第四纪研究-第五章 第四纪气候变迁的标志
第四纪研究-第五章 第四纪气候变迁的标志
第五章 第四纪气候的研究的标志
几个基本概念
– 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。包括温度、降水等情况。年 均温，甚至以十 、万、十万为单位。 – 气候波动（变化）－－温度、降水等气象 要素发生高低变化的现象。
2
不同时间尺度 3 的气候波动
无机碳 δ13C低值－气候变温暖和湿润 δ13C高值－气候变干冷
41
新疆博斯腾湖沉积物碳酸盐
第四纪气候波动的标志
六、矿物学标志 （1）碎屑矿物
气候干冷：不稳定碎屑矿物含量高 气候暖湿：稳定碎屑矿物含量高
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（2）粘土矿物
气候干冷：伊利石、蒙脱石含量高 气候温湿：高岭石含量高
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第四纪气候波动的标志
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第四纪气候波动的标志
五、同位素地球化学标志 （1）氧同位素
16O：
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99.763％ 17O： 0.03729％ 18O：0.19959％。 以18O/16O含量比值表示氧同位素的组成
五、同位素地球化学标志
• 氧同位素 冰期: 海洋沉积物中 极地冰盖中
18 O O − 16 16 O样 O标 18 δ O= × 1000 18 O 16 O标 18
四、地球化学标志
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四、地球化学标志
• B、粘粒分子率:SiO2/Al2O3、SiO2/Fe2O3
比值低——湿热、比值高——干冷
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砖红壤
红壤
黄壤
硅铝率：SiO2/Al2O3 1.5-1.6 C、古温度和古降雨量计算
2-2.2 2.3-2.7
主要利用Fe3+/Fe2+的比值。
10、第四纪气候变化和海平面变化
暖
冷
间冰期
冰 期
比冰期更小的气候期
冰阶－－一次冰期发展过程中的一个 冰阶 一次冰期发展过程中的一个 冰川发展阶段。 冰川发展阶段。其范围小于该冰期的最大 范围。 范围。 间冰阶－－2个冰阶之间相对温暖的气 间冰阶 2 候寒冷阶段，某些地区的冰川可能消失， 候寒冷阶段，某些地区的冰川可能消失， 但是是局部的。 但是是局部的。
花粉多为两侧或辐射对称的球体。 花粉多为两侧或辐射对称的球体。
B ．哺乳动物化石 哺乳动物化石
只能指出气候类型，且化石必须完整。 只能指出气候类型，且化石必须完整。 寒冷：猛犸象、披毛犀、北极狐动物群 寒冷：猛犸象、披毛犀、 温暖：河马、亚洲象、大熊猫、 温暖：河马、亚洲象、大熊猫、犀牛 半干旱（草原环境）：啮齿类、 半干旱（草原环境）：啮齿类、草食动物 ）：啮齿类
湿润期：当高纬区间冰期时， 湿润期：当高纬区间冰期时，冷高压气旋往极地方向收 缩，使中低纬度大部分地区气候变暖变湿，降水量相对增 使中低纬度大部分地区气候变暖变湿， 加时期。 加时期。
环境特征——湖水上升，红土取代黄土，森林超过草原。 湖水上升，红土取代黄土，森林超过草原。 环境特征 湖水上升
阿尔卑斯地区的冰期
里斯冰期（R）： 里斯冰期（
大冰期，高阶地砾石层形成。 大冰期，高阶地砾石层形成。
里斯－玉木间冰期（ 里斯－玉木间冰期（R－W）：
切割高阶地。 切割高阶地。
玉木冰期（R）： 玉木冰期（
形成河谷低阶地， 形成河谷低阶地， 向山谷与现代冰川相连。 向山谷与现代冰川相连
冰后期： 冰后期：
现代河谷。 现代河谷
冰川活动总的特点
持续时间： 持续时间：上千万年 间隔2.5亿年 间隔2.5亿年 脉动形式 2.5
第四纪环境学(58)
c . 释放热量 为了工业发展和人类生活的需要，人们在不断地消耗能源，并把能源 变为热能，使地面升温，诸如城市发展造成的热岛效应、人为热造成的火炉效应等。 它们正在成为引起气候变化的潜在因素。
置的变化也能改变到达地球的太阳能量，所以地球相对于太阳位置的变化，亦即地球
轨道参 数的长期变化也会对地球气候产生显著影响。其中地球轨道的偏心率(e)、地轴
倾斜度等天文要素对地球气候的影响最为明显。
a.其中地球轨道的偏心率(e) 由于地球绕日运动的轨道是一个椭圆，因此一年内，
