月状擦口、圆形压坑，泥石流的纺锤状撞痕
6、，崩塌砸痕痕，崩塌砸痕f.f.风化程度风化程度 全风化（一击即碎）全风化（一击即碎）半风化（中心未风化）半风化（中心未风化）未风化未风化测量时选择相似岩性的砾石进行比较。测量时选择相似岩性的砾石进行比较。.砂与粘土砂与粘土a.a.粒度特征粒度特征b.b.颗粒表面扫描电镜特征研究颗粒表面扫描电镜特征研究 石英砂的扫描电镜，可提供一系列动力作用的微观石英砂的扫描电镜，可提供一系列动力作用的微观特征，如海浪的特征，如海浪的V V型坑，风力吹蚀的圆形洼地等。型坑，风力吹蚀的圆形洼地等。大尺度：沉积物的变形变位；大尺度：沉积物的变形变位；中尺度：砂与砾石的排列特征；中尺度：砂与砾石的排列特征；小尺度：镜
7、下沉积物的颗粒排列与粒间关系。小尺度：镜下沉积物的颗粒排列与粒间关系。.流动营力结构流动营力结构a.a.定向结构：定向结构：叠瓦式排列（叠瓦式排列（a a）b.b.非定向结构：非定向结构：离散式（离散式（b b）、弥散式（）、弥散式（c c）与充填式（）与充填式（d d）.非流动营力结构非流动营力结构a.a.定向结构定向结构 冰楔式（冰楔式（e）：砾石排列在楔状体两壁或长轴直插楔体：砾石排列在楔状体两壁或长轴直插楔体沉积物中，形成于永久冻土中受冻融挤压。沉积物中，形成于永久冻土中受冻融挤压。多边形（多边形（f）：砾石呈多边形或环状排列。：砾石呈多边形或环状排列。b.b.非定向结构非定向结构 架
8、堆式（架堆式（g）层间式（层间式（f）：）：残积物上部细土被风或水冲走后，露出粗粒残积物上部细土被风或水冲走后，露出粗粒再风化成细粒，部分难风化角砾夹在细粒间。再风化成细粒，部分难风化角砾夹在细粒间。a.a.层理层理b.b.楔状体楔状体 第四纪沉积物中保存的楔状体沉积，如古冰楔、古泥裂、第四纪沉积物中保存的楔状体沉积，如古冰楔、古泥裂、地震楔、溶蚀楔等，可提供成因、气候及古环境等。地震楔、溶蚀楔等，可提供成因、气候及古环境等。c.c.结核结核结核是第四纪沉积物中常见的一种构造，多为次生。结核是第四纪沉积物中常见的一种构造，多为次生。d.d.网纹构造网纹构造地貌标志地貌标志 a.a.直接地貌标志
9、直接地貌标志：根据堆积物的形态判断堆积物的根据堆积物的形态判断堆积物的成因。成因。b.b.间接地貌标志间接地貌标志：利用剥蚀地貌推断其相关沉积物：利用剥蚀地貌推断其相关沉积物的成因和时代。的成因和时代。相关沉积物相关沉积物是指外力在剥蚀区塑造剥蚀地是指外力在剥蚀区塑造剥蚀地貌的同时，将剥蚀下来的岩屑搬运到相邻地区堆积，这种堆貌的同时，将剥蚀下来的岩屑搬运到相邻地区堆积，这种堆积物就是剥蚀地貌的相关沉积物。积物就是剥蚀地貌的相关沉积物。小范围内沟口冲出锥就是冲沟的相关沉积物；大范围小范围内沟口冲出锥就是冲沟的相关沉积物；大范围内平原是山地剥蚀地形的相关沉积物内平原是山地剥蚀地形的相关沉积物环境标
10、志环境标志 a.a.物理环境标志物理环境标志：气温、降水、外动力作用类型和气温、降水、外动力作用类型和强度、古地磁环境等参数；强度、古地磁环境等参数；b.b.化学环境标志化学环境标志：指与沉积物有关的水体、大：指与沉积物有关的水体、大气、土壤和地下水的化学性质；气、土壤和地下水的化学性质；c.c.生物环境标志生物环境标志：指与沉积物有关的指示性动：指与沉积物有关的指示性动植物化石和遗迹。植物化石和遗迹。二、地貌学的基本问题二、地貌学的基本问题（一）地貌形态（二）地貌的分级（三）地貌的成因（四）地貌的时代（五）地貌发展的旋回性（六）地貌景观价值的评价（一）地貌形态（一）地貌形态指地球表面所有的大
