第2章第四紀(jì)沉積與地層

1、 本章的目的和重點(diǎn)目的目的 理解和掌握第四紀(jì)沉積和地層理解和掌握第四紀(jì)沉積和地層的基本概念、基本方法和基本結(jié)論的基本概念、基本方法和基本結(jié)論重點(diǎn)重點(diǎn) 方法及其在沉積特征和成因類方法及其在沉積特征和成因類型分析中的應(yīng)用型分析中的應(yīng)用概念方法與中國第四紀(jì)概念方法與中國第四紀(jì)地層地層第四紀(jì)第四紀(jì)沉積沉積第四紀(jì)第四紀(jì)地層地層一、基本概念一、基本概念 沉積物與沉積作用沉積在陸地或水盆地中的沉積在陸地或水盆地中的礦物礦物質(zhì)顆粒或有機(jī)物質(zhì)，如礫石、砂、粘土、質(zhì)顆粒或有機(jī)物質(zhì)，如礫石、砂、粘土、灰泥、生物殘骸等。來源灰泥、生物殘骸等。來源 母巖風(fēng)化產(chǎn)物、母巖風(fēng)化產(chǎn)物、火山噴發(fā)物、有機(jī)物、宇宙物質(zhì)等?；鹕絿姲l(fā)物

2、、有機(jī)物、宇宙物質(zhì)等。 沉積物具有一定的空間形態(tài)沉積物具有一定的空間形態(tài)()，具有一定的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征具有一定的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征(與一定的與一定的相聯(lián)系相聯(lián)系)，一般具有成層性，一般具有成層性()。 沉積物與沉積作用問題問題1 沉積物與沉積巖有何沉積物與沉積巖有何區(qū)別區(qū)別?固結(jié)和松散，固結(jié)和松散，成巖作用成巖作用 沉積物與沉積作用沉積巖形成的全過程，包括沉沉積巖形成的全過程，包括沉積物質(zhì)從物源區(qū)的離解、搬運(yùn)，到沉積區(qū)積物質(zhì)從物源區(qū)的離解、搬運(yùn)，到沉積區(qū)的沉積，沉積時(shí)和沉積后的化學(xué)變化和成的沉積，沉積時(shí)和沉積后的化學(xué)變化和成巖作用；巖作用；僅指僅指作用，包括作用，包括(固態(tài)碎屑物，受重

3、力支配固態(tài)碎屑物，受重力支配)、(溶液或膠體的淀積溶液或膠體的淀積)、(生生命活動(dòng)或遺體堆積命活動(dòng)或遺體堆積)。沉積作用的沉積作用的(水、空氣水、空氣)。 問題問題2 這這是是什什么么沉沉積積物物? 沉積相與相分析定義定義 沉積環(huán)境的綜合的物質(zhì)表現(xiàn)，亦即能沉積環(huán)境的綜合的物質(zhì)表現(xiàn)，亦即能反映沉積物反映沉積物(巖巖)形成時(shí)的沉積環(huán)境的各種巖性特形成時(shí)的沉積環(huán)境的各種巖性特征征()和生物特征和生物特征()。沉積相的類型沉積相的類型(河流、湖泊、沼澤、沙河流、湖泊、沼澤、沙漠、冰川、洞穴漠、冰川、洞穴)、(淺海、深海、半深海淺海、深海、半深海)、(三角洲、濱岸、潟湖三角洲、濱岸、潟湖)。意義意義 沉

4、積相具有時(shí)間和空間兩方面的指示沉積相具有時(shí)間和空間兩方面的指示意義，意義，指示古地理、古環(huán)境；指示古地理、古環(huán)境；指指示沉積形成的時(shí)代。示沉積形成的時(shí)代。 沉積環(huán)境與沉積相的表現(xiàn) 沉積相與相分析研究沉積地層的沉積相以恢研究沉積地層的沉積相以恢復(fù)古地理環(huán)境的方法復(fù)古地理環(huán)境的方法“” 運(yùn)用現(xiàn)代環(huán)境運(yùn)用現(xiàn)代環(huán)境條件下形成的沉積物特征的知識(shí)去推測地條件下形成的沉積物特征的知識(shí)去推測地史時(shí)期巖層所反映的沉積環(huán)境。史時(shí)期巖層所反映的沉積環(huán)境。緊密聯(lián)系的兩類研究緊密聯(lián)系的兩類研究 研究和研究和研究。研究?，F(xiàn)代沉積現(xiàn)代沉積相研究相研究建立建立根據(jù)根據(jù)研究古代研究古代沉積相沉積相二、第四紀(jì)沉積特征二、第四紀(jì)沉