地球从太阳获得的能量随季节而变化。太阳并不总是位于椭圆中心，它在椭圆中的位
a. 人类改变生存环境的同时改变着气候 人类从第四纪早期出现开始，就在不断地改 造着自己生存的空间。从古至今，人们一直在对环境进行破坏作用和改造作用，例如： 人类砍伐森林、破坏草场，从而造成地面反射率及粗糙度的变化；人们还修建了大小 水库、浇溉土地、填湖造田，结果使区域温度场、气压场发生改变；由于失误，人们 还使海洋受到石油的污染，使洋面温度、发量改变等，这些都直接影响到气候的变化。
c.陨石撞击 陨石以极高 速度和大气分子及地球撞 击，产生极高温度和极强 大的冲击波，破坏和燃烧 着地面上的一切物体，产 生大量的烟尘、碳黑和二 氧化碳进入大气层，屏蔽 了太阳辐射，使地面降温。
第五章 第四纪大气环境与气候变化
五、 未来气候变化的趋势
通过对格陵兰冰岩芯资料分析，1900～1940年的温暖期之后，地球的气温
第四纪冰期与古气候变化研究
第四纪冰期与古气候变化研究人类的进步与科技的发展使得我们对于过去的环境变化有了更加深入的了解。
而对于第四纪冰期的研究，则让我们对于古气候变化的了解更加具体和详尽。
第四纪冰期是地球历史上的一个重要时期，其产生的原因和对于地球气候的影响一直为科学家们所关注。
首先，让我们来了解一下什么是第四纪冰期。
第四纪冰期是指出现在距今700万年至2万年之间的一段冰冷时期。
这个时期分为若干个冰期和间冰期，冰期时地球温度下降，极地及高纬度地区的冰川活动频繁，而间冰期时则变暖，冰川退缩。
之所以被称为第四纪，是因为科学家将地球历史分为四个时期——远古、中生代、新生代和第四纪。
在第四纪这个时期中，冰期和间冰期的交替发生了多次，其中最著名的是更新世冰期和末次间冰期。
那么第四纪冰期是如何形成的呢？科学家们认为，冰期的形成是多种因素共同作用的结果。
其中，季节性和年际波动等气候因素起到了重要的作用。
此外，太阳辐射强度等外因也对气候的变化产生了影响。
然而，冰期的具体形成机制尚不为人类所完全了解。
冰期的存在对于地球气候有着深远的影响。
一方面，冰期期间，地球的气候发生了明显的变化，海平面下降、河流水量增加等都是其影响的结果。
另一方面，冰期也对人类的生活和进化产生了重要的影响。
人类的祖先——早期智人和现代人类在冰期时期需要面临寒冷的气候和资源的匮乏。
因此，他们必须学会适应并应对这些挑战。
这也促使人类发展出更加复杂的社会结构和工具，为我们今天的文明进程奠定了基础。
要研究第四纪冰期和古气候变化，科学家们采用了多种方法和技术。
核心样本是其中的重要手段之一。
科学家们通过钻取冰川、湖泊和海底沉积物等样本，得到了有关古气候的信息。
根据这些样本，科学家们可以分析其中的古气体组成、沉积物成分和古生物遗骸等内容，从而了解到古代的气候变化和环境演变。
此外，地质学、地貌学和古生物学等学科的研究结果也为我们提供了宝贵的古气候信息。
通过这些研究，我们了解到了第四纪冰期和古气候变化的一些重要发现。
第四纪环境
第一节、第四纪气候
一、第四纪古气候变化标志 4．热带一亚热带沿海地区的特有产物——
海滩岩(Benchrock) 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。
第二节： 第四纪海平面变化
一、海平面的意义
在高潮位时，海岸线向大陆推进，发生海进， 在低潮位时，海岸线向海洋后退，发生海退。在岸 坡上形成一条有一定宽度的海岸带。海岸带的宽度 因地而异。一般地，陡峭的岩岸处较窄，平缓的砂 岸处较宽。现在，全世界海岸线总长为44万公里， 其中大约80％为基岩海岸，20％为砂泥质海岸。
第二节： 第四纪海平面变化
二、海平面随时间的变化
第四纪的海平面变化指距今3Ma以来的情况。 由于这个时期存在冰期与间冰期交替变化，及新 构造运动剧烈升降过程，必然影响全球海平面升 降变化。因为时间尺度的扩大，加上高海面时期 淹没堆积和低海面时期裸露侵蚀过程的反复交替， 作为海平面升降过程的证据(包括沉积物、地貌、 古生物等)大大被破坏而减少了，许多沉积物发生 了变形和次生作用，增加了研究的困难。
第二节： 第四纪海平面变化
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 第三温暖期
发生在公元600—1000年，属于隋唐 至宋朝初期。据记载在公元650—669和 678年的冬季，都城长安(今陕西省西安市) 无雪无冰。