11、大小小的高低起伏。1.1.地貌的基本要素地貌的基本要素 地形面：地表具不同坡度的面。地形面：地表具不同坡度的面。地形线：两种地形面相交而成的线。地形线：两种地形面相交而成的线。地形点：地形点：2 2条以上地形线相交的点。条以上地形线相交的点。2.2.地貌形态的测量指标地貌形态的测量指标高度：高度：绝对高度绝对高度(即海拔高度即海拔高度)，从图上读取。，从图上读取。相对相对高度高度，2 2种地貌之间的高差。种地貌之间的高差。坡度：坡度：坡度主要反映在地形面上。坡度主要反映在地形面上。一般的划分等级为：一般的划分等级为：陡陡 坡：坡角坡：坡角5050 中等坡：坡角中等坡：坡角25255050 缓缓
12、 坡：坡角坡：坡角2525 在堆积地貌上，不同的坡度可反映不同的成因类型。在堆积地貌上，不同的坡度可反映不同的成因类型。高度大、坡度大地形陡峻高度大、坡度大地形陡峻 高度小、坡度小地形平缓高度小、坡度小地形平缓高度高度 坡度能反映地貌形态坡度能反映地貌形态 地面破坏程度：地面破坏程度：割切深度割切深度：指一种地貌的最高点和最低点：指一种地貌的最高点和最低点之间的距离。之间的距离。切割密度切割密度：水道长度：水道长度/单位面积。单位面积。3.3.地貌形态类型地貌形态类型 地貌的形态分为地貌的形态分为基本形态基本形态和和组合形态组合形态基本形态基本形态：指那些成因单一、体积小、孤立分布的地貌形指那
13、些成因单一、体积小、孤立分布的地貌形态，例如：阶地、斜坡、岭脊等。态，例如：阶地、斜坡、岭脊等。组合形态：组合形态：在空间分布上有一定的规律、成因上相关、在在空间分布上有一定的规律、成因上相关、在形态上无联系的地貌组合在一起，例如：山岳、盆地、平原、形态上无联系的地貌组合在一起，例如：山岳、盆地、平原、沙漠等。沙漠等。正形态：凡高出周围的形态指与周围地貌的关系A阶地、垅、丘负形态：比周围低的形态A谷地、洼地、坑、穴（二）地貌的分级（二）地貌的分级I.I.巨型地貌巨型地貌：大陆、洋盆：大陆、洋盆II.II.大型地貌大型地貌：山地、平原、盆地：山地、平原、盆地III.III.中型地貌中型地貌：山地
14、，分为河谷、山岭：山地，分为河谷、山岭IV.IV.小型地貌小型地貌：河谷，分为阶地、坡地：河谷，分为阶地、坡地V.V.微型地貌微型地貌：小型地貌中更低一级地形起伏：小型地貌中更低一级地形起伏前缘前缘地表上不同规模形态的地貌最大规模的是最大规模的是陆地陆地和和海洋海洋，前，前者者1495014950万万kmkm2 2，占，占29%29%，后者后者3610636106万万kmkm2 2，占，占71%71%。陆地上有环绕太平洋和横贯欧陆地上有环绕太平洋和横贯欧亚大陆的亚大陆的高大山脉高大山脉，数千，数千kmkm长的长的河流河流，面积达数百万，面积达数百万kmkm2 2的的平原和盆地平原和盆地，还有长
15、，还有长度和高度不及度和高度不及1km1km的各种的各种沟沟谷和沙丘谷和沙丘等；海洋中有等；海洋中有大洋盆大洋盆地、洋中脊和海沟地、洋中脊和海沟等。等。.巨型地貌巨型地貌 大陆大陆：由硅铝层和硅镁层组成，平均海拔由硅铝层和硅镁层组成，平均海拔875m875m，遭后期破坏，遭后期破坏严重，是地貌学的主要研究对象。严重，是地貌学的主要研究对象。洋盆洋盆：由单一的硅镁层组成，其上覆盖松散沉积物，地貌因受由单一的硅镁层组成，其上覆盖松散沉积物，地貌因受水体保护，形态原始，平均深度水体保护，形态原始，平均深度-3794m.-3794m.大陆边缘大陆边缘：是陆壳的延伸部分，与大陆相似的结构，包括大陆是陆壳
