第二章第四纪、地貌和地球环境变化动因概述 第四纪：第四纪是指约 2.4MaBP 以来地球发展的最新阶段。第四纪的特点：1、在短暂的地质时期内发生过多次急剧的寒暖气候变化和大规模冰川活动2、人类及其物质文明的形成发展3、显著的地壳运动4、广泛堆积陆相沉积物和矿产5、急剧和缓慢发生的各种地质灾害不断改变人类生存环境6、人类活动的范围和强度与日俱增 与前第四纪相比，第四纪有以下几个显著的特点： 人类的出现和人类文明的发展 气候发生了显著的降温，并出现明显的冷暖波动第四纪分期：是指约240万年以来地 球发展的最新阶段。其中，全新世又分为全新世早期 （Q4i）、全新世中期（Q/）和全新世 晚期（Q43）：全新世早期：1175Ka BP 全新世中期：7.525Ka BP全新世晚期：25现在表2-1第四紀分期烏井界年龄第:启 用I剋:容 遢 I烏胰井莊及分界歼-朶（kA PEJ）底新世妙晚更新也Qj） 130 中更境世iQJ 730N里新世iQj） -半2帕。上惭匿Lg2、第四纪沉积物的特征：1、岩性松散，第四纪沉积物形成时间短，成岩作用微弱，绝少硬结成岩。2、成因多样，由于第四纪气候、外动力和地貌多种多样，所以成因不同。3、岩性岩相变化快，由于形成时动力和地貌环境变化大，所以沉积物的岩性岩相结构变 化也大。4、厚度差异大，剥蚀区厚度小（几十厘米到十几米），堆积区厚度较大（几十米到几百米）。5、具有不同程度的风化，由于沉积物多出露于地表，受到冷暖气候交替变化影响，时代 越老风化越深。6、含有化石及人类文化遗存，在有的第四纪陆相堆积物中，含有大量的动物化石和古人 类化石等。J-I JU.=TTriAT；成因标志：沉积学标志：第四纪沉积物的岩性、结构、构造、产状和沉积体形状等特征 属于沉积学标志。岩性：第四纪碎屑沉积物的岩性研究，除运用沉积岩石学的方法和 经验外，针对第四纪沉积物松散、成熟度低、易风化和成岩作用微弱等特点，应该注意下 列几点的综合分析。1、砾石：对大于 2mm 的砾石（或角砾），应尽量在野外统计研究其砾性、砾径、砾向、砾态、表面 特征和风化程度。2、砂和粘土：小于 2mm 砂土在野外可根据其外貌和物理性质分为砂、亚砂土、亚粘土和粘土。应采 集部分标本、通过室内粒度分析（粒度特征研究、 颗粒表面电子显微镜扫描特征研究）对野外命名 补充修正。沉积构造：沉积物结构有大、中、小不同尺度特征。大指沉积无变 形变位和接触关系。中尺度指砾石和砂的排列特征。小尺度指镜下沉积颗粒的排列和砾间 关系等。1、流动营力结构：定向结构（叠瓦式排列）、非定向结构（离散 式）、弥散式（无数细小角砾散布在砂土中）、填充式（巨砾间 填充无数细砾）。2、非流动营力结构：定向结构（冰楔式、多边形式），非定向结 构（架堆式、层间式）3、沉积构造：层理、楔状体、结核。地貌标志：1、直接地貌标志：根据堆积地貌的形态可以判断堆积物的成因， 如洪积扇、河流阶地分别指示起组成物属于洪流成因和河流成 因。如堆积地貌破坏严重，则要先恢复起形态特征。2、间接地貌：利用剥蚀地貌推断起相关沉积物的成因和时代。（相 关沉积物：外力作用在剥蚀区塑造剥蚀地貌的同时，将破坏下 来的岩屑搬运到相邻地区堆积）。环境标志：环境标志有物理环境标志（对沉积形成有重要影响的气温、降水、外动力作用 类型、强度及其方向、古地磁环境等参数）、化学环境标志（有关水体、大气、土壤和地下 水等的化学成分和区域地球化学性质）和生物环境标志（与沉积物形成有关的指示性动植 物化石和遗迹）三类。第四纪沉积成因类型及其分类：一般划分为残积物（el）、崩积物（col）、滑积物（dp）、重 力堆积物、坡积物（dl）、洪积物（pl）、冲积物（al）、湖积物（I）、沼泽沉积物、海洋沉积 物、地下水沉积物、冰川沉积物（gl ）、风成沉积物、生物沉积物、风积物（eol ）、人工堆 积物等成因类型，火山碎屑沉积物是一种特殊的成因类型。