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 第三寒冷期 在公元1000—1200年宋朝时代。公元1111年，太湖 冰封，冰上可行车。福建省历史记载有两次因寒冷而使 荔枝受损，一次是1110年，一次是1178年。南宋淳佑五 年十二月(公元1245年)，记载广州市、东莞、南海、佛 山等地， “腊月初，大雪三日，积盈尺余……”。
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
第四纪气候变化
●第四纪——人类时代1.早期猿人阶段（2百万年-1百75万年前）：能人2晚期猿人阶段（1百万年前）：直立猿人3早期智人阶段（50万年前）：智人4晚期智人（新人）阶段（25万年-3万5千年前）：现代人生物大灭绝事件●生物灭绝又叫生物绝种。
它并不总是匀速的，逐渐进行的，经常会有大规模的集群灭绝，即生物大灭绝。
●整科，整目甚至整纲的生物在可以很短的时间内彻底消失或仅有极少数残存下来。
●却总有其它一些类群幸免于难，还有一些类群从此诞生或开始繁盛。
●大规模的集群灭绝有一定的周期性，大约6200万年就会发生一次，但集群灭绝对动物的影响最大。
●陆生植物的集群灭绝不象动物那样显著。
第一次生物大灭绝：●时间：为距今4.4亿年前的奥陶纪末期。
事件：导致大约85%的物种绝灭。
●是地球史上第三大的物种灭绝事件，约85%的物种灭亡。
●古生物学家认为这次物种灭绝是由全球气候变冷造成的。
在大约4.4亿年前，现在的撒哈拉所在的陆地曾经位于南极，当陆地汇集在极点附近时，容易造成厚厚的积冰---奥陶纪正是这种情形。
大片的冰川使洋流和大气环流变冷，整个地球的温度下降了，冰川锁住了水，海平面也降低了，原先丰富的沿海生态系统被破坏了，导致了85%的物种灭绝。
第二次生物大灭绝：又称：第二次物种大灭绝，泥盆纪大灭绝●时间：距今3.65亿年前的泥盆纪后期。
事件：海洋生物遭受了灭顶之灾。
●对古气候的研究显示泥盆纪时期是温暖的。
●第二次物种大灭绝发生在泥盆纪晚期，其原因也是地球气候变冷和海洋退却。
●在距今约3.65万年前的泥盆纪后期，历经两个高峰，中间间隔100万年，是地球史上第四大的物种灭绝事件，海洋生物遭到重创。
第三次生物大灭绝:又称：第三次物种大灭绝、二叠纪大灭绝时间：距今2.5亿年前的二叠纪末期….事件：导致超过95%的地球生物灭绝●这次大灭绝是由气候突变、沙漠范围扩大、火山爆发等一系列原因造成。
●陨石撞击、气候变化、大气成分改变、火山活动、沙漠肆虐第四次生物大灭绝：又称：三叠纪大灭绝，第四次物种大灭绝时间：距今2亿年前的三叠纪晚期。
第四纪气候变化
冰碛物化学风化。
Ⅱ、中国大陆
• 东部地区：鄱阳冰期、大姑冰期、庐山 冰 期、大理冰期。 • 青藏高原：希夏邦马冰期、聂拉木冰期、 珠穆朗玛冰期、绒布寺冰期。
世界冰期的对比
时代 3 Qp 阿尔卑斯山 雨木冰期 北美 威斯康星冰期 中国东部 大理冰期 青藏高原 绒布寺冰期
Qp
2
里斯冰期 民德冰期
恭兹冰期 多瑙冰期 拜伯冰期
（四）、冰期、间冰期静动态分布规律
冰盖区
非冰盖区
海岸带
深海区（018/016)
动 态
间冰期
间雨期
海进
比值小
冰期
雨期
海退
比值大
静态分布
注意： • 1、气候变化的静态分布－－同一时间、 不同地点的反映。
• 2、动态变化规律－－同一地点、不同时
间的反映。
三、冰川作用区的地区研究
• Ⅰ、阿尔卑斯地区
• 研究最早，德国的A.Penker.bulukenier,对该区进行了 研究，根据寒冷和温暖气候所造成的地貌和沉积物的交 替出现划分了6次冰期。拜伯冰期（Biber ） —多瑙冰 期（Donau） —贡兹冰期（Günz） —民德冰期---里斯 冰期（Riss） —雨木冰期（Würm） • 冰期：冰碛物和冰水沉积物；间冰期：河流侵蚀陡坎和
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。
（一）冰川作用区的气候变化
A、全球降温，冰川活动； B、冰进过程：高山－－低山； C、生物群迁移，伴生着绝灭； D、南北半球同时发生，北半球多；
– 每次冰期以它达到的最大范围内的时间为限。
（一）冰川作用区的气候变化
第四纪2010
第二节： 第四纪海平面变化
二、海平面随时间的变化 现代海平面变化：风波浪、海底地震，海 底火山爆发，海岸大规模岩石崩塌，以及海上
原子弹爆炸等引起的长周期波浪。
在大型低气压(包括温带气旋、飓风、台 风等)经过海面时，由于低气压的吸引作用和 强风的吹扬作用，造成海平面抬升，叫做风暴 潮。
不平的海平面
呈胶体状态，侵染了岩土表层，因此叫做红色风化壳。
华南经风化与溶淋作用形成网纹状红土，也称红色风
