地貌及第四纪地质教案

0.绪论（2学时）(定义、发展史、特点）0.1第四纪地质学及地貌学的由来0.1.1第四纪地质学定义：研究第四纪地壳、气候和生物界演化历史及其分布规律的科学，叫第四纪地质学（QuaternaryGeology）。发展史：古代：寻找建筑材料（砂、泥）和水;18世纪：系统研究第四纪堆积物，尤其是冰川堆积物（俄国学者，斯堪的那维亚半岛的冰盖带着砾石飘移，使得世界各地冰碛分布;19世纪：漂砾是大陆冰盖直接堆积。1829年，法国地质学家Z.Desnoyers在研究巴黎盆地时，将覆于第三纪地层(粘土、砂岩、灰岩、泥灰岩和石膏等）之上的一套松散堆积物称为第四系(纪)。稍后雷布尔指出第四纪地层是含大量现代种属的动、植物群化石与孢粉的松散堆积物。1839年，英国地质学家C.Lyell作了进一步分类，他将当时第三系上部那套70%以上的腕足均为现在属种的地层称为更新统(地层时代叫做更新世)，将更新统顶部生物残核全由现代属种组成的那套地层称为全新统(相应年代为全新世)。1907-1911年间，Haug以牛（Bos)、象(Elephas)、真马(Equas)在欧洲的突然出现作为更新世下限。1837年，Schimper根据气候变化，提出了冰川纪。1846年，Forbes将更新世与冰川纪相对比，提出更新世是世界冰川反复出现和消失、扩大和退缩时期。Marlot于1856年正式将第四纪划分成更新世和全新世，并分别与第四纪冰期与冰后期对应。其下限年代为1.8Ma前或2.5Ma前。1932年第二届国际第四纪委员会上将第四纪(系)分为四个时期：早更新世（统）、中更新世（统）、晚更新世（统）和全新世（统）。1959年我国地层会议上正式确定我国的第四纪（系）也采用四分法。第四纪特点：(1)人类出现：由猿演化为人是哺乳动物演化中的重大事件，是最近几百万年的事，因此有人把第四纪称为“人类纪”或“灵生纪”(2)大规模的冰川作用：地质历史上曾出现过三次全球性冰川作用(Z，C-P，Q)，最近一次是在第四纪，因此第四纪又称“冰川时期”。第四纪更新世气候冷暖交替频繁，在短短的二三百万年时间内，出现过几次大规模的冰川活动，这一现象是史无前例的。地层单位：宇、界、系、统（上中下）年代单位：宙、代、纪、世（早中晚）(3)活跃的地壳运动：就地球历史，第四纪的时间是短暂的，地壳运动却十分剧烈，不仅有起主导的水平运动，如喜马拉雅山每年向青藏高原推进8cm；德国巴伐利亚地区水平运动速度达18cm/a；印度大陆向喜马拉雅山运动速度约为1-2cm/a。垂直升降运动的幅度也十分巨大。芬兰南部沿海，现仍以0.1-0.4cm/a速度缓慢上升;丹麦西部沿海以0.1cm/a速度下降;天山的升降为1mm/a，最大达4.4mm/a。青藏高原的强烈上升和华北平原等的大幅度下降。0.1.2地貌学（Geomorphology地貌学-研究地球表面各种形态及其发生、发展和分布规律的科学。发展史：公元前21~20世纪的《禹贡》一书，将我国划为九州，描述了平原、丘陵、各地土壤类型、黄河长江及长江三角洲地区特点。②公元前4~19世纪治水及修堰筑堤的水利工程。③公元前8~公元17世纪建筑了举世无双的万里长城（历时2000多年,它东起河北山海关，西至甘肃嘉峪关。横贯河北、北京、内蒙古、山西、陕西、宁夏、甘肃，全长约6700公里④公元6~7世纪开挖的京杭大运河。⑤文艺复兴时代(17世纪)有了大的发展。⑥俄罗斯学者指出了地貌的成因和内外地质作用的关系。19世纪前，地貌学主要局限于地貌形态的描述，诸如河谷、山脊。19世纪起，重视地貌学的成因、演化及区域特征，形成众多分支。如解释其形成过程，恢复其发展历史的成因地貌学（Geneticgeomorphology）、研究岩石对地形形成和发展作用的岩石地貌学(Lithologicgeomorphology)、研究地质构造（构造形态和运动）对地形形态的形成和发展起作用的构造地貌学(Structuralgeomorphology)、侧重研究控制各种外力过程（流水、冰川等）的气候环境对地形形态的形成和发展起作用的气候地貌学（Climaticgeomorphology）、按控制地形的各种外力地质作用再分为冰川地貌学（Glacialgeomorphology）、流水地貌学（Fluvialgeomorphology）、系统地综合研究一个地区的各种地形，则构成了区域地貌学（Regionalgeomorphology），如海滨地貌学（Coastalgeomorphology）、沙漠地貌学（Desertgeomorphology）等等。0.2第四纪地质学及地貌学的研究内容第四纪地质研究内容：地层、古气候、生物、海平面变化、新构造运动等。（1）认识第四纪沉积物的形成，第四纪地层的划分和对比，拟定第四纪地质年代表。（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。地貌学的研究内容：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。0.3地貌学及第四纪地质学的研究意义第四纪距今只2-3Ma，地球上发生了一系列重要事件：人类出现与发展、冰期出现、全球气候的冷暖交替、频繁强烈的地壳运动、海平面大幅度的升降等等。上述变化直接或间接影响人类发展与演化，因此第四纪与人类的关系最为密切。第四纪地质学19世纪从地质学中分离出来，逐渐成为一门独立的学科。0.4第四纪地质学与地貌学之间的关系第四纪地质学堆积物塑造地貌形态地貌学0.5第四纪地质学及地貌学研究进展第四纪地质学研究地层成因有了全新的认识研究手段测年技术、深海氧同位素研究、海洋微体古生物研究等等。地貌学研究定性定量陆地地貌海底地貌。3S技术的发展，使地貌研究在宏观和微观方面均有重大进展。1.第四纪地层划分（6学时）（1）掌握第四纪地层划分方法（古气候、古生物、古人类与考古、构造和地貌；岩性和岩相、同位素年龄、古地磁等）；（2）掌握第四纪划分及各世的绝对年代界限；（3）掌握中国第四纪地层的基本特征；（4）掌握华北及华南地区的第四纪地层系统；（5）了解东北、西北、西藏地区第四系基本特征。难点是中国不同地区第四纪地层系统的建立。1.1第四纪地层划分<1>划分方法（1）岩石地层学方法据第四纪地层的岩石学特征把第四纪堆积物划分为代表一定时间的岩石地层单位，并把它们按时间顺序排列起来，形成一种岩石地层顺序，是一种直观、实用的方法。与古、中生代地层不同，第四纪陆相地层（不连续、时间上互相超覆）所占比重较大，决定了该方法使用的局限性，即只能在局部地区内对比。（2）生物地层学方法根据堆积物中所含生物残骸的鉴定，划分为一些生物地层单位，并按时间把它们排列成为生物地层顺序。即利用生物发展的不可逆性，判别地层新老关系，同时根据第四纪地层中生物共生组合，如大熊猫―剑齿象动物群来划分与对比地层，建立生物地层层序。第四纪生物群的一个显著特点是含有现代生物种属，且时限短。（3）年代地层学方法（最可靠的）根据第四纪堆积物及其所含生物残骸的同位素年龄资料，按年龄关系划分成为一些时间（地质年龄）地层单位，并建立起一种地层顺序的方法。由于它不涉及具体岩性，有利于洲际间的地层对比，由于这种资料依赖于测年资料（同位素法），测年的精度直接影响到对比的精度。（4）地貌学方法由于第四纪堆积物与由其所组成的堆积地形（地貌）是同年龄的，不同地貌部位，第四纪堆积物不同。只有运用地形形成的阶段或年龄，将第四纪堆积物划分为一些地貌地层单位，并将它们按时间顺序排列起来。该方法对层状地貌如夷平面、剥夷面、阶地及层状溶洞的研究在区域地层对比中十分有用。（5）气候地层学方法冷暖交替是第四纪气候的主要特点，根据这一特点，将第四纪地层划分成一系列的暖期地层单位和冷期地层单位，在区域性地层划分和对比中非常实用。(6)构造方法利用第四纪地层中的不整合面和侵蚀面，作为第四纪地层的划分标志。