16、的延伸部分，与大陆相似的结构，包括大陆架、大陆坡。架、大陆坡。.大型地貌大型地貌 ,山地：山地：由山岭和山谷组成。山岭成因上可以分为构造由山岭和山谷组成。山岭成因上可以分为构造山地、剥蚀山地。山地、剥蚀山地。-丘陵：丘陵：海拔小于海拔小于500m500m的走向或明显或不明显的高地的走向或明显或不明显的高地与洼地相间排列的地貌组合，成因上与山地有密切的联系。与洼地相间排列的地貌组合，成因上与山地有密切的联系。.平原：平原：地势平坦、高差小，或略有起伏的大面积地貌地势平坦、高差小，或略有起伏的大面积地貌组合。成因分类包括构造平原、剥蚀平原、堆积平原。组合。成因分类包括构造平原、剥蚀平原、堆积平原。
17、褶皱山地褶皱山地断块山地断块山地火山地貌火山地貌剥蚀山地剥蚀山地山地的高度分类山地的高度分类平原的高度分类平原的高度分类.中型地貌中型地貌山谷：山谷：由谷坡、阶地、河床等组成。山间盆地：山间盆地：发育在山脉中的盆地。山岭山岭：一般是山脉的中央部位。.小型地貌小型地貌阶地、河漫滩、洪积扇、冲积扇、三角洲地貌等级的研究：地貌等级的研究：宏观观察和制图：巨、大型级，卫星、遥感手段微观研究和制图：在野外，从小型地貌入手，然后扩展大中型地貌（三）地貌的成因（三）地貌的成因I.地貌是内外地质营力共同作用的结果。地貌是内外地质营力共同作用的结果。是地球内部深处物质运动引起的地壳水平运是地球内部深处物质运动引
18、起的地壳水平运动、垂直运动、断裂活动和岩浆活动，它是地表起伏的动因，动、垂直运动、断裂活动和岩浆活动，它是地表起伏的动因，其发展方向是增强地表起伏。其发展方向是增强地表起伏。是太阳能引起的流水、冰川和风力等对地表是太阳能引起的流水、冰川和风力等对地表的剥蚀与堆积作用，其作用趋势为减小地表起伏。的剥蚀与堆积作用，其作用趋势为减小地表起伏。A.水平运动：始新世以来，印度板块与欧亚板块以0.330.27cm/y 碰撞，造成喜山的上升。B.垂直运动：主要是新构造运动对塑造现代地貌 起了主导作用，地壳升降主要形成中小型地貌。C.岩浆活动：岩浆上升形成火山地形，溢出的熔岩填平地形，形成熔岩高原或平原。1.
19、1.内地质营力作用内地质营力作用2.2.外地质营力作用外地质营力作用主要来自太阳能、风能、流水、风化、冰川等能量。削高：产生剥蚀地貌 补低：造成堆积地貌 外营力作用过程II.II.不同等级地貌内外营力的关系不同等级地貌内外营力的关系 两头的作用力比较单纯，仅一种营力，复杂的是中小型地貌，两头的作用力比较单纯，仅一种营力，复杂的是中小型地貌，既有外力作用，也有内力作用。既有外力作用，也有内力作用。III.影响地貌形成发展的其它因素 1.气候 2.岩性 3.植被 4.人工活动 5.地质构造 IV.地貌的成因类型 A.A.外力地貌外力地貌：侵蚀地貌、堆积地貌：侵蚀地貌、堆积地貌B.B.内力地貌内力地
20、貌：构造运动所造成的地貌。：构造运动所造成的地貌。1.1.新构造运动直接造成地貌，青藏高原新构造运动直接造成地貌，青藏高原 2.2.剥蚀构造地貌，已经形成的地质构造，经过外力风剥蚀构造地貌，已经形成的地质构造，经过外力风化剥蚀后，把其构造揭露出来化剥蚀后，把其构造揭露出来 3.3.火山地貌：火山地貌：由于火山地质作用形成的地貌由于火山地质作用形成的地貌C.C.人工地貌人工地貌：古运河、修大寨田、围海造田、红旗渠、人古运河、修大寨田、围海造田、红旗渠、人工岛。工岛。巴拿马运河荷兰围海造田迪拜棕榈岛龙胜梯田雅丹地貌雅丹地貌（四）地貌的时代（四）地貌的时代1.1.概念：概念：地貌的年代：主要指地貌形
