第四纪地质学的发展

1、第四纪下限年代的延伸与第四纪地质学的发展2011-07-01 21:13:36|分类 资源共享|标签第四纪的由来第四纪下限年代第四纪地质学安芷生刘东生|字号大中小订阅一、第四纪(Quaternary)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(Schneer,1969)。后来，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

2、松散沉积物。1833年，Reboul用Quaternary代指含现生动植物物种的地层(Reboul，1833)。二、第四纪(Quaternary)下限年代之争1833年，Lyell将第三纪(Tertiary)划分为始新世(Eocene)、中新世(Miocene)、老上新世 (OlderPliocene)和新上新世(Newer Pliocene)，并把这之后的时期称为 RecentEpoch (Lyell, 1833)。后来，Lyell(1839)又引入 Pleistocene 一词取代 NewerPliocene，并指出 Pleistocene 等同于 Desnoyers 所认为的Quater

3、nary的下部的地层(Gradstein etal., 2004a)。1837年，Louis Agassiz用冰期理论解释 欧洲和北美发现的一些沉积物Forbes(1846)认为这些沉积物形成于冰期等同于Quaternary(Gradsteinet al.,2004a)。1853 年，H?rnes(1853)引入 Neogene 一词，其包含Tertiary 和 Quaternary(Gradsteinetal., 2004a)。在1948年伦敦召开的第十八届国际地质大会上，会议建议选择意大利的沉积序列为上新世/更新世(第三 纪/第四纪)界限的层型，同时考虑将这一界限置于体现新近纪气候开始变冷

4、的层位(Pillans andNaish， 2004)。1984年，在莫斯科召开的第二十七届国际地质大会上批准了意大利南部的Vrica剖面为上新世/ 更新世界限的层型剖面(Aguirre and Pasini，1985)。这一界限的天文年代约为1.81Ma (Hilgen，1991)。 但这一界限一直没有被广大第四纪工作中所接受。1995年在柏林召开的第十四届INQUA大会上，许多研 究者依据海、陆气候变化记录认为1.81 Ma的界限在海、陆记录中并不特殊，提出以Gauss/Matuyama古地磁界限(约 2.6Ma)为上新世更新世界限(Bardaji et al., 1997; Ding e

5、t al., 1997; Partridge， 1997；Shackleton, 1997; Suc et al., 1997)，但这一提议被国际地层委员会拒绝。三、“第四纪”(Quaternary)一词去留之争1995年，Berggren等(1995)提出将新生代划分为新近纪和古近纪两个纪，废除第三纪和第四纪，其 中新近纪包括中新世、上新世、更新世和全新世，古近纪包括古新世、始新世和渐新世。2004年春国际地层委员会公布的“国际地层表”采用了这一提议，第四纪在这一年表中被取消了(Gradstein et al., 2004a,2004b)，对此，Gibbard和Kolfschoten(200

6、4)的解释为，因为第一纪、第二纪和第三纪已被取消了，因此，第四纪已显得过时了。“第四纪”一词的取消引起了第四纪工作者的震动。对此INQUA地层学与年代学委员会主席BradPillans 在“Episodes杂志2004年6月的一期中提出将第四系降级为一个亚系保留，其下限年代延伸到2.6Ma，并 提出了 7条理由(Pillans，2004)。我国科学家对他的这种无原则的看法提出了异议，认为鉴于第四纪在 目前研究中的重要地位，应作为一个独立的纪保留下来，并且其下界年代应延伸到2.6Ma(刘东生，2004； 安芷生和艾莉，2005)。从2005、2006年地层委员会公布的“国际地层表”中可以看到，第

7、四系虽处于一种特殊的位置：既不是亚系，也没有与古近系和新近系并列，但没有被取消。四、第四纪地位的确立与下限年代的延伸2.6Ma前后，深海氧同位素发生显著偏正、北半球永久冰盖形成并导致了全球海平面的降低、中国的 红粘土沉积转变为黄土沉积、中美地区的冰碛物开始出现等均标志着全球性的气候剧变；同时，这一界限与Gauss/Matuyama古地磁界限的年代接近（Pillans andNaish, 2004）。因此，2.6Ma 一直以来被广大 第四纪工作者作为第四纪的下限。同时，第四纪（系）被各种地质图广泛使用，目前普遍认为第四纪的下 限为2.6Ma，而且早已被大多数地质工作者所接受。2007年，INQU

8、A和国际地层委员会提议（Ogg andPillans, 2008）：（1） 第四纪（系）为一个完全正式的地层单元，为新世代（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2.6 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Vrica剖面（之前上新世/更新世界限的层型剖面）的Calabrian阶作为更新世的第二个阶。2009年3月17日，国际地层委员会对第四纪、更新世、新近纪和上新世界限的重新进行了讨论，投 票的结果显示（ HYPERLINK /forum/