(7)比较岩石学方法（狭义的岩石地层学方法）利用沉积物岩石学上的差别来划分地层的方法。利用沉积物的颜色、成分、结构、沉积韵律，构造变动，成因类型、风化程度及矿物组合等特征对比同一盆地和同一钻孔岩芯的地层是很有效的。(8)古人类与考古地层学法古人类化石及文化遗物是第四纪分期的主要依据之一。第四纪又是人类出现和发展的时代。根据对第四纪堆积物中所含古人类残骸及其文化发展顺序的研究，如直立人、早、晚期智人的年龄研究，各种石器时代不同工具的特点研究等，所进行的第四纪地层划分的方法。(8)地球化学方法利用沉积物的化学性质（化学成分及丰度）在垂向上的变化进行地层划分和对比。在同一沉积盆地中，如水化学成分、酸碱度与水的物理状态（温度、压力等）基本一致时，同期沉积物的化学性质也应基本一致。反之则不同，尤其是稀有元素、放射性元素等的丰度在垂向上的变化。如碳酸盐沉积物中氧同位素比值（δ18O）是一重要参数。18O的丰度是沉积时水温的一个函数，低温时的碳酸盐中18O含量比高温时沉积的略为大一些。此外还有古地磁法、古土壤地层学法、海面地层顺序法等。<2>第四纪的下限问题地学界对第四纪下限的认识很不一致，有些人主张把第一次冰川作用的时间作为第四纪的开始，为距今3.2Ma。但由于冰川作用遗迹保存困难且作用开始时间全球不一致，故利用冰川作用开始时间作为第四纪的下限是有困难的。也有人把人类的开始作为第四纪的下限，但随着人类化石的不断被挖掘，人类出现的时间也由1Ma推溯到3.5Ma，因此利用人类出现的时间作为第四纪的下限是不合适的。1948年18届国际地质大会将象属（Elephas）、牛属（Bos）、和马属（Equus）的出现作为第四纪的下限层位。意大利北部的Villafranchian动物群具有这一特点，因此长期以来把维拉弗朗作为第四纪的下限层位。我国的泥河湾动物群也具有这一特点，故该层作为我国的早更新统。第三纪与第四纪的界限位置，还有以下几种观点：（1）划在意大利剖面的Astian与Piacenzian层之下。在海洋剖面中，这一边界被划在Globorotaliamiocenica的底部。在古地磁表中，划在Gilbert世的底界。距今3.4Ma。（2）划在西欧的中Vilafranchian层之下，接近Gauss世与Matuyama世的边界，大致为2.5Ma。（3）1948年伦敦第18届国际地质大会建议陆相沉积物以法国Vilafranchian的底界为界，海相沉积物以意大利北部含北极软体动物和底栖动物群的Calabrian为底界；划在有孔虫Globaratatrancatulinoides带的底部；位于古地磁的Olduvai事件范围内，距今1.87-1.67Ma前。这一边界得到许多地学者的认同。（4）划在西欧的Cromerian层之下，古地磁Matuyama-Brunches边界之下，接近0.75Ma。（5）古地磁Mammoth事件底部，或Gauss-Gilbert世之间，3.15-3.4Ma。1.2第四纪的划分第四纪沉积物特点：（1）、陆地上第四纪沉积物除在特殊条件下固结坚硬外，一般呈松散或半固结状态。（2）、在松散堆积物中，生物化石丰富，在海相地层中，微体生物遗体化石分布广泛。（3）、第四纪陆相堆积物因受内、外动力作用，地貌、岩性、气候、水文等影响，形成不同类型堆积物，使其地层性质、厚度及空间分布变化大。（4）、第四纪是人类出现与发展的时代。人类化石与文化遗址成为第四纪地层的重要标志之一。第四纪沉积物（松散堆积物）类型：（1）、残积（el）：基岩遭受风化（物理、化学及生物）作用后，残留原地的产物（残积物、土壤与风化壳），一般未经搬运。剖面至下而上分为基岩带、弱风化带、中至强风化带。（2）、坡积（dl）：重力作用下，由雨水与雪水冲刷搬运，在山坡与山脚下堆积的风化产物。（3）、重力堆积（xd）：重力作用下，崩塌的巨大石块与乱石，搬运至山坡或山脚堆积的粗碎屑物。（4）、滑坡堆积（del）：重力、地下及地表水作用，使整个岩体沿斜坡下滑，产生的堆积物。（5）、土溜(泥流)堆积(s或df)：斜坡土层经雨水充分渗透成塑状，重力作用下，沿坡面向下滑动，形成堆积物。（6）、冲积（al）：河流堆积，又称淤积物，分布在河谷。（7）、洪积（pl）：暂时洪水形成的堆积物。分布在山谷口或山前平原。（8）、湖积（l）：湖盆里的堆积物。有机械、化学及生物作用所形成的各种堆积物。（9）、沼泽堆积（h）：由生长茂盛的植物，在经常积水的沼泽地，以生物与化学作用为主形成的堆积物。（10）、海相沉积（m）：由波浪或海流搬运、化学与生物作用形成的堆积物。（11）、冰碛（gl）:冰川堆积物。无层理，砾石无定向排列，大小混杂，无分选，磨圆差，常有磨光面（12）、风积（eol）：由风力吹扬，形成风成砂和风成黄土堆积物。（13）、洞穴堆积（gr）：由洞穴中重力堆积的角砾及地下水机械和化学作用在岩石裂隙和溶洞内沉积的石钟乳、石灰华和地下河和砂砾粘土等构成。还有：冰水沉积（fgl）、火山堆积(β)、人工堆积(a)、冰湖堆积(lgl)、化学堆积（ch）1.3中国第四纪地层昆仑山阿尔金山昆仑山阿尔金山贺兰山祁连山秦岭大别山西藏地区南方地区东北地区北方地区西北地区华北地区我国第四纪沉积物分为三个区域：（1）青藏高原及其邻近地区，气候干燥寒冷，有较大面积的冰川和冻土分布，沉积物有冰川、冰水、冰缘堆积、湖积、洪积、冲积、冰缘黄土和各种重力堆积。（2）秦岭大别山以北的西北、华北、北方和东北区，属干燥半干燥气候，季节性变化极为明显，沉积物富含钙碱性，以黄土堆积为主。（3）秦岭大别山以南的南方地区（华南、西南），其中华南区受季风气候影响大，气候温暖潮湿，沉积物以富含Fe、Al质的酸性成分为主，红土堆积，沿河沉积相的砂砾层也很发育。1.3.1华北地区第四纪地层华北区东至滨海，西达甘肃，北起内蒙古，南抵河南中部。下更新统为泥河湾组（午城黄土）及其同期沉积；中更新统为周口店组（离石黄土）及其相当地层；上更新统为丁村组（马兰黄土）及其相当地层；全新统为近代堆积层。下更新统----泥河湾组（Q1）标准剖面（1954）在河北阳原县泥河湾村，一套河湖相沉积；沉积厚度500-600m；分上、下两段其间有一侵蚀间断面。下段为浅红、棕及微绿色砾石层及砂层，夹粉砂和粘土层，含淡水蚌壳，称绿泥河湾组。上段为浅红、黄棕、浅绿、灰白色砂层及粘土层，称黄泥河湾组。含三趾马―真马动物群及大量软体动物化石，第三纪动物少量残留，如长鼻三趾马、板齿犀等，第四纪属种大量出现，如马、野牛、象、步氏大角鹿等，森林草原环境。泥河湾组广泛分布在河北、陕西、山西等省的大中型山间盆地和谷地中。华北区与泥河湾组相当地层还有河南三门峡地区的上三门组、陕西榆林的上榆林组，它们也是Q1河湖相沉积。黄土高原广泛分布的山西吕梁山的午城黄土亦属早更新世堆积物。午城黄土：在山西隰县午城镇，暗红色亚粘土，质地粘重，厚20-50米，除有厚约4.5米沙质黄土外，主要有18-20层的黄土与古土壤相间组成，愈往下黄土和古土壤的间隔愈小，内有长鼻三趾马和中国貉等化石，与下伏上新世呈不整合接触，底界古地磁年代为247土壤：地质学家认为土壤就是破碎了的陈旧岩石。或认为土壤是坚实地壳最表面的风化层。植物营养学家认为土壤是植物养料的贮存库。认为土壤是能生长植物的那一部分地壳。或认为土壤仅是陆地植物生长的自然介质。全国科学技术名词审定委员会1998年公布的土壤定义为：土壤是陆地表面由矿物质、有机质、水、空气和生物组成，具有肥力，能生长植物的未固结层。古土壤指在过去景观条件下形成的土壤。据其产状和性质，分为：①埋藏土。古土壤形成后，被地质物质（如火山灰、溶岩、黄土、冲积物、崩积物和风积物）所埋藏；②化石土。古土壤被埋藏于深处，遭受石化作用，处于成岩的最初阶段；③裸露埋藏土。被埋藏的古土壤，上覆层遭受破坏，使其重新裸露于地表；④残余土。未被埋藏的古土壤，因气候变化、构造运动、土壤分异和人类对土壤的利用，改变了原来的成土方向，使之成为与现代自然环境不谐调的土壤，或在现代土壤中残存着原先成土过程所获得的某些特性。