化壳，厚30多米，有的发育成硅红壤。这是研究第四
纪气候冷、暖变化的重要标志之一。
第一节、第四纪气候 一、第四纪古气候变化标志 4．热带一亚热带沿海地区的特有产物——海 滩岩(Benchrock) 海滩岩由珊瑚体和贝壳，经过高能波浪冲蚀破碎 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 石或方解石化的碳酸盐泥砂，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。
学方法。
第二节： 第四纪海平面变化
二、海平面随时间的变化
现今对第四纪海平面变化历史的认 识是根据深海岩心的氧同位素分析结果， 深海有孔虫的氧同位素含量可以反映当
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 第二间冰期：民德一里斯间冰期。河水侵蚀
作用较强，河流堆积物发育，并有泥碳层分布。
民德冰期(Minded）：分布在低一级的剥蚀面 上的砾石层，称为“新砾石层”。 第一间冰期：群智一民德间冰期。是冰水沉 积和河流堆积物。
第一节、第四纪气候
变化最为突出。第四纪发生过几次冰期与
几次间冰期。第四纪冰期的划分，也是第 四纪分期的主要依据。
第四纪地质学考试重点
第四纪考试总复习第四纪地质学考试重点一、名词解释1、第四纪地质学:是研究在第四纪时期发生在地球表层的各种地质事件及其动力机制的一门学科（是研究第四纪时期的沉积物、地层、生物、气候、冰川、构造运动和地壳发展规律的学科）第四纪：是地球发展历史中距现今最近的一个纪，延续的时间比较短暂，按现今多数从事第四纪地质学研究者的观点，是指距今2.60Ma以来的历史。
2、气候期：是指地质时期某一类气候占优势的时期。
间冰期：是指第四纪气候相对温暖湿润的时期，夹在两个冰期之间。
冰期：是第四纪期间一次气候寒冷的时期，全球性降温，冰川扩大。
3、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。
4、文化层：是指含有石器、陶器、铜器、铁器和村社遗址等古人类活动遗存的沉积层。
文化期：是指与一定的地区文化遗存特征相对应的时代。
5、米兰科维奇理论：当太阳辐射稳定（太阳常数不变）的情况下，由于其他行星对地球的摄动作用，引起作为流体的地球重力场发生变化，进而使地球的轨道偏心率（0）、地球倾斜度（或黄道面与地球赤道面的交角，简称为黄赤交角，0）和岁差（二分点进动，P）发生周期性变化，从而引起地表吸收的太阳辐射量及其分布产生变化，导致地球气候发生周期性冷暖变化。
6、新构造运动：①发生于新近纪至第四纪初的构造运动；②发生于第四纪的构造运动；③发生于新近纪一现代的构造运动；④始于上新世，甚至界定具体下界为340万年以来的构造运动；⑤认为新构造运动不应给予时间限制，凡是造成地表现代地形基本起伏的构造运动都称为新构造运动；⑥中更新世以来的构造运动。
7、新构造：由新构造运动所造成的（地质）构造变形或变位现象称为新（地质）构造。
主要表现在地形、地貌、第四纪及古近纪和新近纪沉积物变形等方面。
活动构造：属于新构造的范畴，或者说是新构造的一个分支，这个概念是在研究地震的过程中提出的。
一般认为，活动构造是指晚更新世100〜120kaB.P.以来一直在活动，未来一定时期内仍可能发生活动的各种构造，包括活动断裂、活动褶皱、活动盆地及被它们所围限的地壳的岩石圈块体。
第四纪气候基本特点
第四纪气候基本特点1、以全球性变冷为最突出特征，表现为冰川作用的盛衰和气候带的移动，冰期和间冰期更替频繁。
2、第四季气候变化的主导因素是温度降低，温度下降的幅度誉与纬度和海拔高度相关。
冰期时，高纬地区温度降低最大，中纬地带的气候比现在低8℃到12℃低纬地区最小。
在相同纬度地区，大陆性气候区纬度下降值大，海洋性气候区下降值小。
3、冰期时，北半球有三个主要大陆冰盖中心：①欧洲斯堪的纳维亚冰盖，向南延伸至47°N，冰层厚度1000米，分布面积广②格陵兰与北美冰盖，延伸到48°N，平均厚度达1000米，中心达3500米。
③西伯利亚冰盖，分布在北极圈附近，最南界60°N - 70°N。
4、第四纪气候呈现了波动式周期性变化，在没有受到冰期进退直接影响的中低纬地区，呈现了雨期和间雨期的特点。
第四纪气候变化的标志（研究方法）1、动植物标志：按照讲古论今的原则，应用动植物化石的特点来推断古气候的变化特点。
2、冰川的分布范围、形成次数、发展方向反映了气候寒冷的程度。
3、古土壤层标志：在高温多雨的湿润气候区，化学风化强烈，由于矿物遭到分解而形成古土壤层，其中的Fe O 呈胶体状态，使土壤呈红色，形成红壤，她的出现是气候温暖的标志。