每一种成因类型可根据不同情况 划分为不同亚类，如湖泊沉积物根据湖水的矿化度可划分为淡水湖沉积物与咸水湖沉积物。 不同的成因类型间还有一些中间类型或过渡类型，如三角洲沉积物是一种冲积+湖泊沉积物 或冲积+海洋沉积物，冰水沉积物是一种冰川+河流沉积物等。地貌形态：指地面上具有一定几何形态的高低起伏。地貌的基本要素：地形面（地表具有不同坡度的面），地形线（指两种地形面相交 而成的线），地形点（ 2条以上地形线相交的点）。地貌的分类：基本形态（指那些成因单纯、体积小、单个分布的地貌形态）扇形地、 阶地、斜坡、岭脊、洞、坑等。组合形态（在空间分布上有一定的规律、在成因上有联系、 在形态上无联系的地貌组合在一起）山岳、盆地、平原、沙漠等。 高于周边形态的称为正形态，反之为负形态。地貌的相对等级：相对等级：可分为 5 级I 巨型地貌（地球表面可以分为两大地貌单元：大陆、洋盆）大陆：由硅铝层和硅镁层的大陆壳组成，平均海拔875m。遭后期破坏严重。目前地貌学的 主要研究对象。洋盆：由单一的硅镁层的大洋壳组成，其上覆盖松散沉积物。地貌因受水体保护，形 态原始。洋底平均深度-3794m.大陆边缘：是陆壳的延伸部分，具有与大陆相似的结构，包括大陆架、大陆坡。II 大型地貌（在巨型地貌基础上进行划分。大陆又可分为山地（丘陵）、平原（盆地）。） 山地成因分类：由山岭和山谷组成。成因上可以分为构造山地、剥蚀山地（冰川山地、岩溶 山地等）。平原成因分类：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。皿中型地貌：山地又可进一步划分为河谷、分水岭W小型地貌：河谷分为谷坡（包括阶地）、谷底。V.微型地貌：在小型地貌中更低一级的地形起伏。地貌是内外地质营力相互作用的结果A原因 内外地质营力。 A基础岩石和地质构造。地貌旋回说：美国地貌学家W.M.Dvis提出侵蚀旋回学说，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：a幼年期（短暂，起伏迅速增加。峡谷V字型，高差大。）b壮年期（“起伏最强烈，地形变化最大。河谷侵蚀，斜坡大量发育，峡谷变宽谷。）c老年期起伏微弱而无限延长指时间），山坡消失，在分水岭之间残存有小小的残丘。形 成老年期的时间需很长。 ） 幼+壮W老年期。老年期发展的终极状态，即成为准平原。这些只代表其阶段性，不反映时间关系。第三章风化和重力地貌与堆积物 堆积物：地表岩石经受风化作用发生物理破坏和化学成分改变后，残留在原地的堆积物， 称为残积物。具有多层结构的残积物剖面称风化壳。残积物主要特征：1 残积物岩性：风化越深，细粒越多。（1）原岩岩屑：岩块、角砾、粉砂级颗粒（2）风化残余矿物：抗风化能力：氧化物 硅酸盐碳酸盐和硫酸盐卤化物。 溶解度：食盐石膏方解石橄榄石辉石角闪石滑石蛇纹石绿帘石正长石黑云母白 云母和石英（ 3）地表新生矿物：主要是粘土矿物和胶体矿物。2 残积物结构构造：由于风化作用具有从地表往下随深度增加而减弱，使残积物显示分 带现象。（1）全风化带：主要是原岩全风化为高价铁染红的粘土。（2）半风化基岩带（腐岩），地下水通过裂隙进入岩石一定深度，使岩石沿裂隙 风化成泥质产物（3）未风化基岩带：保存原岩岩性、结构，构造等特征。3、残积物厚度和产状：残积物一般保存在平坦的分水岭上，厚度变化大，产状极其不规则。 崩塌及崩塌堆积物：陡坡上的岩体、土体、块石或碎屑层，在重力作用下，突然发生急剧 的快速下移（崩落、翻转和滚落），在坡脚形成倒石堆或岩屑堆，这种现象称为崩塌。 