中更新统----周口店组（Q2）位于北京房山县西山的龙骨山上，中国猿人产地，以发育在奥陶纪石灰岩中的洞穴堆积为代表。该组分为上、下两段。下段为含薄层钟乳砂层和灰烬的红色风化灰岩角砾堆积；上段为含厚层砂层和灰烬的灰岩角砾堆积。周口店北京猿人洞穴堆积（引自杨怀仁等）周口店北京猿人洞穴堆积（引自杨怀仁等）粗角砾层灰烬层角砾岩层深灰色砂层角砾岩层角砾岩层红色砂层泥砂层红色土层揭露地层40m，共为13层1-角砾岩;2-灰烬;3-石灰华;4-砂;5-红色土;6-泥砂;7-砾石;8-石灰岩第一层：粗角砾岩层。第二层：石灰华（胶结坚硬的粉红色土）层，为洞最高处，含化石、石器及人类资料。第三层：不规则巨角砾岩层，含巨大石灰岩块，为洞顶崩塌物，下部堆积物受压，有折曲。第四层：极厚的红黄紫（受烘烤泥土）、黑（炭灰）细土层。化石以啮（nie\)齿类最多，含大量石器，称“上文化层”。第五层：含化石的黑色硬灰层，部分为角砾岩层，含大量石器。第六层：含化石的角砾岩层，内有大石块，石器很少。第七层：松散砂层，化石保存好，野猪最多，肉食类少，有鹿、水牛及水獭等。第八、九层：不规则角砾岩层，夹薄灰烬层，化石丰富完整，石器及人类化石最多，称“下文化层”。第十层：上为含化石红土层，下为灰烬层，厚约2m。离石黄土第十一层：含化石角砾岩层，厚约2m。第十二层：红粗砂层，含小砾石及受磨蚀的化石碎块，厚约2m。第十三层：红色泥砂层，底有巨大石灰岩块，厚约2m。与周口店组同期沉积的地层有泄湖组、离石黄土及龙骨山冰碛层。泄湖组标准地点在陕西蓝田的塬上和灞河的第III、IV级阶地上，该组产据今1Ma的“蓝田猿人”，由于蓝田公王岭人化石(蓝田猿人）较“北京猿人”老一些，所以泄湖组下部的形成时代可能要比周口店组老一些。龙骨山冰碛层：北京地区主要出露于周口店和西山潭寺一带。如在北京东郊的平原底部，冰碛物最远延至双桥附近，向东则大部分为冰水沉积。孢粉组合中出现大量松科花粉，以云杉为主，属针叶林类型，气候寒冷潮湿。龙骨山冰期相当于南方大姑冰期。上更新统----丁村组（Q3）标准剖面在山西襄(xiang)汾县丁村至柴庄的汾河两岸，因该剖面中挖掘出大批脊椎动物化石、人类化石及文化遗物而驰名。后又发现了古人颅骨，是介于北京猿人和现代人之间的人类，即古人阶段，命名为“丁村人”。其石器部分经过二次加工，并有两面打制和使用的薄石片等，属旧石器时代中期。哺乳动物有纳玛象、原始牛、三门马、野驴、梅氏犀、大角鹿、水牛、距今10万年的大量河蚌等。Q3可分早期的丁村组，中晚期的萨拉乌苏组和晚期的山顶洞洞穴堆积，以及广泛分布的马兰黄土。萨拉乌苏组：标准地点在内蒙古河套的萨拉乌苏，以黄、灰黄、灰绿色粉细砂为主，夹含钙质结核的黄土状砂质粘土及粘质砂土，具水平层理和交错层理，为河湖相沉积。在这一地层中发现了“河套人化石”，“纳玛象-晚期鬣狗动物群”，后者又称萨拉乌苏动物群，为中国北方晚更新世标准动物群。萨拉乌苏组广布于黄河中游和华北其它地区。山顶洞洞穴堆积——山顶洞组：位于周口店北京猿人化石产地龙骨山的顶部，洞内堆积物为灰色土，含有石灰岩碎块和石灰岩块的崩落体，有山顶洞人及完整的动物骨骼化石、石器、骨器。14C测年为据今18,340±410年，所含脊椎动物化石的特点是：（1）有较多的现代种属和更新世特有种，无第三纪残留种。（2）“山顶洞人”不仅能制作石器，还能钻孔和磨光。（3）有大量的装饰品。（4）有埋葬的习俗。（5）有双叉状骨器和大量的鱼骨等，说明已会捕鱼。全新统----近代沉积（Q4）主要为河流冲积层，分布在目前的河谷中，如砾石、砂及土状堆积物。黄河等水系从西部、北部的高原地区带来大量泥沙，堆积在华北平原上，使平原中、东部普遍分布灰色和灰黑色的淤泥层和泥炭层。代表湖相沉积。高原区为洪积物和坡积物及风成堆积和湖沼堆积。据北京郊区埋藏泥炭层孢粉分析，从晚到早划分为：③肖家河组(晚全新世)：泥炭层上部，以松属花粉为主，气候温凉。华北平原以湖相沉积为主。②尹各庄组(中全新世)：泥炭层中部，阔叶花粉大量出现，气候温暖。华北平原以河湖相和海相为主。①刘斌屯组(早全新世)：泥炭层下部，以松属花粉为主，气候温凉。14C测年为9515±230年。华北平原以河湖相为主。在渤海湾地区由晚到早也可划出相应三层：①沼泽沉积层：埋深5.0(2.0)―0m，天津巨葛庄第三贝壳堤14C测定为3400±115年，相当于肖家河组。②海相层：埋深14.7(9.5)―5.0(2.0)m，海侵范围大致相当于天津至黄骅一带的4m等高线地区。天津静海四党口淤泥层14C测年为7920±655年。山东海兴高湾上泥炭层为5030±150年，相当于尹各庄组。③泥炭或沼泽沉积层：埋深16.2(12.1)―14.7(9.5)m，南排河口上淤泥层14C测年为9120±175年，相当于刘斌屯组。1.3.2东北区第四纪地层东北（黑龙江、吉林、辽宁省）区。该区沉积物成因类型复杂，高山区有冰川和冰缘堆积，河谷平原边缘及河流两岸出露冲积的砂砾和粘土沉积。沉积物特点是黑土广泛分布，地表一般有2m厚黑土堆积；火山活动频繁。松辽平原的第四系较厚，湖相和湖沼相堆积为主，厚数十至200余米。大兴安岭冰积为主。一般分下更新统白土山组，中更新统大青山组，上更新统诺敏河组。（1）下更新统白土山组 分布于松辽平原，埋深100-120m。上部为棕褐色砂质粘土、含少量铁锰结核、砂砾和碎石；下部为砖红色磨圆度较差的砂砾、卵石及白色细砂层，夹高岭土透镜体，厚5-80m。大兴安岭地区与其同期的冰碛物为块砾、卵石、砂和粘土等组成的褐色泥砾。（2）中更新统大青山组 分布于松辽平原，为灰绿色细粉砂层，夹薄层高岭土透镜体，水平和交错层理较发育。在黑龙江省东北部的高平原地区，为淡黄色、棕黄色或黄褐色的粘土、砂和砾石—荒山组。（3）上更新统诺敏河组 分布于大兴安岭东麓，属冰川、冰水堆积。同期沉积还有广布于黑龙江东部和北部高平原的哈尔滨组（以黄色亚粘土为主）、见于黑龙江西南部低平原区的林甸组（黑色淤泥质亚粘土为主）、广布于松辽平原的顾乡屯组（黄色和灰绿色中、细砂或粉、细砂，距今2.2-4万年）。（4）全新统 现代冲积层、湖沼堆积、风成砂堆积。主要分布在河床、河漫滩，由中、细砂组成，在下游为细、粉砂夹泥炭，厚5-15m。在黑山地区有玄武岩形成；辽河平原黑土广布。分布于德都五大连池的老黑山玄武岩。1719年和1721年曾两度爆发，岩性为黑色碱性玄武岩，还有火山角砾岩与火山弹等组成的火山碎屑岩。1.3.3南方地区第四纪地层南方区包括秦岭、大别山以南的华南和青藏高原以东的西南广大地区。华南区气候湿热，第四纪以来大多没经历过冰川作用，红壤化很深，无论是残积、坡积或冲积，其颜色多呈红色。西南区为高山、深谷和小型盆地，高山区第四系以冰川及冰水沉积为主，盆地以湖沼沉积为主。（1）下更新统龙川组冰碛层 位于云南元谋组之下，具擦痕和压裂等现象的泥砾，已半成岩，经构造变动而变形，磁性年龄为3Ma左右。元谋组位于云南元谋盆地大那乌村北约500米的山腰，以粘土、砂层、砂砾层为主的河湖相沉积，厚695m。上部含“元谋猿人”，旧石器和哺乳动物化石如云南马、中国爪兽、桑氏鬣狗和鹿等。它是迄今所发现的中国最早老祖先遗址。距今150-310万年。鄱阳冰期冰碛层见于江西庐山，为一套降色泥砾，胶结紧密，砾石风化很深，剖面网纹发育，白色高岭土条带小而密集，氧化铁和铝土约占13%以上，硅石含量65%左右。鄱阳―大姑间冰期堆积是南方地区河湖相堆积或红土化发育的一个主要时期。大姑冰期冰碛层庐山地区为红色泥砾，条纹石极多，较鄱阳冰期的泥砾松散，颜色及风化较浅，也有网纹发育。与大姑冰期同期有雪峰山长迹冰期的棕红色泥砾、大别山第二冰期的虫状红色粘土等。（2）中更新统大姑―庐山间冰期堆积是第四纪以来中国南方湿热化最高时期，促进了富硅铝化和富铝化红色风化壳发展，堆积形成网纹红土，或使前期的冰碛及其它堆积经湿热风化而具网纹红土化现象。