古土壤层出现的次数反映了气候波动的概况。
4、地质标志：第四纪沉积物形成时间较短、变化大，其岩性、结构、构造和成因能较好的反映形成时的古气候和古地理环境，是研究第四纪气候的基础。
5、地貌标志：各类地貌反映了一定的气候环境。
6、考古和历史研究：古文化、古遗址、古遗迹。
7、地球化学标志：O和C同位素、微量元素的研究。
风成及黄土地貌的研究意义研究意义1、资源开发利用⑴地下水资源：气候湿润的地质时期沟谷中保持的地下水山地冰雪融水补给的地下水⑵矿产资源：石英、天然气、是有、宝石…⑶风力资源2、水土保持治沙和工程建设⑴水土把持和减轻灾害是干旱半干旱地区的重要任务之一，对于解决该区域荒漠化有重要意义。
第四纪环境
二、第四纪以来东亚季风的强度是如何变化的？ 进入第四纪之后，由于西伯利亚冰盖的出现、青藏高原的强烈隆起和欧亚大
陆腹心地区大陆度的增大，季风得到明显的加强，其中西伯利亚冰盖的活动对季 风强度及方向的周期性变化影响颇大。
在寒冷时期，西伯利亚冰川扩大，极地气团加强，与此同时，位于太平洋 的热带海洋气团减弱，此时盛行冬季风。 在温暖时期，西伯利亚冰川缩小，极地气团削弱，与此同时，热带海洋气 团加强，此时以夏季风占优势。 第四纪期间，西伯利亚冰盖发生过多次变化，由此造成东亚季风的周期性 变化，即夏季风为主的时期和以冬季风为主的时期多次更替。这是第四纪期 间东亚季风变化的基本格局，它对我国东部第四纪环境的变化有很大的影响。
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（3）海温型海平面变化 海水温度升降引起海水体积变化，导致海平面升降变化。如在厄
尔尼诺发生时，赤道附近东西太平洋因水温升高海平面有1m左右 的跷板式变化。 （4）沉积型海平面变化
沉积物由河流搬运入海，使海盆容积减少，引起海平面单向上升。 在堆积旺盛的河口地区较为显著。
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第五章 第四纪生物界
四、第四纪沉积物的基本特征 （1）岩性松散：第四纪沉积物一般形成不久或正在形成，成岩作用微弱，绝大 部分岩性松散，少数半固结，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，由此而形成多种多 样成因的大陆沉积物和海洋沉积物。 （3）岩性岩相变化快：即使同一种成因的陆相第四纪沉积物，由于形成时动力 和地貌环境变化大，因此沉积物的岩性岩相结构变化也大。 （4）厚度差异大：剥蚀区第四纪陆相沉积物厚度一般小，堆积区可达几十米、 一百多米或几百米。 （5）不同程度地风化：陆相沉积物大多出露在地表，受到冷暖气候交替变化的 影响，时代越老风化越深。 （6）含有化石及古文化遗存：在有的第四纪陆相堆积物中，含有大型和小型哺 乳动物化石、古人类化石、石器和陶器、用火遗迹（如灰烬和炭屑）及村舍遗址 等。
第四纪冰川活动与全球气候变化的关系研究
第四纪冰川活动与全球气候变化的关系研究第四纪冰川活动与全球气候变化的关系研究摘要：在过去的几个世纪中，气候变化成为了全球社会的热门话题。
本文将探讨第四纪冰川活动与全球气候变化之间的关系。
第四纪冰川活动主要是指在上一个冰川时期以及冰川间冰期期间，地球上冰川的动态变化。
全球气候变化是指地球的气候系统发生变化，导致全球气候模式发生改变。
本文将首先介绍第四纪冰川活动的背景，然后探讨全球气候变化的原因和影响，最后研究第四纪冰川活动与全球气候变化之间的关系。
第一部分：第四纪冰川活动的背景第四纪是地质年代中的一个时期，从约200万年前开始，直到现在。
在这个时期，地球经历了多次冰川时期和冰川间冰期的交替。
冰川时期是地球表面冰川不断扩张的时期，而冰川间冰期是冰川退缩的时期。
第四纪冰川活动的特点是冰川的动态变化，包括冰川的形成、扩张和消退。
冰川在第四纪的活动对地球的地貌发展、水文循环和气候变化有重要影响。
第二部分：全球气候变化的原因和影响全球气候变化是指地球的气候系统发生变化，导致全球气候模式发生改变。
全球气候变化的原因有很多，其中最主要的原因是人类活动导致的温室气体排放。
温室气体包括二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等。
这些气体的增加导致地球大气层中的温室效应增强，从而导致地球表面温度升高。
全球气候变化对地球的生态系统和人类社会有广泛的影响，包括海平面上升、极端天气事件增多、生态系统破坏等。
第三部分：第四纪冰川活动与全球气候变化的关系第四纪冰川活动与全球气候变化之间存在密切的关系。
