【学习课件】第四纪气候及海平面变化
第四纪气候和海平面变化
第四纪气候和海平面变化第四纪气候及海平面变化(4学时)教学目的：主要讲述第四纪气候的总体演变特征；更新世气候变化的地质记录；第四纪世界气候的变化规律及第四纪海平面变化的总体规律及其与第四纪气候变化的关系。
教学重点和难点：重点掌握第四纪气候的总体演变特征；第四纪世界气候的变化规律，第四纪海平面变化的总体规律及其与第四纪气候变化的关系；难点是海岸地区地质记录中如何区分是新构造运动还是海平面引起的升降。
主要教学内容及要求：1. 了解更新世气候变化的地质记录；2. 了解第四纪世界气候的变化规律；3. 理解中国第四纪气候演化的基本特点；4. 掌握第四纪海平面变化的总体规律及其与第四纪气候变化的关系。
第四纪是一个气候变化非常剧烈的地质时代，学习和研究第四纪的气候特征及其变化规律对认识地球的气候演化是非常重要的。
同时，由于第四纪是距今最近的一个地质时代，今天的气候就是第四纪气候的延续，因此，学习和研究第四纪的气候特征及其变化规律，对认识今天的气候，预测未来的气候变化，具有重要的实际意义。
3.1 前第四纪气候变化概述一、地球的五次大冰期地球已经历了46亿年历史，根据已有研究发现，在其发展的历史长河中曾经历用于全新世高分辩率研究的石笋及样本。
三次大冰期，即：早元古代冰期约2.3 GaBP石炭纪-二叠纪冰期约300 MaBP第四纪冰期约3 MaBP其中对人类生存环境影响最大的是第四纪冰期，这也正是本课程所要讲述的。
二、第四纪冰期发生的背景第四纪冰期是在中生代高温和新生代第三纪缓慢降温的基础上突然发生的。
3.2 第四纪气候变化一、第四纪气候标志研究分为宏观气候标志和微观气候标志两类1、宏观气候标志宏观气候标志也称直接气候标志，通过其可直接确定出气候的类型和特征。
宏观气候标志可分为三类：(1）沉积物气候标志由于不同气候环境形成不同的成因类型，因而沉积物成因类型可用来反映沉积时古气候状况，具体可见下表：第四纪主要沉积物成因类型气候标志表（2）地貌气候标志由于地貌形态是内外动力共同作用的结果，外力主要受控于气候条件。
第四季气候.ppt2003
• 75－11ka BP的末次冰期海平面波动下降趋势 明显，尤其是20－14ka BP间世界几个大陆架 上的试样14C年龄资料表明，世界海平面继晚更 世以来的降势，在此期间达到130ka BP以来的 最低点，海平面位于－100～－135m不等，如 北美－105m、日本－135m、黑海－110m、尼 日利亚－100m，中国－150m左右，这是目前 了解最多的一个全球沿海地带环境变化时代。
• 黄土是中国北方第四季主要沉积物，黄 土—古土壤系所反映的寒暖气候变化多波 动模式基本上代表了中国北方季风区的第 四纪气候变化历史。
第四季气候变化梗概
中国上新世气候：青藏高原大部分地区与东
部相连还把1000米以上，三大地貌阶梯尚未 形成，受行星风系影响，气候带大体呈纬向 分布从北而南是暖温带，亚热带，温带。 中国早更新世气候：冷暖气候变化频繁，按 气候特征可分为两冷加一暖三个气候时期。 每个气候时期都包括更次级气候波动。
• 中国全新世海平面历史大致分为三段：
• 我国的全新世海平面波动经历了三个阶段，即上升－最高 －下降 • （1）上升阶段（10～6ka BP）：由于气候的转暖，海平 面快速上升。在10～8ka BP期间，海平面从约40m上升 到15～20 m；到8～6ka BP已上升到5 m。 • （2）高海平面阶段（6～5ka BP）：从北到南都发生了海 侵，渤海称为黄骅海侵，海岸线相当现今向西推进了80～ 100ka；东海称为镇江海侵，海岸线达沭阳－洪泽－镇江 －常州－杭州一线，长江口退缩到镇江。这个时期的海平 面比现今高2-4m。 • （3）下降阶段（5～0ka BP）：海平面在波动中下降，达 到目前的海平面位置。在渤海湾西岸，留下了这个时期海 平面下降形成的四道贝壳堤，贝壳堤VI、贝壳堤III、贝壳 堤II、贝壳堤I。天津宁河县汉沽区贝壳堤。
第3章第四纪气候变化和海平面变化
孢粉电子采样仪，用于持续监测空气中的孢粉含量。 空气孢粉粒是记录环境变化与过程的一种重要信息 载体。其组合特征能够大致反映当地主要的植被类 型。要应用价值。
因此，探讨现代孢粉谱中主要孢粉类型的空间分布及其变 化规律，及其与区域植被的关系，将为研究孢粉散布、搬 运和沉积机制，建立现代孢粉—植被—气候关系模型提供 可靠的依据，在青藏高原古植被与古环境重建中具有重要 应用价值。