广布于我国南方中晚更新世的大熊猫―剑齿象动物群，主要生存在这一阶段。庐山冰期冰碛层庐山地区为棕黄色泥砾，无高岭土条带或白斑，上覆黄褐色粘土，结构疏松，未经湿热风化。（3）上更新统庐山―大理间冰期堆积河湖相和泥炭堆积，或形成风化壳。地层普遍含有大熊猫―剑齿象动物群。大理冰期冰碛层以滇西北玉龙雪山海拔4000-5000m的冰碛为代表，其特点是冰蚀和冰碛形态保存完整，堆积物风化程度低，分布面积小，仅在云贵及川西高山地区零星分布。在川西、三峡和长江下游的南京附近，有风成的黄土状粘土、亚粘土和粉砂土堆积，分别称为成都粘土，巫山黄土和下蜀粘土。(4)全新统主要形成现代河床，河漫滩，一级阶地和其它成因的最新堆积。以四川为例，可以划分以下几个时期：资阳期阶地沉积、江北期次生胶结砂、砾石层、现代沉积。1.3.4西北区第四纪地层西北区指昆仑山、阿尔金山、祁连山以北，贺兰山以西的广大地区。包括新疆及青海、甘肃和宁夏的一部分。区内第四系十分发育，厚度甚大。Q祁连山、天山、昆仑山等不断抬升，剥蚀的碎屑物质被搬运到山麓及盆地堆积，形成巨厚砂砾层堆积。中晚更新世时，我国西部各盆地面积缩小或发生变迁。在山地区域，第四纪期间发生过多次冰川作用，形成了分布广泛的冰碛和冰水沉积。区内第四纪初期为湖相堆积，晚期为风积。下更新统新疆为西域砾岩（祁连山北麓称玉门砾岩，柴达木盆地称七个泉组）；中上更新统称高阶地堆积（河西走廊称酒泉组，柴达目盆地称盐湖组）。西域砾石层(Q1)新疆库车一带最为典型。该砾石层最大厚度超过3000米，大多分布在背斜的翼部和向斜中心。为一套灰绿色粗大砾石层夹黄色粉砂层，由钙质胶结，半成岩，与下伏地层呈角度不整合或连续沉积。属冰川堆积。高阶地堆积(Q2、3）指高出最大戈壁平原和与其相当的河谷阶地以上的阶地（或山麓残余的大面积老洪积扇）堆积。二元结构，下为灰色砾石层，上为黄土状砂壤土。该堆积分布于盆地四周的山区、山前及山间河谷地带，较西域砾石为广，遍及全疆。1.3.5西藏地区第四纪地层西藏地区第四系最典型的特点是，代表寒冷气候的冰川作用和代表温暖气候的间冰期堆积在剖面上交替出现，这一特点是划分西藏第四系的基本依据。从老到新，可以划分出西夏邦马冰期Q1冰碛、帕里间冰期Q1堆积、聂聂熊拉冰期Q2堆积、加布拉间冰期Q2堆积、珠穆朗玛冰期Q3堆积。（1）下更新统西夏邦马冰期冰碛物分布于西夏邦马北坡和丘顶，为砂砾层夹湖相粉砂岩和粘土岩，厚210.7m。砾石表面具冰川擦痕。帕里间冰期堆积堆积物为湖相,为灰白―黄灰色砂砾岩，夹粘土及砂质粘土和黑褐色炭质层，含孢粉和植物化石，植被属于温暖气候条件下的针阔叶混交林，厚26.2m。（2）中更新统主要分布喜马拉雅山北坡到波曲河谷、雅鲁藏布江河谷一带，下部为聂聂熊拉冰期冰碛砾石层，属巨型的山麓冰川堆积。上部为加布拉间冰期湖相的亚粘土及湖滨相砂层、细砂层；顶部为红色风化壳，由枯黄色、红色粘土带组成，属温暖湿润气候。（3）上更新统珠穆朗玛冰期冰碛层分布于热久藏布河东西两岸，为山谷冰川。冰碛砾石层构成300m左右的宽大侧积垄。（4）全新统下部为亚里期石灰华堆积，含新石器和哺乳动物化石；中部绒布德寺小冰期冰碛；上部为冰川终碛、湖相淤泥、泥炭及河流相砂砾等。2.第四纪生物界(6学时)掌握第四纪生物界的主要特点及其研究意义；掌握第四纪哺乳动物的特征；了解中国第四纪哺乳动物群;了解人类发展的主要阶段；了解考古时代的划分及与人类发展阶段的对应关系；了解人类的演化特征；一般了解中国古人类；了解第四纪植物群的总体面貌及中国植被区域的总体特征。本章重点是第四纪哺乳动物特征及在第四纪地层划分中的作用。难点是中国不同地区不同时期几个重要动物群2.1概述第四纪生物界主要特点:（1）生物界总体面貌和现代生物界基本相似;（2）经历时间短----仅相当于地质年代中的二个单位时间（一个单位时间为1Ma）。（3）喜山运动后早更新世全球生物地理环境未发生剧变。早更新世生物与第三纪生物面貌虽有差别，但联系仍为密切。（4）动物界演化进程比植物界明显，陆生生物比海洋生物显著，陆生脊椎动物特别是哺乳动物要比陆生无脊椎动物明显。因此，在第四纪地层划分和对比中，哺乳动物化石有着举足轻重的作用。2.2第四纪哺乳动物2.2.1第四纪哺乳动物的特征现代陆上哺乳动物大多自新第三纪末(上新世)开始出现。新生代是哺乳动物时代，在经历温暖的第三纪后，第四纪由于环境变化，哺乳动物发生大规模迁徙，优胜劣汰，一些种属先后绝灭，同时出现一些能适应新环境的新属种，构成第四纪哺乳动物演变的一个主要特征。第四纪历时短暂，动物进化有部分时间上的重叠或间隔。如三趾马，在非洲可生存到中更新世，在中国只延续到早更新世。因此仅靠某些单种或几种哺乳动物化石来确定地层时代及建立区域对比，比较困难，且还受到化石的保存条件与化石出土数量多少的限制，所以，在第四纪哺乳动物化石的地层意义研究中，常用“动物群”及“动物群组合”的概念和资料。如“三趾马动物群”等。上新世晚期，欧、亚、非地区大陆上的温、热带区的哺乳动物仍是“三趾马动物群”的后代，居住在温暖、雨量充沛的森林草原、热带草原区，属低温平原和森林丛生的宽阔河流、湖泊、沼泽地区属种。代表性的有三趾马、双角犀、鹿、貘、河马、大骆驼、乳齿象、剑齿象等。早更新世，亚洲北部、欧洲，上新世亚热带喜暖动物大多绝灭，代之的是能适应温和气候的新群组，有：南方象、啮齿象、巨大的马以及上新世的残遗种野牛、双角犀等。白令海峡陆桥的存在，欧亚与北美大陆哺乳动物经过它往东、西迁移，使全北区*动物群总体面貌基本相似，并一直持续到近代。中更新世，北半球大陆性气候加强，无森林地带扩展，动物群性质随之改变，出现了适应大陆性气候和草原气候动物群，代表：长角野牛、大角鹿、训鹿、巨大的骆驼、高鼻羚羊、大型南方马和小型北方马等。冰期出现时，北半球冰盖南部出现了能适应极地环境的喜寒动物群，如披着密毛的猛犸象、披毛犀、麝牛、北方鹿、北极狐等。这种喜寒动物群随着冰川的发展，一直延续到晚更新世。晚更新世，原始牛和短角野牛分布很广，后来演化成两支适应森林气候（广布于美洲和欧洲的高加索野牛，赤鹿、褐熊、獾、野猪、河狸等）和草原气候动物群（美洲野牛，羚羊、马、金花鼠和跳鼠等）。全新世动物群的面貌与现代的基本一致。2.2.2中国第四纪哺乳动物<1>早更新世哺乳动物群按现代世界动物地理区系划分，中国处于印度-马来西亚和全北区的交接地带。据自然生态特征，我国东北区为针叶林带动物组合，华北区为落叶阔叶林带-草原型动物组合，蒙新区为草原及荒漠类型。动物组合，青藏区为高山草原动物组合，西南区为高原与高山森林动物组合，华南区为热带森林动物组合，华中区为华南与华北之间的过渡类型。新第三纪和第四纪时，我国各地动物群的面貌与现代相比差别较大。（1）华北区哺乳动物群。以“长鼻三趾马—真马动物群”为代表的“泥河湾动物群”。该动物群特征：①首次出现第四纪特有种属：真马、野牛、象、狼、熊、羚羊和羊;②保留有上新世“三趾马动物群”残余种属：长鼻三趾马、剑齿虎、爪兽、猎狗和犀牛等；③出现一些特殊种属：丁氏田鼠、步氏鹿、双岔鹿、小鹿和水鹿等。泥河湾动物群属森林草原动物群，其中森林性动物群多于草原性动物群。将这一动物群与上新世我国北方保德动物群比较。泥河湾动物群中大多是代表北方型的哺乳动物，而保德期动物群有许多代表南方的种属。说明当气候变得寒冷和干燥时，许多上新世动物绝灭或向南迁移，在我国开始出现了南、北动物群的分异。但从一些古老种属的化石在我国南、北方都有发现来看，更新世初期的动物群南、北分化还不明显。（2）南方区动物群以云南“元谋动物群”为代表。该动物群最大特点是既有大量第四纪属种又有相当数量的上新世“三趾马动物群”分子。元谋群既有大量第三纪残存种，又有许多可与泥河湾动物群相比的种属，显示了这一动物群兼有北方上新世及更新世初动物群的特点。说明我国自上新世末，动物群向南迁移。<2>中更新世动物群华北区称为“中国猿人—肿骨鹿”动物群，即周口店动物群。