冰川的扩张和消退主要受全球气候变化的影响。
在冰川时期，全球气候变冷，大气中的水汽凝结为冰川，导致冰川的扩张。
而在冰川间冰期，全球气候变暖，冰川开始退缩。
冰川的扩张和消退对全球气候模式和水文循环有重要影响。
冰川的扩张可以反射太阳辐射，减少地球表面的能量吸收，从而导致全球气候变冷。
而冰川的消退则会导致水源减少，对水文循环产生影响。
第四部分：研究方法和案例分析为了研究第四纪冰川活动与全球气候变化之间的关系，科学家采用了各种方法和技术。
本科-高职院校专业课件-地貌第四纪-34第四纪古气候gai
• b、组合比较法：根据生物化石反映的纬度
变化来推测气候的变化
（如珊瑚化石：水温13~16度，水深<40~60m，
是 良好环境的指示计）
D、其他微体动物化石
• 包括海相有孔虫、介形虫等 • 窄温性示冷示暖有孔虫常用于第四纪海
洋古气候的分析。 • 喜冷：Hyalina balthca(饰带透明虫〕 • 喜暖：Globorotalia menardii(门氏元球虫）
暖
冷
间冰期
冰期
间冰阶 冰阶
• （二）地球气候变化背景
地质历史上的三大冰期：
– 前寒武纪冰期：7108 a. B.P – C---P冰期： 3--2.5108 a. B.P – Q冰期： 2106 a. B.P
冰川活动总的特点
• 持续时间：一千万年 • 间隔2.5亿年 脉动形式 • 第四纪约200万年，但第四纪以后冷暖变化更明显
三、第四纪气候的基本特征
• 全球性的总降温过程中出现冷暖气候波 动（起伏）；
• 中高纬地区和高山地区产生大规模的冰 川活动；
• 中低纬地区出现雨期、间雨期的交替 • 沿海地区则产生海平面的升降。
冰盖区
动 态 间冰期
冰期
非冰盖区
间雨期 雨期
海岸带
海进 海退
深海区（018/016)
比值小 比值大
静态分布
Cretaceous warm peak
22
白垩纪暖锋
温度 (ºC)
20
Holecene optimam
18
全新世适宜期 Pleistocene ice ages
更新世冰期
Twentieth century warming 20世纪增温
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。
12
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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2、哺乳动物化石标志
19
（1）典型类型分析
象
田鼠
根据哺乳动物生活的 气候特征，可划分为 不同的类型
表 11－3 第四纪常见的哺乳动物化石与气候的关系 类 型 草原型 生 态 型 森林型 哺乳动物的种类 田鼠(Microtus)、 鼢鼠(Myospalax)、 毛足鼠(Lasiopodomys)、 鼠兔(Ochotona) 、 马(Equus)、驴(Equus hemionus)、牛(Bos)等 灌丛型 刺猬(Erinaceus)、鼩鼱(Sorex)、狐(Vulpes)、獾(Meles)、鼬(Mustela)、獐 (Hydropotes)、鹿(Cervus)等 松鼠(Sciurus)、 虎(Panthera tigris)、 熊(Ursus)、 象(Elephas)、 犀牛(Rhinoceros)、 水牛(Bubalus)、野猪(Sus scrofa)、麂(Muntiacus)等。 荒漠型 大耳猬(Hemiechinus auritus)、小沙鼠(Gerbillus)、沙鼠(Meriones)、五趾跳鼠 (Allactaga sibirica)、骆驼(Camelus)等 喜干型 气 候 型 喜冷型 田鼠(Microtus)、 鼢鼠(Myospalax)、 毛足鼠(Lasiopodomys)、 鼠兔(Ochotona) 、 普氏野马(Equus przewalskyi)、驴(Equus hemionus)、牛(Bos)等 喜湿型 水獭(Lutra lutra)、水牛(Bubalus)、象(Elephas)、犀牛(Rhinoceros)、河马 (Hippopotamus)、水鹿(Cervus unicolor)等 东北狍(Capreolus manchuricus)、猛犸象(Mammuthus)、披毛犀(Coelodonta antiquitatis)、鼠兔(Ochotona)等 喜暖型 中国犀(Rhinoceros sinensis)、巨貘(Megatapirus)、剑齿象(Stegodon)、大熊猫 (Ailurus)、竹鼠(Rhizomys)、豪猪(Hystris)、水牛(Bubalus)、象(Elephas)等 北方型（古北界） 田鼠(Microtus)、鼢鼠(Myospalax)、鼠兔(Ochotona) 、猛犸象(Mammuthus)、 地理型 南方型（东洋界） 披毛犀(Coelodonta antiquitatis)、牛(Bos)等。 中国犀(Rhinoceros sinensis)、巨貘(Megatapirus)、剑齿象(Stegodon)、水牛 (Bubalus)、象(Elephas)、大熊猫(Ailurus)、竹鼠(Rhizomys)、豪猪(Hystris)等