貘科是现存最原
始的奇蹄目，保 持前肢4趾后肢3 趾等原始特征。
马来貘野生数量很少， 属世界濒危物种。
小仓鼠
反映干旱、半干旱气候条件
猞狸和雪兔
啮齿动物——是咬东西的动物
中新世黄土-古土壤剖面中的蜗牛化石
陆生软体动物化石
(1) Metodontia（间齿螺——指示温湿环境）类, 此类的M. sp.最早出现于约13 MaBP的温湿时期
3.1.1第四纪气候标志研究冰川、冻土地貌和堆积物
3.1.1.1宏观标志 （1）岩石气候标志
反映寒冷气候条件
（2）地貌气候标志 河、湖、沼地貌和堆积物、红
1）冰斗
粘土风化壳、石灰华、石钟乳
2）古冰楔和冻融褶皱构造
3）沙丘和湖岸线
反映温暖气候条件
（3）生物化石气候标志 1）植物化石 2）哺乳动物化石
风力、暂时性流水地貌和 堆积物。岩屑型风化壳
(3)中生代的气候特点 是地球气候史上最显着的高温期。
(4)新生代的气候特点 是一个气候比较温暖而不断降温的时期
(5)第四纪冰期和间冰期的交替作用。
(2)气候旋回分级 ---可分4级： 1）第一级：107-108
2）第二级：105 第四纪冰期和间冰期的交替作用
3）第三级：104 冰阶和间冰阶的交替作用
10、第四纪气候变化和海平面变化.ppt.Convertor
第十章第四纪气候变化一．前第四纪气候变化概述二．第四纪气候变化三．第四纪海平面变化基本概念天气－－某一地区、某一时刻、某一条件下的大气物理状况。
气候－－指某一地区长期的具有特征的天气状态综合。
气候包括温度和降水等情况。
年均温，甚至以十、万、十万为单位。
气候反应经常性的天气，同时也包括特殊性的天气。
一．前第四纪气候变化概述地质历史上的5大冰期早元古代冰期：2.3Ga. B.P晚元古代冰期：800～600 Ma. B.PO～S冰期：500～450 Ma. B.PC---P冰期：300 Ma. B.PQ冰期冰川活动总的特点持续时间：上千万年间隔2.5亿年脉动形式（二）第四纪气候的基本特征1 ．全球性的总降温过程中出现冷暖气候波动（起伏）；2 ．中高纬地区和高山地区产生大规模的冰川活动；3 ．沿海地区则产生海平面的升降。
新生代年均气温下降趋势示意图（四）气候变化的意义气候变化对人类的居住环境、生物、地貌都具有重要的影响。
（五）研究第四纪气候变化的作用划分对比第四纪地层研究古环境的变化。
二．第四纪气候变化（一)第四纪气候标志研究1 ．宏观气候标志2 ．微观气候标志1 ．宏观气候标志（1）岩石气候标志（2）地貌气候标志（3）生物化石气候标志（1）岩石气候标志（2）地貌气候标志寒冷气候：冰川、冻土地貌温暖气候：岩溶、河流、湖泊地貌干旱气候：风蚀、风积地貌具有重要意义的几种典型地貌：冰斗——形成于雪线附近，年均温0度，因此可证明古冰川作用的存在并可利用古冰斗与现代冰斗高度差值推算冰期古雪线下降时的降温值。
古冰楔和冻褶构造——发育于现代极地和高山永久冻土层中，年均温-2～-9度间，越寒冷规模越大。
沙丘和湖岸线——研究干旱、半干旱区干湿气候变化的重要标志。
（3）生物化石气候标志A．植物化石：B ．哺乳动物化石：C ．其他软体动物化石：原理：生物的生活总是和一定的气候环境相适应。
而第四纪生物绝大多数为现生种类亚种，因此,可以利用现代生物种属分布与气候的关系, 去推测第四纪同一种属化石埋藏时的近似气候条件。
第四纪环境 ppt课件
海滩岩由珊瑚体和贝壳，经过高能波浪冲蚀使
破碎成细砂粒，或残留的珊瑚体和贝壳等被搬运到
海滩，陆地风化碎屑物搬运到海滩(即潮间带)沉积， 后经文石或方解石的碳酸盐泥砂，充填碎屑物的颗
粒孔隙中，胶结成岩石，所以称为海滩岩。它是反
映第四纪时期与现代气候温暖的标志。
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第一节、第四纪气候
一、第四纪古气候变化标志 5．其他方面的标志
各类生物对气候的变化有一定的适应能力。
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第一节、第四纪气候பைடு நூலகம்
一、第四纪古气候变化标志 生物有：喜热性生物群、喜温性生物群和喜寒 性生物群三大类。 1964年，我国登山队在喜马拉雅山希夏邦马峰 北坡约6000m的海拔高程，发现第三纪末期一第四 纪初期高山栎和黄背株植物化石，皆属亚热带常绿 树种，性喜温湿润。表明喜马拉雅山地区在第四纪 初期曾有过类似今日亚热带的温和湿润气候o