该动物群主要特点为：①中更新世新种的出现。如中国猿人北京种、肿骨鹿和纳玛象（图2-2）等。②许多现代的属种在此时首次出现，如食虫类的白鼹、刺猬；食肉类的狼、狸狼、豹、野狸；啮齿类的野鼠、田鼠和鼠类等等。③有少量长鼻三趾马-真马动物群残留，如中国鬣狗。华南区中更新世哺乳动物群主要发现于四川、广西、云南、江苏和浙江等地的洞穴堆积物中，称为“剑齿象—大熊猫动物群”或“黑猩猩—大熊猫动物群”。典型地点在四川万县盐井沟。该动物群的主要特征有：①动物群中有许多特殊的类型：猩猩、巨猿、大熊猫、中国犀、东方剑齿象等等。②动物群中出现了典型的南方种类，如猪獾、竹鼠和水鹿等。③有一些华北区的种类：虎、豺、水牛、野猪、熊及较多的小啮齿类。④仍有一些上新世的残留分子，如乳齿象等。⑤含中更新世常见的种类，如晚期鬣狗、纳玛象。<3>晚更新世动物群（有四种）（1）中国北方哺乳动物群分布于北方马兰黄土层中，称为萨拉乌苏动物群，即纳玛象—晚期鬣狗动物群。标准地点在内蒙古河套的萨拉乌苏。该动物群以纳玛象、原始牛、披毛犀、赤鹿、河套中国大角鹿、王氏牛等化石为代表。（2）山顶洞动物群山顶洞动物群标准地点在北京周口店。动物群面貌上与撒拉乌苏动物群相似，但出现了一些南方型属种如猎豹，香猫，真象，而且现代属种所占比重增加，绝灭种仅占12.1%。（3）猛犸象—披毛犀动物群主要出现在东北地区，标准地点在内蒙的扎赉诺尔、哈尔滨附近的顾乡屯和吉林榆林的周家油房。其特征有：①典型的北方种类占优势，如猛犸象、披毛犀、驼鹿，指示该区当时气候寒冷；②含较多的现代属种；③有现代已经绝灭的种类：原始牛、晚期鬣狗、三门马、梅氏犀、河套大角鹿、王氏水牛等。（4）含新人“大熊猫—剑齿象”动物群动物群出现于中、晚更新世中国南方，基本面貌与中、晚更新世类似，在动物群中发现有早期智人化石或晚期智人化石。<4>全新世动物群我国全新世初期动物群仅在华北地区有所了解，其主要代表是四不象鹿（麋鹿），故称四不象鹿动物群。2.3人类的发展与石器2.3.1人类发展的主要阶段人类是从动物（古猿）进化来的，但人不同于动物（古猿），因为人有“自觉能动性”，能制造和使用工具、并可能学会用天然火烹制食物和防御野兽、在共同劳动和生活中逐渐产生了语言，这是区别于其它动物的最主要标志。世界各地已发现的最早人类化石在非洲。玛丽·利基在莱托利尔采得的真人牙齿和腭骨碎片，其时代大约3.75Ma以前。肯尼亚含人类头骨及石器的凝灰岩层的时代为2.2Ma前。埃塞俄比亚境内发现的古人类化石为距今3Ma前。据报导，非洲最早人类化石的时代为距今5Ma左右。印度尼西亚东爪哇人的年代为距今1.90±0.4Ma前。人与猿有许多相似，但猿不会劳动，没有语言，思维是原始的、机械的。现代猿类，从古猿分化出来后始终栖息于热带森林环境。经长期发展，已经十分特化，但身体结构同人有质的区别，不可能再向人的方向发展。人是古猿分化出来的另一支，一般是经过了腊玛古猿-南方古猿等阶段逐渐进化而来的森林古猿（Dryopithecus)在中新世和上新世曾相当繁盛，分布于欧亚非大陆。该猿有更多特征与现代猿类相似，是现代猿类的祖先。腊玛古猿（N2）（Ramapithecus)最早发现于印度西瓦利克系，迄今已在肯尼亚、希腊、匈牙利、土耳其、巴基斯坦和我国云南禄丰等地相继发现。西瓦利克腊玛古猿的时代为距今12Ma。推测腊玛古猿的脑容量不过300毫升，牙齿整个形态特征与人相似，具有似人的性质，被认为是代表人类发展方向的类型，是人类的远祖。南方古猿(Australepithecus)（N2-Q1）迄今在非洲东、南部发现该古猿化石达几百个个体。南方古猿较腊玛古猿又前进了一大步，分为非洲种，粗壮种和包氏种。南方古猿的躯体结构在多方面同人相近。如诸齿大小已较间隙，咬合大致为一个平面。臼齿纹趋十字形。人类由古猿进化的发展可划分为四个阶段：猿人阶段、古人阶段、新人阶段和现代人。（1）猿人阶段（N2~Q21） 猿人阶段从距今3-1Ma。1891年发现的爪哇猿人腿骨同现代人相近，但头盖骨仍具原始性，如头骨总廓呈楔形，眉脊粗壮，头盖低平，骨壁较厚，脑容量775-900毫升之间。还可进一步分为两个时期：①直立猿人（Pithecanthropus）时期。直立猿人的主要特点是脑容量较类猿人多，可达850ml（类猿人仅600ml），头型指数72.5，属长头型。颅高率为74，但额部仍旧低平。眉骨嵴高突，额短。整个头骨下宽上狭。头顶上的中始嵴也相当显著。头高105mm，头骨厚10mm。牙齿特点与类猿人相似。大腿骨更显得进步。表明这一时期，手足有了明确的分工，称为人类与类人猿间的过渡群体。②“中国猿人”（Sinanthropus）时期。中国猿人（北京猿人）发现于北京周口店西南42km的周口店石灰岩洞穴中。骨骼特点：头盖骨相当低平，两眼孔间的眉骨嵴显著突起，且在鼻骨之上连接起来，所以眉间区特别隆起。在眉骨与前额之间形成一条深沟。头骨高115mm，平均脑容量1075ml。其额倾角58°（现代人72°），头骨平均厚9.7mm。其生活时间大约距今40万年左右。（2）古人阶段（Q22~Q32）古人又称早期智人，生存于中更新世晚期至晚更新世，距今约4—20万年。脑容量可达1350毫升。其体质特征虽然仍保留一些原始性，但经过长期劳动，已有很大进步，骨质变薄，能完全直立。古人的智慧较猿人高，脑容量增加至1,300-1,600ml。所制造的石器比猿人的有了相当进步，有各种定型的产品；不但利用天然的火，也可能已经会取火——大抵是利用摩擦的方法生火；能用兽皮遮蔽身体。（3）新人阶段（Q33） 约出现在4万年前(晚更新世晚期)，其体征已与现代人基本相同。新人又称晚期智人，其化石在我国已发现多处，如柳江人、河套人、山顶洞人等。新人（晚期智人）的体质比早期智人有很大进步，如头骨的最宽处在顶骨的结节附近，牙齿较小，齿冠相对比较高，下颌前内曲极为明显，下额突出，脑容量已达1,350-1,500毫升。（4）现代人现代人指新石器时代（全新世早中期）以来的人，在B.B.布纳尔的分类中，现代人共有48种类型。考古学上将第四纪划分为旧石器时代、中石器时代和新石器时代（见书上表2-1）。旧石器所占的时间最长，几乎覆盖了整个更新世，中石器仅占更新世末期和全新世初期，新石器属全新世早中期，之后便是铜器时代、铁器时代和现代。旧石器距今200多万年前至1万多年以前（Q1-Q33）。是原始人类利用天然石料(特别是河床砾石),用手握石相互打击，劈裂而成，总称为打击器。进入旧石器晚期人类学会了结网捕鱼、人工取火、借助工具捕猎,并进入母系社会。中石器时代距今约7,000-15,000年（Q33-Q41），大体已进入全新世早期。以磨制细小或打击精致的石器为特征，发明了弓箭，开始训养狗等动物，提高了狩猎的能力。新石器属全新世早中期，除打制石器外，已普遍使用磨制的各种定型石器和骨器，工具及样式都很多，同时陶器也很发达，有彩陶和黑陶等。现代属全新世晚期，为铜器时代、铁器时代和现代。2.3.2人类的演化特征从猿到人的转变，是一个漫长的过程。作为由猿到人躯体结构的变化，以下几点是相当重要的：直立行走；劳动和使用工具；火的使用。继南方古猿之后，古猿进一步演化到猿人阶段。猿人尽管在体质上仍保留了古猿的特征，如头盖骨低平、颅腔小、眉脊突出和下颌不显等，但与古猿已有本质的不同。猿人能制造工具，如打击石器等，更重要的是猿人已经会使用火，火的使用使大脑得到了进一步的发展，脑容量从直立古猿时期的850ml增加到中国猿人时期的1075ml，几乎是南方古猿的两倍。在距今20万至4万年间（Q23-Q3），人类发展进入了一个新阶段—古人阶段。随着脑容量的增加，人工取火的实现，人类已能成功地适应各种复杂的环境，并通过制造定型的石器从事生产活动。距今4万年（Q3），人类跨入了新人阶段，在相貌、体态及脑容量上与现代人接近，通过制造复杂的石器，使人类的分工，获取事物的途径更加广泛、效率更高。