为什么要研究第四纪气候
• 气候变化的作用
– 气候变化对人类的居住环境、生物演化 、地貌形成和发展都具有重要的影响。
4
• 研究第四纪气候变化的意义
– 划分对比第四纪地层 – 弄清古环境变化的规律、过程和机制 – 预测气候未来变化
第四纪气候波动的标志
第四纪气候波动的标志
• • • • • • • • • 一、生物学标志★ 二、岩石学标志★ 三、地貌学标志★ 四、地球化学标志★ 五、同位素地球化学标志★ 六、矿物学标志 七、土壤学标志 八、磁化率标志★ 九、其他标志
34
35
第四纪气候波动的标志
五、同位素地球化学标志 （1）氧同位素
16O：
36
99.763％ 17O： 0.03729％ 18O：0.19959％。 以18O/16O含量比值表示氧同位素的组成
五、同位素地球化学标志
• 氧同位素 冰期: 海洋沉积物中 极地冰盖中
18 O O − 16 16 O样 O标 18 δ O= × 1000 18 O 16 O标 18
九、其他标志
48
纹层 （石笋、珊瑚、纹泥）
37
O18/O16__高 O18/O16__低
38
加勒比海沉积物(Emilliani，1955) 神农架三宝洞石笋氧同位素
南极冰芯
北大西洋沉积物
五、同位素地球化学标志 （2）碳同位素
12C和13C
39
有机碳 无机碳
C C − 12 12 C样 C标 13 δ C= × 1000 13 C 12 C标
13
13
其构成受气候 、植被的影响
五、同位素地球化学标志
C3植物（木本为主，喜暖湿）： δ13C值
40
低，C3植物越发育，气候越温暖。
C4植物（草本为主，喜干热）： δ13C值
高，C4植物越发育，气候越干旱。
有机质 δ13C低值－气候变湿润和凉爽 δ13C高值－气候变干和温暖
五、同位素地球化学标志
第四纪气候波动的标志
二、岩石学标志 （1）颜色
• 紫
暖
22
颜色、成分、 结构、构造等 橙 黄 灰
冷
红
二、岩石学标志 （2）成因类型
表 11－4 主要的岩石学气候标志 气 候 沉 积 物 类 型 寒 冷 温 暖 干 旱 湿 润 冰碛物、冰筏碎屑沉积、冰川漂砾、冰水沉积、洞穴角砾堆积、寒冻风化角砾 红粘土残积层、古土壤、珊瑚礁堆积、海滩岩、钟乳石 风成沙、黄土、盐湖沉积、苏打湖沉积、洪积物 淡水湖沉积、河流沉积、沼泽沉积、钟乳石
8
寒带（暗）针叶林
气候与植物 类型和组合
云杉、冷杉、松 、落叶松等构成
9
温度变化＝H海拔变化值km×6. 0℃
（2）植物形态分析
不同气候条件下，叶片面积（叶级） 大小不同，叶缘形态不同 叶级的变化 温暖湿润 寒冷干旱
10
大
小
（2）植物形态分析
•
11
小型 15.1 14.4 53.3
中型 68.3 64.4 37.1
29
第四纪气候波动的标志
四、地球化学标志 （1）氧化物
A、含量变化：主要有： SiO2、Al2O3 、Fe2O3、FeO等。
气候温暖湿润： Al2O3、Fe2O3含量升高， Fe3 ＋含量增加，而Fe2 ＋降低 气候干冷： Al2O3、Fe2O3含量降低，Fe3 ＋ 含量降低，而Fe2 ＋升高。
30
23
二、岩石学标志
24
野外研究注 意不同成因 类型在垂向 的变化
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钙板层 角砾石层 钙板层 角砾石层
周口店第4地点
第四纪气候波动的标志
三、地貌学标志 （1）成因类型 • 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
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（2）几种特殊地貌
表 11－5 一些特殊地貌的气候指标 地貌类型 冰斗 古冰楔 冻融皱褶 形 成 条 件 形成于雪线附近 形成于多年冻土区，气候寒冷 形成于多年冻土区，气候寒冷
