11第四纪气候变化.ppt

1、第十一章 第四纪气候变化及其地层意义,第一节 第四纪气候变化的证据,第二节 全新世气候变化特征及原因,气候变化剧烈是第四纪地质历史的基本特点之一。,第四纪气候变化的特点： 温度变化幅度大，并有反复的特点； 变化范围是全球的，但存在地域差异。变化最显著的区域是中纬度地带，两极及赤道地区变化小； 冰期和间冰期交替出现。,第一节 第四纪气候变化的证据,一、生物证据,二、地质证据（主要指沉积物证据）,三、地貌证据,四、土壤证据,五、地球化学证据,六、降水量变化,七、微观气候标志,一、生物证据,1、哺乳动物化石,用生物变化推定气候变化的理论基础：个别生物的生态与环境的物理条件之间的关系是保持不变的；生物

2、的分布变化就代表气候条件的变化,2、植物化石证据,1）第四纪植物水平和垂直分带性 ，能够揭示气候环境在空 间（地域上）的特征；,2）第四纪冰期和间冰期气候对植物群落迁移影响显著 ，这种 植被随气候变化能反映气候时间上的气候特征；,3）年轮,树木年轮的宽窄 、密度和氧同位素比值能够解释气候变化。,利用植物化石推定第四纪气候变化的困难在于：,（1）一些植物的生态可以随气候条件变化而改变，而作为化石残留下来的一部分植物的形态却保持不变,（2）由于更新世气候的反复变化而使植物被迫多次迁移的某些生物的生态没有变化,（3）某些植物化石共生组合与气候标志有矛盾。如植物混合,（4）植物迁移较动物迁移慢，因此有

3、时利用动物群化石和植物群化石推定的气候变化相矛盾,（5）微气候变化也给植物化石解释第四纪气候变化带来困难,（6）一些第四纪植物化石的种，现时业已灭绝,1、冰碛砾岩和冰碛物 ：冰川作用产物，指示寒冷气候；,二、地质证据（主要指沉积物证据）,2、季候泥 ：冰湖沉积，指示寒冷气候；,3、岩盐和石膏等蒸发岩 ：干燥气候产物（高温、少雨，蒸 发量大）；,4、黄土 ：干凉气候产物；,5、冻土 ：冰缘气候，寒冷；,1、冰川地貌 ：寒冷气候产物；,三、地貌证据,2、风沙地貌 ：干旱气候产物，如沙丘、沙垅等；,3、黄土地貌 ：干凉气候产物，如西北地区塬、梁、峁；,4、雪线高度的变化 ：可指示气候冷暖变化。,1）

4、冰川侵蚀地貌 ：冰斗、角峰、刃脊、羊背石等；,2）冰积地貌 ：尾碛垅、中碛垅等；,3）冰水地貌 ：冰水冲积扇、冰砾阜阶地等；,四、土壤证据,土壤发育过程取决于作为母质的岩石或沉积物的类型、气候、地形、植物和微生物的生长，以及土壤发育的时间,1、灰壤（灰化土）：潮湿气候,2、棕壤：较灰壤温暖干旱,3、黑钙土（黑土）：夏季较干旱、温暖，降雨主要集中在春、秋季节的大陆气候条件,4、栗钙土：夏季温度高、降水量小，伴生草原植物,5、红土：热夏季、温湿冬季,6、沙漠土：干旱气候,五、地球化学证据,1、原理：堆积物中化学成分及丰度的变化可作为划分气候的 证据。不同气候条件下，由于水的化学和物理性质的改变，导

5、 致堆积物化学性质的改变。特别是稀有和放射性元素的丰度在 垂向的变化更为重要。,如氧同位素比值18O/ 16O是一个重要参数， 18O的丰度是沉积 物沉积时水温的一个函数。 18O/ 16O的值降低时，反映气候温暖； 18O相对于16O富集量每增加0.02%，海水温度下降1 。,六、降水量变化,第四纪时期内，中纬带和赤道附近湖泊的水面高于现时的水面，原因：冰期中这些地区的气候寒冷，使蒸发量降低，降水有较多的累积。,冰期湖水面升高、咸度降低 间冰期湖水面降低、咸度升高,七、微观气候标志 由于微观气候标志存在的广泛性，在古气候研究中越来越引起人们的关注。目前比较成熟和常用的微观气候标志主要有以下几

6、种： （1）粘粒分子率（SiO2/Al2O3、SiO2/Fe2O3） 比值低湿热，比值高干冷 （2）CaCO3含量 冰期CaCO3高，间冰期CaCO3低 （3）粘土矿物 一般地：高岭土湿热，伊利石干冷,1、第四纪气候变化导致大陆冰川的大规模发生和消退，冰期和间冰期的温度差为8-15；,八、第四纪气候变化的结论,2、地质、生物、冰缘现象等不同类型的证据，都只能由其本身证明气候变化，它们之间的确切对比是困难的 ；,3、陆地古气候证据与海洋古气候证据联合起来，可以详细地划分冷期和暖期；,4、陆地古气候证据只能确定冰期和间冰期的大轮廓，而连续的海洋证据，则可从详细地研究冷期和暖期。,一、全新世气候变化

7、特征,1、时间：10000a ；,2、变化特征：,1）温度快速升高；,2）冰川大量消融，海平面明显上升；,3）许多哺乳动物灭绝，人类出现等。,第二节 全新世气候变化特征及原因,全新世气候变化按其特征可分为A、B、C、D 4个阶段：,二、全新世气候变化原因,1、研究目的,1）理论意义：探讨过去气候变化的规律和起因,2）现实意义：探讨未来气候变化的趋势，为人类服务,2、气候变化的原因,1）宇宙原因,2）地球原因,3）人为原因,太阳绕银河系中心旋转，太阳（辐 射、粒子流）变化，行星碰撞等。,地壳运动与物质变化；海洋温度、 沉积 作用，洋流变化；地球自转变化 与地磁场移动；山岳冰川变化；大气 质量、成

8、分变化等等。,燃烧释放CO2 ，毁林开荒，气溶胶 （液）的影响等。,第四纪气候变化的地层学意义,第四纪气候变化的直接结果就是出现了冰期和间冰期的交替。这种交替出现，引起了生物、地质、地貌、土壤、地球化学及海面的交替变化。这些变化又可以反过来用于推定第四纪气候。 在第四纪地层学中可以分为研究冰川环境进行地层划分的冰川地层学以及研究非冰川环境进行地层划分的非冰川地层学。,从大的方面看，气候变化在全世界是同时的，所以气候变化的证据可以作为一种时间地层对比的依据。又由于第四纪气候变化是多次反复的，所以可据以划分阶段以及相对应于阶段所形成的地层单位。 第四纪气候变化的全球性、同时性、阶段性，以及它与沉积物的成因类型和岩石特点、生物群落、地形