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第一节、第四纪气候
二、第四纪气候及其变化
3、中国第四纪气候变化特征 （2）、中国冰后期气候的变化
第四纪的最后一次冰期结束以来，地球 气候进入冰后期，距今12000年。中国冰后期 气候波动，可划分为三段：
晚全新世（现今一2500年) 中全新世(2500—7500年) 早全新世(7500—12000年)。
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第一节、第四纪气候
二、第四纪气候及其变化 2、阿尔卑斯山区气候变迁
群智冰期（Gunz）：堆积在高的剥蚀面，称 为“高砾石层”。
多脑一群智间冰期 多脑冰期
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第一节、第四纪气候
二、第四纪气候及其变化
3、中国第四纪气候变化特征 （1）、中国更新世气候变化特征
第四纪海面变化与地貌发育
当海面上升时，入海河流下游段被海水淹没，侵 蚀基准面抬高，河流搬运能力减弱。因而，在河流 入海的河段将形成加积，河谷逐渐被沉积物填充。 由于海面下降，河流发生下切侵蚀，并不断向上 游扩展，切开海面上升时期在河谷中的沉积物，形 成新的河床，老河床相对抬高形成阶地，并在新老 河床时，海洋水体增多，海面上升。
温度表反映了第四纪冰期和间冰期的变化规律
末次盛冰期与 末次冰期比较 图
构造运动对海面变化的影响
（1）.海底构造 扩张和火山喷发 隆起使海盆体积 变化引起的海面 变化。 （2）.海岸陆地 的构造升降运动 形成的相对海面 变化。
二，海面下降的地貌表现
海面下降即海岸相对上升，海蚀崖脱离波浪作用，潮间带 和潮下带的一部分岸坡将出露海面，如果这段岸坡坡度较陡， 海水深度较大，则发生海蚀作用，形成新的海蚀崖和海蚀平
方向移动，而且潟湖面积逐渐缩小，潟湖沉积物可在海滩或
沙堤的向海一坡坡脚处出露。水下岸坡剖面随着海面上升而 相应调整，海面上升海滩受侵蚀，向岸后退，侵蚀产物在水 下堆积并垫高海底，使其与海面上升量相适应，新海岸剖面 保持原有剖面形状向陆移动。
从高空 拍摄涨 潮对于 海岸的 巨大冲 击
四，海面升降与变化与海岸带河流地貌发育 海岸带的外流河都是以海面为侵蚀基准面的，海 面升降必将导致河流的入海口段的侵蚀堆积过程发 生变化。
第四节 第四纪海面变化与地貌发育
一，海面变化
海面变化是指周期性的海面升降变化。这种变化又潮汐、 风暴潮和海啸等引起的短期海面上涨和回落，也有地质时期 如第四纪由气候变化、构造运动、均衡作用、沉积物堆积等
原因引起的长期海面变化。
第四纪气候变化主要表现在冰期和间冰期交替引起海洋水
体的增减而导致海面升降变化。冰期时，海洋水体减少，海
第十章 第四纪环境
（3）生物气候标志 第四纪生物绝大多数为现生种类亚种，因此,
可以利用化石组合中的现代相似种的生存条件, 来推测化石埋藏时的古气候与古环境。
主要生物化石有： A、植物化石
植物是陆地上最敏感的气候标志。可通过以 下分析获取气候信息： a、林线 (树线通常与最热月平均气温10℃的等值线相吻合 ) b、孢子花粉分析 c、树木年轮分析
间冰期：两次冰期之间全球性的增温期，地表 大量的冰雪消融以致消失，大陆冰川消失或向 高纬后退，高山区由山下向山上后退，但有大 量的新生种产生。
冰 阶：冰期中的冰川发育阶段。 间冰阶：冰期中一次相对温暖的气候寒冷阶段。
干旱期：冰期时，冰盖区上空高压反气旋往中低 纬度移动，降水带南移、夏季风减弱，中低纬 度大部分地区气候变干变冷，降水量相对减少。
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B、哺乳动物化石 一定气候环境生活着与其相适应的生物群，
从第四纪地层中所含的哺乳动物化石的成分、 种属的比例就可分析其生态环境。 如： 寒冷：猛犸象、披毛犀、北极狐动物群 温暖：河马、亚洲象、大熊猫、犀牛
半干旱（草原环境）：啮齿类、草食动物
又名毛象、长毛象，是一种适应于寒冷气候的动 物，在更新世，它广泛分布于包括中国东北部在内的 北半球寒带地区。
摇蚊、硅藻、介形类、有孔虫等
二、第四纪气候变化的特征