5、積特征 基本特征基本特征 結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征 構(gòu)造特征構(gòu)造特征 礦物特征礦物特征 顏色和化學(xué)特征顏色和化學(xué)特征 生物特征生物特征 基本特征 習(xí)稱習(xí)稱“松散堆積物松散堆積物”，也有，也有甚甚至至的的(如內(nèi)蒙和東北玄武巖掩蓋下如內(nèi)蒙和東北玄武巖掩蓋下的變質(zhì)殘積物、溫泉堆積、化學(xué)沉積的變質(zhì)殘積物、溫泉堆積、化學(xué)沉積)。 基本特征 “薄薄的第四紀(jì)覆蓋層薄薄的第四紀(jì)覆蓋層”，與其，與其它各系相比，分布普遍，但巖相復(fù)雜它各系相比，分布普遍，但巖相復(fù)雜多變，同期沉積物可在短距離內(nèi)發(fā)生多變，同期沉積物可在短距離內(nèi)發(fā)生相變，厚度小而多變相變，厚度小而多變(山頂?shù)缴侥_山頂?shù)缴侥_)，劃分對(duì)比困難，研究難度大。劃分對(duì)比

6、困難，研究難度大。 基本特征 在其形成過程中和形成之后，不在其形成過程中和形成之后，不斷進(jìn)行著破壞、搬運(yùn)、再沉積作用和斷進(jìn)行著破壞、搬運(yùn)、再沉積作用和各種各樣的變化各種各樣的變化(山坡、河流、海灘、山坡、河流、海灘、大陸架沉積物的例子大陸架沉積物的例子)。 基本特征 與其它各系相比，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化石，與其它各系相比，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化石，適用生態(tài)適用生態(tài)-古生物方法。古生物方法。 結(jié)構(gòu)特征 粒度粒度粒級(jí)劃分粒級(jí)劃分粒度分析粒度分析顆粒形態(tài)顆粒形態(tài)礫石形態(tài)礫石形態(tài)砂粒形態(tài)砂粒形態(tài)粒度粒度 基本粒組基本粒組 4組組插入粒級(jí)插入粒級(jí)10級(jí)級(jí)基本粒組和基本粒組和插入粒級(jí)名稱插入粒級(jí)名稱十進(jìn)制標(biāo)準(zhǔn)十進(jìn)制標(biāo)準(zhǔn)(mm)

7、(mm)基本粒組基本粒組分界分界插入粒級(jí)插入粒級(jí)分界分界礫石礫石( (漂礫漂礫/ /卵石卵石/ /礫石礫石) )200 / 20砂砂( (粗粗/ /中中/ /細(xì)細(xì)) )0.5 / 0.25粉砂粉砂( (粗粗/ /細(xì)細(xì)) )0.01粘土粘土( (粗粗/ /細(xì)細(xì)) )0.00220.050.005溫氏溫氏D 與與的關(guān)系的關(guān)系 D2log值值-8-4-20248D值值25616411/40.251/160.0631/2560.0039粒度粒度 對(duì)碎屑沉積物進(jìn)行分析研究對(duì)碎屑沉積物進(jìn)行分析研究的最基本的手段，通過研究組成的最基本的手段，通過研究組成沉積物的各種粗細(xì)顆粒的機(jī)械組沉積物的各種粗細(xì)顆粒的機(jī)械

8、組成特征來推斷沉積環(huán)境。成特征來推斷沉積環(huán)境。 例如，湖泊沉積由于是靜水沉積，粒度比河流例如，湖泊沉積由于是靜水沉積，粒度比河流沉積沉積(流水沉積流水沉積)要細(xì)；從湖濱到湖心，粒度從要細(xì)；從湖濱到湖心，粒度從粗到細(xì)。粗到細(xì)。 長軸長軸a (最大長度最大長度)，中軸，中軸b (最大寬最大寬度度)，短軸，短軸c (最大厚度最大厚度)；三軸相互垂直。；三軸相互垂直。 = (a+b) / 2c = aabc /3 = 2r / a (最大內(nèi)切圓的半徑)不同和的砂礫問題問題3，4問題問題3磨圓度好的礫石一定磨圓度好的礫石一定好嗎好嗎? 為什么為什么?問題問題4河流礫石與海灘礫石相比較多數(shù)河流礫石與海灘礫