距今1万年左右（Q4），人类进入了一个全新的时期—现代人阶段，这一阶段人类在很短的时间经历了新石器、青铜器和铁器时代，在工具制造上逐渐摆脱了天然材料，掌握了陶器制作和冶炼技术，使人类得到了空前的发展。2.3.3中国的古人类早更新世人类化石在中国发现的不多，1965年云南元谋猿人门齿化石的发现及相关研究已表明在1.7Ma前在中国的大地上已有人类生存。中更新世的人类化石在我国多处发现，如陕西蓝田发现的蓝田猿人化石、北京周口店龙骨山洞穴内发现了北京猿人、陕西大荔县发现了大荔人化石，上述化石均是猿人阶段的人类化石。人类演化晚更新世早期人类化石发现地点较多，如广东韶关马坝人化石点、湖北长阳下钟家湾长阳人化石点、山西临汾丁村丁村人化石点、内蒙乌审旗河套人化石点，这些化石是古人阶段的人类化石，体格形态趋近于现代人，与化石群伴有的石器较猿人阶段精致、复杂。晚更新世中晚期新人阶段保存的人类化石更多，有广西柳江的柳江人、四川资阳黄鳝溪的资阳人、北京周口店的山顶洞人和内蒙古扎赉诺尔,体格上更趋近于现代人，石器制作工艺更加先进，类型和用途更加多样化。全新世人类化石保存得最为完整，相关的考古资料相当丰富，研究表明，在这短短的一万年时间里，人类社会得到了空前的发展。2.4中国第四纪植物群特征2.4.1全球第四纪植物群特征：<1>大部分为现生种，植物区系与第三纪，尤其是晚第三纪无重大差异。<2>受新第三纪气候趋凉和第四纪冰期、间冰期气候交替影响，温带与亚热带植物种群分界多次南北（或沿山地上下）来回摆动，导致植物迁移中种类混合和部分滞留或消亡。北半球冰川鼎盛时（冰期），大陆冰川和永久冻土区范围扩大，北方干寒植物群南迁，使森林退却，代之以草原和荒漠。间冰期，植被带又向高纬度区移动。从西伯利亚森林北界看，间冰期向北迁移距离比现在界线更向北3～4°。<3>孢粉分析表明，冰川及外围区沉积物中，以缺乏乔木植物（一般出现的是植株矮小，叶子也很小的植物）为特征。离冰川边缘较远处，出现草丛及灌木的亚北极草原无林区。冰碛物中往往缺少或少见孢粉。2.4.2中国第四纪植物特征：新生代是被子植物繁盛的时代老第三纪以热带-亚热带常绿阔叶林或常绿阔叶混交林为主；新第三纪由于喜马拉雅运动，古地中海海水由东向西退出，欧亚大陆印度大陆相联，青藏高原隆起，自然地理条件比老第三纪有很大改变，植物区系出现明显分化。<1>植被分布存在水平分带，由低纬度到高纬度分布着不同植被带。由北向南分为五个植被带，即寒温带针叶林，温带针阔混交林，暖温带落叶阔叶林，亚热带常绿阔叶林，热带季雨林。这与植物自身生长的气候、时间和地点（纬度、高度）有关，特别是某些植物的生长对温、湿度要求很严格。<2>第四纪植物群是第三纪植物群的发展,其面貌仍有第三纪植物群的一些特点。<3>第四纪冰川到来，加速了植物群的分化与演化。（1）生态类型由木本植物演化出一年生草本植物。利用种子或埋深于地下的根部来绕避寒冷，延续生命。（2）植被大规模纬向迁移来适应周期性的变冷气候。冰期大规模向低纬度迁移，森林退却，代之以草原和荒漠，亚热带植被范围缩小，而温带植被范围扩大，间冰期和冰后期植物向高纬度推进。此外，在山岳地区还有垂向迁移。因此，利用古植物资料可恢复古气候。因此，我国植被带迁徙有三个方向：①受纬度方向控制，沿着南北方向迁移，这是最基本的全球性植被带的移动（水平向迁移）；②受经度方向的控制，沿着东西方向迁移，在我国东部及中部季风区至内陆区（水平向迁移）；③地形高度控制作垂向的迁移，在山岳地区，这种迁移是地方性的。2.4.3冰期间冰期植物群的变化与迁移华北平原冰期来临前，气候为温（或凉）湿，为云杉、冷杉和榆等的森林植被。冰期时为一片草原，主要生长蒿、禾本科的草本植物及稀疏的桦、柳等树木。间冰期，植被又恢复到暖温带落叶阔叶林。在山区，冰期、间冰期气候使植被发生垂直迁移。我国第四纪冰川是小规模山岳冰川，加以地貌复杂、西南地区南北向纵谷成为植物迁移的良好通道，许多植物经过寒冷气候锻炼而保存下来。如我国现在还有银杏野生种，欧洲和阿拉斯加只有上新世银杏化石。2.4.4植物的演化植物与动物一样，也有其自身发生和发展过程。地球上最早出现的植物是藻类；到距今3亿多年的石炭纪、二叠纪时出现蕨类植物；到中生代出现裸子植物，是松柏、苏铁和银杏等达到的全盛时期；新生代开始被子植物代替了裸子植物。4.山地与平原(6学时)掌握山地的基本概念及高度分类；掌握平原的基本概念、形态及成因分类。掌握夷平面的概念、形成过程及主要鉴别标志、形成时代确定，研究意义。重点掌握重力堆积的类型、形态和结构特征及不同重力堆积物的鉴别特征及其与非重力堆积物的区别。难点是各类重力堆积物的识别，夷平面鉴别标志。4.1山地与平原的基本概念山地与平原是大陆表面最基本的两种地貌形态。山是地面上四周都被平地环绕的孤立高地，其周围与平地的交界处有明显的坡度转折。山体由三部分组成：最高处为山顶(形态有平、圆和尖)；最下部，即与平原的交界处，称为山麓。自山顶到山麓的倾斜地面，称为山坡，形态有平直（倾斜或垂直）、凹（凸）形、或复式。山岭---成线状延伸的山地，具有陡峭的山坡和鲜明分水线。山岭的顶部称为山脊。山脉---若干条走向平行的山岭组成的山地系统。如我国的秦岭山脉、龙门山山脉等。山带---一条山脉若被巨大的纵或横谷分隔成数段，并具有不同的形态特征时，对某些段来说则称为山带。如四川龙门山山脉，可分成前山带和后山带。山系---包括若干条山脉的山地系统，称为山系。例如天山山系和横断山山系。平原---指地面起伏微弱的广阔的平地。对于具有大片平坦地面的高地则称为高原。一般把高原也划归为平原的范畴。4.2山地类型

（1）高度分类(海拔高程)（见表4-1）表4-1山地的高度分类（2）成因分类构造作用形成的山地；侵蚀剥蚀作用形成的山地；火山作用形成的山地。（3）构造分类无论何种山地，都由一定的构造组成。不同构造形态组成的山地，其地貌形态也有很大差别。据组成山地的构造形态，将山地划分成方山、单面山、褶皱山、断块山等各种类型。方山水平岩层构成的山地。山顶平整，由坚硬岩层组成，四周边坡常成阶地状。单个山体形态如方桌，故称方山。形成：产状水平的岩层，当其中的坚硬岩层经剥蚀裸露地面时，岩层面变成山顶面，且非常平整。在山坡，坚硬岩层处形成陡岩，软弱岩层处形成缓坡，因而具有台阶状特点。方山常见于舒缓褶皱区的背斜或向斜的核部，在四川盆地，方山地形较为常见。单面山 由单斜岩层构成的山地。一坡与岩层层面一致，另一坡与岩层倾向相反，坡度较陡，并具有明显的山脊线。顺层面的坡叫构造坡(后坡)，坡度一般不超过30°，相反的一坡称剥蚀坡(前坡)。二坡角之和约等于90°。如果岩层倾角大于30°，致使构造坡与剥蚀坡的坡度大体相等，这种山体称为猪背脊。形成：构造控制，也与岩性有关。只在岩性坚硬的单斜岩层区，才会有单面山形态。因为当这里的地面遭受侵蚀时，坚硬岩层的抗风化能力强，部分坡面的剥蚀作用会暂时停滞在坚硬岩层顶部，山体的一坡将与岩层层面完全一致，且较平缓，而与岩层倾向相反的一坡却变得非常陡峭。若组成山体的岩层岩性均一、松软，那么即使是单斜产状，也不会产生单面山地形。褶皱山 褶皱构成的山地，既有背斜山（常见），也有向斜山。可由单个背（向）斜构成，也可是复式背斜组成。位于法国瑞士间的汝拉山（侏罗山）就是由背斜构成山岭，向斜构成山谷。四川东部的山地也属于这种类型的褶皱山（背斜山）。古老褶皱带内，经外营力长期剥蚀后，背斜轴部由于张裂隙较发育，侵蚀作用较强，因而将逐渐由山岭演化为谷底，从而使向斜部分由山谷变成山岭，叫做向斜山。这使现存的地形与原始构造地形完全相反，这种地貌叫做倒置地貌（图4-4）。由软硬岩层互层所组成的褶皱山地，在遭受剥蚀以后，在褶曲的转折端处，坚硬岩层常形成S形或反S形山岭。若发生在穹隆构造上，那末将形成一系列以其顶为中心的环形山岭（图4-5）。这些地貌特征，常可以作为野外分析判断构造形态的一项标志。断块山 由断裂构造组成的山地。一侧或两侧都有断层，或由若干条断层组成。