1地貌学和第四纪地质学绪论

地貌学及第四纪地质学—GeomorphologyandQuaternaryGeology主讲老师：梁美艳[e-mail]中国地质大学（武汉）地球科学学院地理系TheimageshowsatreeinTierradelFuego,Argentina.Shiftsinthepositionandintensityofthesouthernwesterlywindsrecordedatsinglesiteshavebeensuggestedtoreflectuniformvariationthroughoutthewindbelt.SedimentologicalanalysesfromtheAndessuggestthatchangesinwindintensityinthecoreandnorthernmarginofthewesterlieswereantiphasedduringtheHoloceneepoch第一章绪论‹地貌学与第四纪地质学研究对象和性质‹地貌学研究的基本概念‹第四纪地质学的基本问题一．地貌学及第四纪地质学的研究内容二．地貌学与第四纪地质学的联系三．地貌学及第四纪地质学与其他学科的关系四.本课程主要学科发展概况五．地貌学及第四纪地质学的研究意义第一节地貌学及第四纪地质学的研究对象和性质一、地貌学及第四纪地质学的研究内容地貌一词由三个源自希腊语的词根geo(地球)，morphe(外表形状、面貌)，logos(论述)所组成表明这是一门研究地球表面形状的学科。1、地貌学(geomorphology)研究内容一、地貌学及第四纪地质学的研究内容地球表面形状，指地壳表面由岩石构成的起伏形态(如平原、高原、山脉、山峰、丘陵、河谷、盆地、悬崖等)，简称为“地形”或“地貌”。1、地貌学(geomorphology)研究内容一、地貌学及第四纪地质学的研究内容1、地貌学(geomorphology)研究内容地貌学的研究对象是地貌或地形(landforms)，即各种规模的地表起伏的总和。地貌学是研究地表地貌形态特征、成因、分布和形成发展规律的学科。一、地貌学及第四纪地质学的研究内容地球表面各种形态特征、塑造地表形态的动力、地貌发育演化规律以及地貌的内部结构及地貌的空间分布规律，并根据地貌发育演化的规律来利用改造自然1、地貌学(geomorphology)研究内容一、地貌学及第四纪地质学的研究内容3、第四纪（Quaternary）术语的由来意大利采矿工程师GiovanniArduino（1714-1795）将地质历史划分为第一纪（Primary）、第二纪（Secondary）、第三纪（Tertiary）和第四纪（Quaternary），创立了Quaternary一词。后来，法国地质学家Desnoyers（1829）用Quaternary一词描述覆盖于Seine盆地第三纪地层之上的海相、湖相及河流相等松散沉积物。一、地貌学及第四纪地质学的研究内容1833年，Reboul用Quaternary代指含现生动植物物种的地层。1839年，莱伊尔（C.Lyell）把海相地层中含无脊椎动物化石现生种类达90%和陆相地层有人类活动遗迹的沉积物划归为第四纪，并把第四纪分为更新世（Pleistocene）和近代（Recent）。1869年，基尔瓦斯（Gerivais）提出全新世（Holocene）一词。3、第四纪（Quaternary）术语的由来第四纪术语的危机近年来出现了对第四纪在地质年表中地位问题的争论，一些从事第三纪（古近纪和新近纪）研究的科学家主张取消第四纪作为正式的地层单位。近年来出现了对第四纪在地质年表近年来出现了对第四纪在地质年表中地位问题的争论，一些从事中地位问题的争论，一些从事第三纪（古近纪和新近纪）研究的第三纪（古近纪和新近纪）研究的科学家主张取消第四纪作为正科学家主张取消第四纪作为正式的地层单位。式的地层单位。2004年的国际地质年表废除了第四纪！2005和2006年的国际地质年表仅仅把第四纪（系）当做一个亚纪（系）！200520062008年的国际地质年表存在两个第四纪（系）的下限！格拉斯阶（Gelasian）划归新近纪还是第四纪存在不同意见。第四纪地质学家们积极呼吁取得的共识是：（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2.588Ma；（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。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2.588Ma；（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。问题在2008年的国际地质大会（33rdIGC,Oslo）上已经解决，第四纪被确立为一个正式的地层单元。问题在2008年的国际地质大会（33rdIGC,Oslo）上已经解决，第四纪被确立为一个正式的地层单元。将之前第四纪的下限向前延伸了约80万年！NatureScienceNature和Science周刊的报道第四纪的下限年代记两个数字：全新世：1.17万年第四纪：2.588百万年更新世全新世第四纪第四纪在2009年国际地质年表中的位置2.588百万年第四纪的时间十分短暂第四纪的时间十分短暂如果把整个地球历史（45.67亿年）比作一天的24小时第四纪相当于约49秒！开始时已经到了23:59’11’’，一、地貌学及第四纪地质学的研究内容3、第四纪地质学研究内容：是研究距今二三百万年内第四纪的沉积物、生物、气候、地层、构造运动和地壳发展历史规律的学科。