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周口店 第1地点
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（2）统计分析
利用啮齿动物计 算温度和降雨量
T＝ −2.73×Sp＋20.09（T 为古温度，单位为°C；Sp 为 ping 科动物的富庶度，种数） T＝ 1.15×Sp＋9.15（T 为古温度，单位为°C；Sp 为鼠科动物的富庶度，种数） P＝84.4×Sp＋3（P 为古降雨量，单位为 mm；Sp 为鼠科动物的富庶度，种数）
七、土壤学标志
土壤与气候
气候类型 土壤类型
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灰钙土栗钙土 干旱 干旱炎热 草原红土 温暖半干旱 棕壤、褐土 温凉湿润 黑土、灰化土
炎热湿润 砖红壤、红壤
第四纪气候波动的标志
八、磁化率标志 气候干冷：磁化率低 气候暖湿：磁化率高
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46
47
井儿洼钻孔岩芯磁化率 反映的湖泊演化阶段
第四纪气候波动的标志
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指示年均气温（上限） 可与现今雪线气温比较 低于-5°C～-9°C 低于 0°C
冰斗
温度变化＝H冰斗高度变化值km×6.0
（2）几种特殊地貌
古冰楔
砾石层中古冰楔 发育在不同沉积层： 粘土层：－5～－7℃ 砂层：－8～－9℃ 砾石层：－10～－11℃
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粘土层中古冰楔
（2）几种特殊地貌
湖岸线、海岸线、 水下阶地、水下古河床 内蒙岱海湖面波动
大型 11 11.1 5.4 8.8
• 热带雨林（巴西1027’s) • 温带雨林（巴西260 s) • 常绿阔叶林（浙江）
• 温带山地针叶林（长白山）39.5 31.8
（2）植物形态分析
叶缘的变化 温暖湿润 寒冷干旱
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• 全缘叶
浅裂 (Lobed)
锯齿型serrated
（2）植物形态分析
• 热带雨林 • 副热带雨林 • 亚热带雨林 • 温热带雨林 全缘叶 比例 ≥75％ 57－75％ 40－50％ 0－35％
四、地球化学标志
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四、地球化学标志
• B、粘粒分子率:SiO2/Al2O3、SiO2/Fe2O3
比值低——湿热、比值高——干冷
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砖红壤
红壤
黄壤
硅铝率：SiO2/Al2O3 1.5-1.6 C、古温度和古降雨量计算
2-2.2 2.3-2.7
主要利用Fe3+/Fe2+的比值。
t=T+(TM)/X或t=－2T+Tm/X
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第四纪气候波动的标志
一、生物学标志
1、植物化石标志
植物的干、枝、叶 、皮等部位的化石
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大化石和孢粉 植物的种类和形态变化
不同气候条件 下，植物的种 类和形态不同
（1）植物生态类型分析
表 11－2 常见的植物的气候型 植 喜暖植物 喜冷植物 喜湿植物 喜干植物 喜盐植物 广布植物 物 的 种 类 杨梅(Myrica)、红树(Rhizophora)、铁杉(Tsuga)、樟科(Lauraceae)、栲(Castanopsis) 云杉(Picea)、冷杉(Abies)、落叶松(Larix)、仙女木(Dryas) 莎草(Cyperus flavescens)、水龙骨(Polypodium)、浮萍(Lemna)、水蕨(Ceratopteris) 麻黄(Ephedra)、柽柳(Tamarix)、沙枣(Elaeagnus)、藜科(Chenopodiaceae)、白刺(Nitraria) 碱蓬(Suaeda maritima)、盐角草(Salicornia europaea) 松(Pinus)、栗(Castanea)、藜(Chenopodium album)、早熟禾(Poa annua)、蒿(Artemisia)