9、viewtopic.php?f=6&t=21 /forum/viewtopic.php?f=6&t=21 ），上述提议得到了绝大多数 的支持票。至此，历经100多年争论的第四纪下限终于正式确定，并得以延伸到2.6Ma。多家期刊均报 道了这一消息，包括Nature和Science周刊（Kerr, 2009; Leigh,2009）。图1是Nature周刊对这一消息的 报道（Leigh, 2009 ）。五、第四纪地质学发展展望第四纪（系）在地质年表中“纪”（系）地位的确立和其下限年代的延伸迎来了第四纪地质学的发展史上 一座新的里程碑。这不仅使第四纪的获得了其在地质年表中的应有地位也使其研究的年代范

10、围扩展到2.6 Ma,由原来1.8 Ma增加了0.8Myr，同时这也是对全体第四纪地质工作者的鼓舞。我国第四纪地质事业在 刘东生先生的领导下正蓬勃发展，第四纪（系）“纪”（系）地位的确立和其下限年代的延伸是对刘先生生 前对于在地质年表中保留第四纪的呼吁及对此所作的努力的回报，相信刘先生开创的中国第四纪地质事业也将因此而长盛不衰。参考文献安芷生，艾莉.尚未完成的地质年代表-第四纪悬而未决的前程.地层学杂志，2005, 29(2): 99-103刘东生.关于是否在地层系统中取消“第四纪(Quaternary) 一名词的讨论和危机.第四纪研究，2004,24(5): 481-485Aguirre E

11、,Pasini G. The Pliocene-Pleistocene boundary. Episodes, 1985, 8: 116-120Barchxji T, Gay J L, Silva P G et al. The Plio-Pleistocene boundary inSoutheast Spain: a review. Quaternary International, 1997, 40: 27-32Berggren W A, Hilgen F J, Kent D V et al. Late Neogene chronology: Newperspectives in high

12、 -resolution stratigraphy. Geological Society ofAmerica Bulletin, 1995, 107(11): 1272-1287Desnoyers J, 1829. Observations sur un ensemble de dep?ts marins plusrecents que les terrainstertiaries du bassin de la Seine, etconstituant une formation geologique distincte; recedeesduneaperc-ude la non-simu

13、laneite des bassins tertiares. Annals SciencesNaturelles, Paris, 402-491 pp.Ding Z L, Rutter N W,Liu T S. The onset of extensive loess depositionaround the G/M boundary in Chinaand its paleoclimatic interpretations.Quaternary International, 1997, 40: 53-60Forbes E. On the connection between the dist

14、ribution of existing faunaand flora of the British Isles, and the geological changes which haveaffected their area, especially during the epoch of the NorthernDrift.Great Britain Geological Survey Memoir, 1846, 1: 336-342Gibbard P,Kolfschoten T V, 2004. The Pleistocene and Holocene Epochs.In: F M Gr

15、adstein, et al.(Editors), A Geologic Time Scale 2004.Cambridge University Press, Cambridge, pp. 441 -452.Gradstein F M, Ogg J G,Smith A G, 2004a. A Geologic Time Scale 2004. Cambridge University Press,Cambridge, 1-589 pp.Gradstein F M, Ogg J G, Smith A G et al. A new Geologic Time Scale,with special

16、 reference toPrecambrian and Neogene. Episodes, 2004b,27(2): 83-100Hilgen F J. Astronomical calibration of Gauss to Matuyama sapropels inthe Mediterranean and implication for the Geomagnetic Polarity TimeScale. Earth and Planetary Science Letters, 1991, 104:226-244H?rnes M, 1853. Mittheilung an Prof

17、. Bronn gerichtet. Wien, 3. Okt.,1853. Neues Jahrbuch MineralogieGeologie Geognosie undPetrefaktenkunde, 806-810 pp.Kerr R A. The Quaternary period wins out in the end. Science, 2009, 324: 1249Leigh M A. Quaternary geologists win timescale vote. Nature, 2009, 459: 624Lyell C, 1833. Principles of Geo

18、logy, Being an Attempt to Explain theFormer Changes of the EarthsSurface by Reference to Causes Now inOperation, III. John Murray, London, 1-398 pp.Lyell C, 1839. Elements de Geologie. Pitois-Levrault, Paris, 1-648 pp.Ogg J G,Pillans B. Establishing Quaternary as a formal international Period/System. Episodes, 2008,31(2): 230-233Partridge T C. Reassessment of the position of the Plio-Pleistoceneboundary: is there a case for loweringit to the Gauss/Matuyamapalaeomagnetic reversal? Quaternary International, 1997, 40: 5-10Pillans B. Proposal to redefi