由于断裂往往与褶皱伴生，单纯的断块山较少见，而以褶皱—断块山较为普遍。如滇西北玉龙雪山。断块山由断层的仰冲盘组成。若形成较晚，或在挽近时期还有过明显活动，断层将表现为陡岩地形，这种地貌称为断层崖。当断层崖受到侵蚀，会被分隔成三角形的岩面，这种地貌叫做断层三角面。两者都是野外识别断层的主要标志。4.3平原类型4.3.1形态分类（1）根据绝对高程高原、高平原、低平原及洼地。高原海拔高程>600m。如中国西部的黄土高原、青藏高原等。高平原海拔高程约200-600m。如成都平原低平原 海拔高程约0-200m。如我国东部的松辽平原、华北平原、长江中下游平原等。洼地绝对高程在海平面以下，如新疆吐鲁番低地。（2）根据地面形态特点分为倾斜平原，凹状平原、波状平原。4.3.2成因分类各种平原都是在外营力作用下产生。剥蚀作用可造成剥蚀平原如青藏高原，堆积作用可形成堆积平原如成都平原。还可依据造成平原的水平运动方式划分成纬向系平原，经向系平原，新华夏系平原，歹字型高原和马蹄形平原，山字型弧顶断陷平原等若干类型。丹霞地貌地理学上很重要的名词。指红色砂岩经长期风化剥离和流水侵蚀，形成孤立的山峰和陡峭的奇岩怪石，是巨厚红色砂、砾岩层中沿垂直节理发育的各种丹霞奇峰的总称。主要发育于侏罗纪至第三纪的水平或缓倾的红色地层中，以中国广东省北部丹霞山最为典型，故名。4.4夷平面准平原山地与平原，是两种形态对立的地貌类型。随着内外营力性质和强度变化，二者互相转化。地壳相对稳定时，山地经外力作用剥蚀，变成较平坦的地区，这种近似平原的地形叫做准平原。夷平面准平原形成后，如地壳运动又趋剧烈，准平原会受到侵蚀破坏，转变为山地，但在山顶部分还残留着古平原面，这种地形面就称为夷平面。不过，通常所指的夷平面，除准平原外，也包括那些经过一定剥蚀，但并未达到准平原的地形面。如果山地曾发生多次间歇性上升，那将会形成若干个分布在不同高度的夷平面。这种多层地形，是判断区域间歇性升降运动的重要标志。我国北方常保存有两级夷平面，即台北期夷平面和唐县期夷平面。以北京西山为例台北期夷平面位于海拔1500m的高程，削过了由不同构造形态组成的山岭，其形成时期大致在白垩纪到第三纪初期。唐县期夷平面分布高程在海拔约500m的高程上，它的上面堆积着上新世的红色粘土（即三趾马红土），其形成时代在晚第三纪。我国南方，夷平面的研究，以湖北西部较为详细，曾确立了鄂西期和山原期盆地内部的两级夷平面，后来还在山原期夷平面下，又建立了一个云梦期夷平面。在四川盆地内部有秦岭期夷平面，其形成时代大体上与北方的唐县期夷平面同时。夷平面鉴别标志：（1）具有夷平面的山地，山顶面较平整，并处于大致相等的海拔高程上，切割不同的构造形态。（2）在夷平面上，可能还遗留着古侵蚀沟谷（坳沟）的残迹。这种古沟谷的形态与后期沟谷形态有明显差异，前者切割较浅，而后者侵蚀较深。这种特征显示出，它们是不同时期，不同侵蚀条件下的产物。（3）在夷平面的低洼处，可能还残留着零散沉积物，或风化很深的风化壳，这种沉积物与下伏地层呈角度不整合接触。在上述三项标志中，以最后一项特别重要。因为单凭地貌形态确立的夷平面，证据是不够充分的。4.5斜坡地貌及其堆积物4.5.1斜坡流水地貌及堆积物表流（面流、坡面流水）--是雨水或冰雪融水在地表形成的薄层片流或细流，随地表起伏而流动，无固定流路，呈面状均匀地冲刷地表松散物质。该细流流动中常分为两条以上的细流，在坡面上组成网状流，类似一覆盖在斜坡上的面。故又称面流。表流发生条件：雨水，雪融水和小坡度斜坡。4.5.2洪流地貌及洪积物1）洪流洪流暂时性急流。仅在暴雨或大量积雪迅速融化后形成。发生在较陡的斜坡上，水势猛，流态极不稳定，是一种爆发性线流或网状流。洪积物(pl)暴雨或冰雪消融，含大量沙石高速运动的浊水流，流出山口或流入主流谷地，由于河床纵剖面坡度骤降，流速锐减，又无河道约束，便分散成多段槽流，通过泛滥，槽流连接成面状洪流，在山口或山间河谷的支沟沟口堆积的扇形堆积物。2）洪流发生条件暴雨，大量冰雪融化，陡峭的斜坡地形3）洪流侵蚀地貌冲沟是一种基本的洪流地形。根据其发展过程分细沟、冲沟和坳沟。细沟雨后生成于斜坡上、形态不稳定的小冲沟。冲沟由细沟发展而成。坳沟是冲沟的衰老阶段，沟谷宽缓。该阶段径流量供应不足，下切能力减弱，沟坡冲刷、崩坍、滑坡作用突出，使沟坡不断后退，坡度变缓，沟底由于坡积物、崩积物和地滑堆积物堆积变得平坦宽阔，沟底和沟坡逐渐生长植物，整个坳沟横剖面呈“U”字形，发展下去，坳沟沟沿逐渐消失，成为坡度舒缓的凹地。凹谷密布区常表现为平缓的波状起伏地形。劣地暴雨不断冲刷，斜坡上的细沟和冲沟过于密集分布，沟间地所形成的狭窄的刃状形态。主要分布在干旱和半干旱区，是经受了强烈冲刷的标志。4）洪积物和洪积（洪流堆积）地貌洪积物---洪积扇洪流是挟带大量碎屑物的水流。洪流过程短暂，开始是面状洪流，洪峰后，成散乱的网状水流，随即干枯消失。所以，洪积扇表面常遗留有许多散乱的干枯沟谷，其位置和形态很不稳定，经下次洪流冲刷破坏，很快就发生变化。这是洪积扇和冲积扇的主要区别之一。洪积地貌-洪积扇洪积扇--指暂时性或季节性洪流在山谷出口处，由于比降减小，水流分散、下渗和蒸发，流量大减，携带物质大量堆积下来，形成的扇形堆积地貌。主要发育于干旱或半干旱地区，往往由多次洪流过程形成。4.6山坡的重力堆积物及其地形山坡稳定性，是工程地质的重大问题。促使山坡变化的地质作用种类繁多，重力堆积造成山坡的剥蚀作用是其中之一。这类剥蚀作用，按其运动方式，可分为崩塌作用、撒落作用，滑坡作用及泥流作用等。山坡在上述作用的影响下，将不断受到改造，并形成相关的堆积物和堆积地貌。这些堆积物统称为重力堆积物。4.6.1崩塌堆积及其地形崩塌作用：山坡上部由于风化、剥蚀、地震及裂隙等影响的岩石，在自重力作用下，整块向下坠落，迅速地跨向坡脚的作用。崩积物(xd)：崩塌作用形成的堆积物。崩积物常见于山坡陡峭（>45°），坚硬岩石组成的边坡，特别是地震区。大规模的崩积物，可堵塞山谷，构成一条天然堆石坝，在坝堤后形成堰塞湖。如1933年四川叠溪地震引起山崩，崩积物使岷江堰塞成大、小海子。崩积物特点：未分选，成分简单，由具棱角的大小不一的岩块和岩屑组成，其中的巨型岩块有时可被误认为是基岩露头。其成分与山坡上部基岩成分一致。剖面结构下粗上细，不具层理。4.6.2撒落堆积物(xd)及倒石锥撒落作用：山坡上部基岩，由于物理风化崩解成岩屑，在重力作用下沿山坡向下滚动的作用。由撒落作用形成的堆积物为撒落堆积物。撒落与崩塌作用区别：（1）撒落堆积物为细小的碎石或岩屑，不是规模巨大的岩块。（2）持续时间长，崩塌作用时间则极为短暂。（3）涉及范围广，崩塌作用仅限于山坡某一狭窄部位撒落堆积物特点：大小混杂，较崩塌堆积物略有分选，剖面的颗粒下粗上细（图4-9）。这是由于岩屑沿山坡滚动时，大而重者产生的动能大，滚动较远。撒落堆积物中岩屑成分象崩塌一样，比较单一，与山坡上部基岩成分完全一致。倒石锥：撒落堆积物展布于坡脚，形成上尖下圆的锥形体。4.6.3滑坡堆积物（del)及其地形滑坡（landslide）当山坡某部分块体重力、内聚力及阻力间的平衡遭到破坏时，块体沿一定的破裂面整体发生滑动的作用。图4-10滑坡形态示意图1-滑坡体；2-滑坡面；3-滑坡基座（滑坡床）；4-滑坡壁；5-滑坡平台；6-滑坡台坎；7-滑坡舌；8-滑坡堤；9-滑坡凹地内的湖泊；10-后缘引张裂隙；11-扇形引张裂隙；12-鼓张裂隙；13-扭裂隙影响滑坡发生的主要因素:岩性滑坡是由重力引起的一种扭性破裂变形，其发生和山坡的物质组成有关。坚硬致密块状的石灰岩、花岗岩和石英岩等脆性岩，其抗剪强度大，由这些岩石组成的山坡高陡而稳定，很少产生滑坡。页岩、粘土岩及其它松散的第四系堆积物多是塑性的，它们的抗剪强度低，由这些物质组成的山坡容易发生滑坡。地形山坡高度、坡度和横断面的形状，决定山坡内部应力状态，也是影响滑坡活动的重要因素之一。