滑坡及滑坡堆积物：斜坡上的大量土体、岩体或其他碎屑堆积物，主要在重力和水的作用 下，沿一定的滑动面做整体下滑的现象，称为滑坡。滑坡要素： 1滑坡体：斜坡上向下滑动的那部分土体或岩体。其上的树木随土体滑动而歪斜，称为醉 树（醉汉林）。2滑动面（滑动带）：滑坡体沿斜坡主体滑动的面。一般呈向上凹的圆弧形。滑动面有时 只有一个，有时有几个。滑动面上有磨光面和擦痕。有时有滑动面上下明显的扰动和拖曳 褶皱现象，构成滑动带。3滑坡壁与滑坡阶地： 滑坡体与坡上方未滑动岩土体之间的陡崖称为滑坡壁。滑坡壁是滑动面露出的部分，它的 高度代表下滑的距离。滑坡体下滑时，由于滑坡体各个部分移动的速度差异，产生分支滑 动面，使滑坡体分裂成为几个滑坡阶地。由于滑坡体沿弧形滑动面滑动，因此滑坡阶地原 有地面都向内倾斜呈反坡地形。4滑坡舌与滑坡鼓丘：滑坡体前缘常呈舌状突出，称为滑坡舌。在滑坡体移动过程中，滑 坡舌前面由于受到阻力挤压而鼓起，称为滑坡鼓丘。5滑坡湖与滑坡洼地：滑坡滑动后，在滑坡壁下部和滑坡台阶的后缘，即滑坡台阶的反坡 处，常常形成滑坡洼地。有时因地表水或地下水出露而形成滑坡湖。6.滑坡裂隙：滑坡形成条件I. 岩性条件：滑坡主要发生在含有亲水性粘土矿物，易于吸水加重岩体负荷，可塑性 强，使岩体易于变形滑动的区域。II. 地质构造条件：滑面常沿层理、节理面、断裂面等界面发生。III. 地貌条件：具有一面临空，坡度在 20-40 间的斜坡IV. 气候和水分条件：大量地表水和地下水渗入V. 地震VI. 人工活动：人工开挖。使岩体失去支撑。 坡积物：是片流和重力共同作用下，在斜坡地带堆积的沉积物，其中有时夹有冲沟和重力 的粗粒堆积物。坡积物岩性：以片流搬运的砂、粉砂和亚粘土为主。角砾以棱角 次棱角状为主，短距离 搬运岩性与斜坡上基岩一致。坡积物结构构造：由于片流往坡下运动速度逐渐变慢，坡积物呈现水平与垂直方向粒度变 化。1、平面上：近坡部分以粗粒为主，夹细粒碎石、砂土透镜体，宽度和厚度不大。 中部以亚砂土或亚粘土为主，夹少量碎石透镜体，宽度和厚度最大。 近谷底部为亚粘土，厚度不大；有时过渡为坡积冲积层。2、垂直坡面上：形成自下而上由碎石 亚砂土亚粘土构成的韵律层。表面 常发育古土壤。坡积物层理与坡面倾向、倾角大体一致，岩屑扁平面多顺坡向排列，长轴与坡向近垂直。第四章流水、湖泊和沼泽地貌与沉积物 河流阶地：过去不同时期的河谷底部（河床及河漫滩部分），由于河流下切作用的加强被抬 升超出一般洪水面以上，呈阶梯状分布于河谷谷坡上，这种地貌称为河流阶地。 河漫滩：河流洪水期淹没河床以外的谷底部分，称为河漫滩。冲积物：河流的沉积物统称为冲积物。 冲积物的成因：冲积物碎屑来自上游的集水区、河底及河岸基岩、谷坡上的重力堆积物、 坡积物、老冲积物和冰碛物。冲积物的特点： 砾石成分复杂, 往往具叠瓦状排列。砂和粉砂的矿物成分中不稳定组分较多。 分选性较好。 磨圆度较高。 层理发育，一般倾向河流下游 常呈透镜状或豆荚状，少数呈板片状。 往往具有二元结构，下部为河床沉积，上部为河漫滩沉积 河流阶地的分类与特点：1、侵蚀阶地：阶地的阶面和阶坡由基岩组成，阶面上保存有不厚的冲积层或残 余冲积砾石。2、基座阶地：阶面和阶坡上部为冲积物组成，阶坡下半部露出基座。 以上两种阶地是在侵蚀基准面下降时，河流都深切到河床冲积层以下的基岩中并使其露出于 水面以上。3、堆积阶地（嵌入阶地、内叠阶地、上叠阶地、掩埋阶地）。泥石流：泥石流是洪水侵蚀山体，夹带大量泥、砂、石块等固体物质沿着陡峻的山间沟谷 下泻而成的特殊洪流。泥石流的形成条件： A、地形条件：大面积的汇水区；沟谷具有一定的比降，