9、石相比較多數(shù)情況下哪種礫石的情況下哪種礫石的會(huì)更好些會(huì)更好些? 為什么為什么?磨圓度是表面特征，球度是形狀特征。磨圓度是表面特征，球度是形狀特征。以平移、跳躍搬運(yùn)方式為主的以平移、跳躍搬運(yùn)方式為主的(如海灘如海灘)，扁平度高；以滾動(dòng)為，扁平度高；以滾動(dòng)為主的主的(如急流河床如急流河床)球度好。除了環(huán)境外，與礫石大小也有關(guān)。球度好。除了環(huán)境外，與礫石大小也有關(guān)。冰積礫石上的擦痕風(fēng)棱石照片風(fēng)風(fēng)棱棱石石風(fēng)棱石的特征風(fēng)棱石的特征 至少一個(gè)磨光面，沙漠漆至少一個(gè)磨光面，沙漠漆風(fēng)棱石的成因 山區(qū)河流山區(qū)河流(急流急流)中的礫石長軸中的礫石長軸與水流方向一致，迭瓦狀排列，與水流方向一致，迭瓦狀排列，傾角較大

10、。傾角較大。海灘上的礫石長軸與海岸走向海灘上的礫石長軸與海岸走向一致，扁平面傾向海洋，扁平面一致，扁平面傾向海洋，扁平面傾角較小。傾角較小。 在在、下觀察磨圓度下觀察磨圓度等表面形態(tài)特征。利用等表面形態(tài)特征。利用的高的高分辨率分辨率(0.001mm)可以對(duì)粒徑小于可以對(duì)粒徑小于1mm的單粒石英砂表面特征進(jìn)行觀的單粒石英砂表面特征進(jìn)行觀察以推斷其成因。察以推斷其成因。石英砂電鏡照片石英砂電鏡照片貝殼狀斷口貝殼狀斷口殘坡積；殘坡積；磨圓度好，有撞擊坑磨圓度好，有撞擊坑海灘砂。海灘砂。問題問題4 問題問題5: 請根據(jù)這兩粒石英砂的表請根據(jù)這兩粒石英砂的表面特征推斷它們的搬運(yùn)介質(zhì)情況面特征推斷它們的搬

11、運(yùn)介質(zhì)情況?光滑的表面，在水介質(zhì)中長期搬運(yùn)光滑的表面，在水介質(zhì)中長期搬運(yùn)無光澤的麻點(diǎn)表面無光澤的麻點(diǎn)表面(沙漠砂沙漠砂)。沉積物顆粒特征的機(jī)制1沉積物的形成包括三個(gè)環(huán)節(jié)沉積物的形成包括三個(gè)環(huán)節(jié) 從母體脫離、搬運(yùn)、沉積。沉積物的結(jié)構(gòu)特征從母體脫離、搬運(yùn)、沉積。沉積物的結(jié)構(gòu)特征粒度和顆粒形態(tài)粒度和顆粒形態(tài)取決于沉積物顆粒的搬運(yùn)和沉積過程取決于沉積物顆粒的搬運(yùn)和沉積過程 搬運(yùn)距離長短、搬運(yùn)搬運(yùn)距離長短、搬運(yùn)的方式的方式(懸移、躍移、推移懸移、躍移、推移)、介質(zhì)和動(dòng)力強(qiáng)弱。、介質(zhì)和動(dòng)力強(qiáng)弱。沉積物顆粒特征的機(jī)制2懸移懸移推移推移躍移躍移沉積物顆粒特征的機(jī)制3 構(gòu)造特征 波痕、龜裂、流痕、雨波痕、龜裂、