(1)第四纪沉积物的形成，第四纪地层的划分和对比，拟定第四纪地质年表。(2)研究第四纪环境，包括地壳运动的特征、气候的演化及生物界的发展历史，并由此产生一系列分支学科：新构造运动学、古冰川学、第四纪古地理学、古人类学等。二、地貌学与第四纪地质学的联系1、地貌学与第四纪地质学均属于地球科学。它们阐述地球最近代的历史。地貌学的研究在很大程度上是研究剥蚀与堆积的关系，而目前地表形态大都形成于第四纪，第四纪地层正是近期地貌演变的天然记录，因此，地貌学与第四纪地质学有着不可分割的联系。在地表形态形成过程的同时，也就形成了第四纪沉积物的形成过程。二、地貌学与第四纪地质学的联系2、地貌学与第四纪地质学不仅研究的时空范围一致、研究对象和内容类同，而且研究方法亦有许多相似的地方。区域调查、沉积物岩性、岩相分析、动力分析、地球物理方法、同位素测年、遥感遥测等新技术等，都是两者共同的研究方法．二、地貌学与第四纪地质学的联系3、在理论和生产实践上它们也有紧密联系．地貌工作者必需具有较充实的第四纪地质理论基础，才有可能对地貌发展的趋向进行预测性的研究．研究第四纪地层时又往往借助于地貌学的方法。相辅相成，互相促进，成为兄弟学科。™地貌学第四纪地质学是一个事物的两个方面，地貌学侧重于研究外表，第四纪地质学侧重于内容。™由于两者的关系极为密切，我校的袁复礼教授首次将两者熔在一起，作为一门课程来上，始于20世纪五十年代，一直延续至今。很多院校也采纳了这一做法。二、地貌学与第四纪地质学的联系三、地貌学及第四纪地质学与其他学科的关系地貌学与第四纪地质学研究地球表面及其环境，重点研究地表与其他圈层、特别是岩石圈层间的相互影响和相互作用。三、地貌学及第四纪地质学与其他学科的关系1、地貌学是地质学与自然地理学之间的边缘学科研究地貌形成的内动力不仅要研究各种构造型式(褶皱，断层)和岩石性质对地貌发育的影响，而且要研究造成地貌的机制、时代、性质和强度等，这些都与大地构造学、岩石学，新构造运动学等地质学的分支学科紧密联系．三、地貌学及第四纪地质学与其他学科的关系2、交叉性‹地貌学的理论和方法是新构造运动和地震地质研究的重要手段，所以地质界认为地貌学是动力地质学或物理地质学的一部分．‹地貌形成的外动力与地球外部圈层息息相关，因而地貌又是地理环境的组成要素。‹研究地貌的外动力需要有较深的自然地理学基础；‹自然地理学以及自然地理学的综合研究，地貌又是主要的因素和条件，因此地貌学又是自然地理学的一个分支。三、地貌学及第四纪地质学与其他学科的关系3、第四纪地质学是历史地质学的一个分支‹它把第四纪自然环境作为其研究的主要内容．‹在研究气候与海面变化、新构造运动、生物界与古人类的演化中，必须要有丰富的动力地质学、地史学、沉积岩石学，考古学及自然地理学等的基础知识，同时它本身又构成这些学科的研究基础。三、地貌学及第四纪地质学与其他学科的关系地貌学、第四纪地质学与上述各地球学科密切相关，彼此都利用对方有关的理论方法来从事自身研究，相互促进学科的发展。四、本课程主要学科发展概况™本课程主要学科第四纪地质学与地貌学都是从地质学和地理学中发展起来的™19世纪到20世纪初，探险、区域考察、运河、水坝建筑和建材与沙矿开采等活动推动了地貌学和第四纪地质学的发展。这一阶段提出了河流侵蚀理论，并为冰川地质学打下了基础。1928年建立了国际性第四纪学术研究机构——国际第四纪研究联合会（INQUA）目标：促进有关第四纪基础研究和应用研究的国际交流与合作。™20世纪初到60年代,为满足工业化社会的多种需求,第四纪地质学在沉积物成因、沙矿、动植物群、古气候、海平面及新构造运动等方面的研究和地貌学在河流、冰川、岩溶、海岸、荒漠及冻土等方面的研究取得主要的理论与应用研究成果,在许多方面形成了相对独立的部分。四、本课程主要学科发展概况™20世纪60年代以来，气候地貌和构造地貌研究取得了明显进展。由于新技术、新方法的应用（ODP、IODP计划），第四纪海洋地质研究取得了重大突破。根据对深海沉积物钻孔岩芯样品的氧同位素研究，提出了气候多波动模式，黄土和冰岩芯的研究也取得了类似的结果。这些研究为全球气候与环境变化研究打下了新的基础。现代第四纪研究日益向多学科交叉的综合性第四纪地质学科（QuaternaryGeosciences）方向发展，成为近30年来环境、资源与应用研究并重，研究内容最丰富和发展速度最快的地球科学分支学科之一。四、本课程主要学科发展概况™中国在第四纪哺乳动物与古人类、黄土、地震和青藏高原隆升等方面的研究成果为世界瞩目。河流、沙漠、岩溶、冰川、冻土、平原堆积物和泥石流研究成果卓有实效。第四纪海洋沉积物、海平面变化、植物孢粉、地震灾害、环境研究和新技术方法的应用正蓬勃发展并取得若干重要成果。1991年8月在北京召开了国际第四纪联合会。（INQUA）第十三届大会，刘东生院士当选为第十四届大会主席，表明中国第四纪研究水平已为世界所公认。四、本课程主要学科发展概况™刘东生：1917年11月24日生。天津市人。1942年西南联合大学地质系毕业。1949年南京大学生物系肄业（原中央大学）。四、本课程主要学科发展概况刘东生院士75岁时在野外考察中国科学院的地质专家刘东生院士于2002年4月获得世界环境科学最高荣誉、“环境科学的诺贝尔奖”——泰勒奖。颁奖机构发布的消息说，刘院士此殊荣是因为“在认识和应用陆地沉积物来理解全球环境变化方面作出了开创性的贡献”。四、本课程主要学科发展概况™2003年国家最高科技奖获得者——刘东生院士四、本课程主要学科发展概况国家最高科技奖获得者——刘东生院士™80岁上下，探索的足迹仍遍布南极、北极和青藏高原等“地球三极”；60年潜心研究，被誉为“黄土之父”；平息170多年来的黄土成因之争，建立了250万年来最完整的陆相古气候记录；直