一般松散堆积层的滑动坡度在20°以上，基岩滑动坡度30°-40°易形成滑坡。地质构造岩质坡体内部各类裂隙和结构面(层面、断层面、节理面、片理面、不整合面等）的存在，可以削弱滑坡体的内聚力，并为地下水的活动提供通道，因而滑坡往往是沿一定的结构面滑动的。特别是结构面与山坡坡面平行时，坡体最容易发生滑坡。水的作用滑坡常发生在雨季或雨后。水库水位的骤然变化，以及施工中排水不当，都可引起滑坡。事实表明，滑坡的发生，水的作用是十分显著的。其表现为：（1）水渗入岩体或土体中的孔隙，减少土粒间的吸附力，加强土体的重量，加大其剪应力，使之下滑；（2）地下水的浸润、潜蚀和溶滤，使颗粒间的粘结力大大地降低；（3）水大量渗入斜坡，使潜水面升高，相应地增加了静水压力和动水压力，对滑体起着浮托作用，降低了抗滑力；（4）不透水的软弱地层受地下水作用发生软化成为滑动层，促使上覆地层下滑。从上可见，水的作用可通过静水压力、动水压力，冲刷作用和软化作用等方面的影响来表现。静水压力和动水压力洪水期或水库蓄水，引起地下水位升高，静水压力增大，由静水压力产生的浮托力会降低山坡的抗滑力。反之，如洪水迅速消退，或水库水位骤降，则产生地下水向坡面渗透的动水压力，这也增加了山坡的滑动能力。水的冲刷水冲刷坡脚，使山坡增高，坡面变陡，导致边坡比增大，破坏山坡内原来的稳定应力平衡状态，引起滑坡。此外，流水冲刷切穿岩体内部与坡向一致的结构面，山坡将沿着这样的结构面发生滑动。软化作用水的渗入，使较松软岩石软化，在重力作用下沿斜坡滑动。除上述四种最普遍因素外，地震、爆破或在山坡下部挖掘土方，建筑物的附加荷载等，都可导致滑坡的发生。滑坡发生的三个阶段：蠕动变形阶段从山坡稳定状态受到破坏，到整体滑动之前的变形阶段。当斜坡上的岩（土）体内抗剪强度小于剪应力时，产生塑性蠕动变形，使土体内应力调整，并在后部产生拉张性裂隙，故渗水作用加强，张性裂缝加宽，开始出现小的位错，两侧也出现扭性破裂面，坡脚受到挤压，滑坡出口潮湿渗水，滑动面大部分形成，但尚未完全贯通。该阶段是滑坡的前兆，长的可达几年，短者仅几天。滑动阶段随着斜坡变形的发展，后缘张裂加宽，错距增大，两侧的羽状扭裂贯通并撕开，前缘被挤压鼓起，产生鼓张裂隙，滑坡出口附近渗水浑浊，这时滑动面已全部形成，接着便开始整体向下滑动。为剧烈滑动（应力释放）阶段。大型滑坡开始整体滑动前，岩石受到挤压错动，会发出响声。渐趋稳定阶段滑坡滑动中，当抗滑力超过滑动力时，滑坡停止滑动。该阶段滑坡体内部松散物质在自重作用下逐渐压紧，重心降低，能量不断消耗，地面的各种裂缝逐渐被充填，提高了滑坡物质的抗剪强度，滑坡的稳定性日益增加。滑坡台地已变平缓，其后壁坡度变换并生长草木，不再发生崩塌。坡体物质变的很紧实，地表无明显裂缝。滑坡前缘已无水渗出，或流出清晰的泉水，表明滑坡已基本趋于稳定。这段时间要经过3-5年的，甚至更久。滑坡类型：崩塌性滑坡滑坡以每秒几米甚至几十米的高速度下滑，由于速度快，来势猛，滑动时伴有巨响，并产生很大的气浪，因而往往造成巨大灾害。如四川雅砻江某地滑坡，只有几分钟的时间内，6,800×104m3的坡体全部滑下。牵引式滑坡（现称后退式滑坡*）滑坡下部先行滑动，然后牵引上部下滑的滑坡。后退式滑坡滑坡下部先行滑动，使山坡坡角形成临空面，然后上部逐次下滑，使山坡后退的滑坡。推移式滑坡滑坡上部先变形滑动，尔后象推土机一样推动下部一起滑动的滑坡。*岩石抗拉强度/抗压强度=1/10；土几乎无抗拉强度；钢筋抗拉强度/抗压强度=1，故钢筋有很强的抗拉强度。滑坡稳定后，如诱发滑坡的主要因素已消除，滑坡将转入长期稳定。若诱发因素尝未完全消除，且又不断积累，到一定时候，稳定滑坡又重新活动，即滑坡复活。滑坡作用形成的堆积物称滑坡堆积物。在基岩山坡上的滑坡堆积物，往往会保持着岩层或岩体的构造，因而容易被误认为是基岩露头。4.6.4泥流堆积(s)及其地形泥流作用—分布在山坡的松散堆积物，被水浸湿后，在本身的重力作用下，便会缓慢地顺坡往下移动，这种作用叫做泥流作用。泥流作用一般发生在粘土或亚粘土含量较高的松散堆积物内，因它们的持水性较好。而要使斜坡堆积物里保持大量的粘土或亚粘土，斜坡必须平缓，这样才不至于使粘土和亚粘土被水流冲走。因而，泥流作用一般发生在坡角10°-20°缓坡上，坡角最大者不超过30°。泥流作用主要发生在冰缘区或多暴雨的热带地区。泥流堆积物泥流作用形成的堆积物。具有分选性差，磨圆度低，无层理构造等特点，与冰碛物有相似之处，但泥流堆积物的砾石成分不如冰碛复杂，与坡上基岩完全一致，碎屑棱角尖锐，剖面内无任何流水冲刷的痕迹，这些特点是它与冰碛物的主要区别。泥流阶地—泥流作用形成的台阶状地形。它是由若干个高度很低的台阶组成，每个台阶呈舌状，舌尖朝坡外。5.河流地貌及其相关堆积5.1基本概念河流的水流在流动过程中，侵蚀地表，形成各种侵蚀地貌，被侵蚀的物质沿沟谷向下游搬运并堆积，形成各种堆积地貌。凡由河流作用形成的地貌，称河流地貌。河流是一种有固定沟槽的常年地表流水。5.2河流的侵蚀和搬运作用5.2.1河流的侵蚀作用河水有破坏地表并掀起地表物质的作用。水流破坏地表有三种方式，即侵蚀作用(erosion)、磨蚀作用(abration)和溶蚀作用(solusion)。5.2.2河流的搬运作用河流水流在流动过程中携带大量泥沙和推动河底砾石移动的作用，叫做河流的搬运作用。河流搬运作用的方式有三种：（1）推移 推移(traction)是水流使泥沙或砾石沿底面滚动或滑动，主要是泥沙或砾石受水流的迎面压力作用所致。在水底移动物质的重量与它的启动水流速度的六次方呈正比（M=cV6）,所以山区河流在山洪爆发时可以推动巨大的石块向下移动。（2）跃移 跃移(saltation)是床底泥沙呈跳跃式向前运动。流水中的砂粒上下部产生压力差，上升力相对增加，泥沙颗粒跃移，被水流挟带。泥沙颗粒离开床底后，颗粒上下部的水流流速相等，压力差消失，泥沙颗粒又沉降到床底。如此反复进行，泥沙则呈跃移式前进。有时，砂粒以较快的速度下落，对床面泥沙产生冲击作用，砂粒会微微反跳起来再随水流一起向前搬运。（3）悬移 悬移(suspensiontransportion)是较细小物质在流水中呈悬浮状态搬运。悬浮的泥沙受三种力的作用，一是纵向水流的作用使泥沙前进；二是向上水流作用使泥沙上升；三是泥沙受本身自重力影响而下沉。当河流中泥沙上升流速大于颗粒的沉速时，泥沙被带到距床底一定高度位置而转入悬浮状态，并由水流挟带向下游搬运。5.3河流的堆积作用流水挟带的泥沙，由于条件改变（坡度减小，流速变慢，水量减少和泥沙增多等）可引起搬运能力减弱而发生堆积。由流水堆积作用在沟谷中留下的沉积物称为冲积物(alluvium)。5.4河流地貌5.4.1河谷的组成河流所经过的线状凹地称为河谷(rivervalley)，河谷通常可以划分成以下几个部分（图5-1，5-2）：图5-1河谷横剖面形态1.河床；2.河漫滩；3.谷坡；4.阶地；5.坡缘图5-2河谷形态特征A.上游段；B.中游段；C.下游段1.河床；2.河漫滩；3.阶地；4.牛轭湖；5.三角洲5.4.2山地河流的河谷宽谷和峡谷在岩性比较坚硬如花岗岩或河流流向与地层走向近于垂直如峨眉一线天或新构造运动上升强烈的地段如虎跳峡，往往形成峡谷。峡谷段河谷紧束，边坡陡峭，谷内的河漫滩和阶地堆积不发育。岩性比较松软的河段往往发育较宽阔的宽谷，有河漫滩和阶地分布如峨眉的黄湾段。5.4.3河床平面形态河床的平面形态有平直的、弯曲的和分汊的。弯曲的河流称为曲流(meander)。分汊的河床叫汊河。5.4.3.1曲流曲流一般是在河流所在河段断块相对稳定时期侧蚀为主形成的，其它因素的作用也可形成环流。曲流形成后，不断侧蚀，同时还不断向下游迁移，在其迂回范围内，形成曲流带。河流弯曲越来越大时，形成狭窄的曲流颈。洪水期时，曲流颈可能被冲开，河道裁弯取直。裁弯取直后被废弃的弯曲河道形成牛轭湖(ox-bowlake)。被废弃的弯曲河道所环绕的