1、几个基本概念 冰 期：第四纪时期全球性的降温期，此期内 发生大规模的冰川活动。 （纬度+海拔梯度变化）
在大陆冰川作用区，大陆冰川从高纬向中纬扩 大，引起生物群从极地向赤道迁移；
在高山区，高山上部的山岳冰川向山下或向山 外围扩大，生物群垂直分带向下迁移。
（1）氧同位素 冰期环境: 海洋沉积物中 18O/16O—高
极地冰盖中 18O/16O—低
第四季气候课件 PPT
第四纪海平面变化标志
类型
沉积物
地貌
沉没得
陆地上 抬升得
泻湖沉积物、湿地泥炭、海 滩沉积物、滨岸化石、珊瑚 礁、沿岸沙堤、原地生长得
哺乳动物化石
海相地层、贝壳堤
古河谷、三角洲、冰 蚀冰积形态、灰岩溶
剂、海成阶地
海蚀穴、海成阶地、 上升海滩
珊瑚礁:珊瑚虫形成得(棘皮、软体、腔肠动物),低潮线以 下50米,20米最佳,20-30度海水中,就是地壳上升或者下 降得标志。
珊瑚礁
贝壳堤:海参得贝壳及其碎片、细粉砂、泥质组成,与海岸 大致平行得堤状堆积体,形成于高潮线附近。天津得贝 壳堤记录了天津沧海桑田得过程。贝壳堤得地板作为平 均海面,顶部不作为。
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大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
大连海蚀地貌
福建海蚀地貌-弥勒佛像
福建海蚀地貌-海坛天神
• 末次间冰期始于130ka BP左右,终于75ka BP,就 是一个温暖气候阶段,其最温暖期大 约在开始得 120ka BP左右,当时年均温比现在约高 2～3℃,以 后气温渡动下降,在75 ka BP进人末次冰期。末次 间冰期内世界许多沿海地带发生海侵(如欧洲北部 沿海、中国华北平原东部)。
暖
冷
海水温度变化、沉积作用、冰川体积变化得影 响作用较大。
• 130(或150)ka BP来气候与环境变化
• 130(或150)ka BP来,气候与环境变化就是目前第 四纪气候变化研究得重点,包括末次间冰期、末次 冰期与冰后期。
• ①晚更新世 (末次间冰期— 末次冰期)气候变化
• 这一时段大约从130(或150ka BP开始到11ka BP 左右,包括里斯－玉木间冰期与玉木冰期。
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五、第四纪沉积物成因分类 第四纪沉积物的成因分类是依据其形成的地质营力进行 的划分。 根据第四纪沉积物形成环境首先把沉积物划分为陆相沉 积、海相沉积和海陆过渡相沉积三大体系。再依据形成 的地质营力划分为成因组和成因类型。
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第三章 第四纪大气圈与气候基本特征
一、第四纪期间大气气溶胶浓度变化的原因？ （1）气候变化
根据第四纪时期的气候特点、生物特征、人类文化等，把第四纪划 分为两大时期，即更新世和全新世。 早更新世与中更新世分界年代为0.78MaBP。中更新世与晚更新世 分界年代为0.13MaBP. 全新世从0.01MaBP开始，全新世早期（10－8kaBP）、全新世中 期（8－3kaBP）、全新世晚期（3－0kaBP）。
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②冰期的主要特征表现为：
冰川扩展：冰期时，高纬度的冰川向低纬度推进，高山的冰川向低海拔扩展，陆地 上的冰量可比温暖时期大几倍。 生物迁移：由于冰川推进和气候变冷，生物发生大规模迁移。冰期时，生物从高纬 度向低纬度迁移，从高海拔向低海拔迁移；生物迁移可以是动物迁移也可以是植物迁 移。 全球降温：冰川发育的一个首要条件就是气候变冷。冰期全球的平均气温比现今低 5－7℃，中纬度地区降温最显著. 降雨的变化：中、高纬度地区降雨减少，降雨量比现在少14%，蒸发量也少15%。 气候带的移动：气候带在纬度和高度上迁移。 海平面下降：第四纪冰期，海平面最低可达现今海平面以下130－150m。 冰阶与间冰阶旋回：冰期中存在次一级的冷暖波动。冰阶是冰期阶段中冰川发育、 气候更为寒冷的阶段。间冰阶是冰期中相对温暖、冰川退缩的阶段。
发生了冰川活动，出现了与上新世完全不同的环境特征，早期学者就依据阿尔卑斯山
地区的冰川活动(恭兹冰期)来确定第四纪下限.
（2）气候变冷