21、成以后的年代。地貌的年代：主要指地貌形成以后的年代。只有等基本要素固定下来以后方能算年代。只有等基本要素固定下来以后方能算年代。任何地貌随着时间的推移，总是有一个产生、任何地貌随着时间的推移，总是有一个产生、发展和消亡的过程。发展和消亡的过程。2.2.地貌年龄的测定方法地貌年龄的测定方法 地貌年代相对时序的确定地貌年代相对时序的确定 地貌地质年代的确定地貌地质年代的确定 a.古生物法：主要利用地貌堆积物中所含的古生物(Q)化石，确定地貌年代。此法适用于堆积地貌，因侵蚀地貌常无堆积物。b.年间法：确定的地貌在某一阶段形成，确定的时间间隔越短越好，长了则无意义，主要是利用寻找地貌上最老的堆积物和剥
22、蚀地形切割的最年轻的堆积物。c.c.其他方法：其他方法：C C1414 法、历史考古法等。法、历史考古法等。（五）地貌发展的旋回性（五）地貌发展的旋回性旋回性：指由于塑造大型地貌的内外营力的周期性变化，使大型地貌的发展表现出多次渐变和急剧变化的交替。戴维斯侵蚀旋回学说：即指假定有一地块，原始面非常平缓，在某一地质时期即指假定有一地块，原始面非常平缓，在某一地质时期突然抬升，抬升后遭受河流的侵蚀和流水剥蚀，根据剥蚀程突然抬升，抬升后遭受河流的侵蚀和流水剥蚀，根据剥蚀程度，分为：度，分为：a.a.幼年期幼年期 b.b.壮年期壮年期 c.c.老年期老年期（这些只代表其阶段性，不（这些只代表其阶段性，
23、不反映时间关系）反映时间关系）夷平面夷平面 ：是规模较大的残留地貌，它是在地壳处于长期是规模较大的残留地貌，它是在地壳处于长期相对稳定和气候比较湿润条件下，风化剥蚀作用的结果，致相对稳定和气候比较湿润条件下，风化剥蚀作用的结果，致使岩性、地质构造的地貌差异逐渐缩小，形成向海洋水准面使岩性、地质构造的地貌差异逐渐缩小，形成向海洋水准面趋近的平缓（或波状）地形。趋近的平缓（或波状）地形。准平原：准平原：是剥蚀作用发展的趋势，夷平面是这是剥蚀作用发展的趋势，夷平面是这 个过程的个过程的一个阶段。以河流作用为主形成的夷平面，可能是准平原，一个阶段。以河流作用为主形成的夷平面，可能是准平原，也可能是尚未
24、达到准平原化的老年期宽谷地形。所以，夷平也可能是尚未达到准平原化的老年期宽谷地形。所以，夷平面与准平原不能完全等同。面与准平原不能完全等同。V V型谷型谷高差高差大大起伏最强烈，地形变化最大起伏最强烈，地形变化最大 ，河谷、斜坡大量发育河谷、斜坡大量发育起伏微弱而无限延长（时间)三、中国第四纪地质与地貌的基本特征三、中国第四纪地质与地貌的基本特征I.第四纪地质的基本特征 沉积物类型的多样性 新构造运动的区域性 哺乳动物群的南、北差异性 气候波动的区域性与全球性 季风作用的特殊性 人类文化的差异性II.地貌的基本特征 三级阶地三级阶地 地貌类型及成因多样性 地貌发育的区域性 地貌发展的旋回性四、第四纪地球环境变化动因概述四、第四纪地球环境变化动因概述 基本特征：冰川性冷暖交替及与其相关的干湿交替变化基本特征：冰川性冷暖交替及与其相关的干湿交替变化 水平运动、垂直运动、断裂活动、火山活动及地震，影响气候带水平运动、垂直运动、断裂活动、火山活动及地震，影响气候带的分布的分布大气圈：空气污染、酸雨、臭氧空洞及大气圈：空气污染、酸雨、臭氧空洞及CO2温室效应温室效应 水水 圈：水质污染、资源匮缺、海平面上升圈：水质污染、资源匮缺、海平面上升 生物圈：物种消失、人口激增、生态恶化生物圈：物种消失、人口激增、生态恶化 岩石圈：能源消耗、人为自然灾害岩石圈：能源消耗、人为自然灾害