12、流痕、雨痕、痕、等等定義定義 沉積薄層之間的不連續(xù)界面沉積薄層之間的不連續(xù)界面的組合情況，沉積巖區(qū)別于巖漿巖的的組合情況，沉積巖區(qū)別于巖漿巖的最主要特征。最主要特征。 主要類型主要類型 水平層理、水平層理、交、交錯(cuò)層理、波狀層理等。錯(cuò)層理、波狀層理等。 現(xiàn)代和古代的波痕永遠(yuǎn)垂直于風(fēng)向的沙波現(xiàn)代泥裂巖石的冰劈作用從巖石的冰劈作用引伸到冰裂楔從巖石的冰劈作用引伸到冰裂楔冰楔冰楔(冰裂楔冰裂楔)下形成的層面變形構(gòu)造下形成的層面變形構(gòu)造擴(kuò)大裂隙；擴(kuò)大裂隙；沉積物填充。沉積物填充。指示指示的多年凍土環(huán)的多年凍土環(huán)境。境。冰裂楔的冰裂楔的年變化年變化化石冰裂楔化石冰裂楔典型剖面典型剖面冰裂楔的判別要素冰裂

13、楔的判別要素 楔形；楔形；充填特征充填特征(粗細(xì)混雜分選粗細(xì)混雜分選差，平行隙壁的層理差，平行隙壁的層理)；上部侵蝕面的存在。上部侵蝕面的存在。安徽寧國化石冰裂楔剖面安徽寧國化石冰裂楔剖面沙丘沙丘移動(dòng)移動(dòng)形成形成的斜的斜層理層理沙丘移動(dòng)形成的斜層理沙丘移動(dòng)形成的斜層理沙波移動(dòng)形成的斜層理沙波移動(dòng)形成的斜層理沙波移動(dòng)形成的斜層理沙波移動(dòng)形成的斜層理斜層理是河流沉積的基本層理特征，是陸相沉積中最為常見的層理。注意要區(qū)分層面和層理面。斜層理是河流沉積的基本層理特征，是陸相沉積中最為常見的層理。注意要區(qū)分層面和層理面。交錯(cuò)層理小型薄層交錯(cuò)層理小型薄層交錯(cuò)層理交錯(cuò)層理的形成與變化的流向造成的沙波的往返運(yùn)

14、動(dòng)，彼此重迭切割有關(guān)。交錯(cuò)層理的形成與變化的流向造成的沙波的往返運(yùn)動(dòng)，彼此重迭切割有關(guān)。沙丘形成的砂巖交錯(cuò)層理 礦物特征不同巖礦組成的砂礫可以指示其物源 礦物特征 礦物特征 按按分分 穩(wěn)定礦物和不穩(wěn)穩(wěn)定礦物和不穩(wěn)定礦物。（與搬運(yùn)介質(zhì)和距離有關(guān)）定礦物。（與搬運(yùn)介質(zhì)和距離有關(guān)）按按分分 重礦物和輕礦物，以比重礦物和輕礦物，以比重重2.86為界。為界。 按按分分 原生原生(內(nèi)生內(nèi)生)礦物和礦物和自生自生(表生表生)礦物。礦物。 沉積之前在內(nèi)沉積之前在內(nèi)生條件下的造巖和成礦過程中形成的生條件下的造巖和成礦過程中形成的礦物。如礦物。如石英、長石、云母。石英、長石、云母。沉積物形成過沉積物形成過程中生成

15、的新的礦物，有些可作為指程中生成的新的礦物，有些可作為指示沉積環(huán)境的示沉積環(huán)境的“”。如。如、指示淺海環(huán)境。指示淺海環(huán)境。 礦物特征 主要對(duì)自生主要對(duì)自生(表生表生)礦物而言，反礦物而言，反映化學(xué)、氣候等沉積環(huán)境要素。如映化學(xué)、氣候等沉積環(huán)境要素。如的生成指示濕熱、酸性、陸相環(huán)的生成指示濕熱、酸性、陸相環(huán)境，境，的生成指示冷干、中性的生成指示冷干、中性堿性、海相或鹽湖相環(huán)境，堿性、海相或鹽湖相環(huán)境，溫干、中性堿性、海相或鹽湖相環(huán)溫干、中性堿性、海相或鹽湖相環(huán)境。境。 礦物特征 主要對(duì)原生主要對(duì)原生(內(nèi)生內(nèi)生)礦物而言，反礦物而言，反映沉積映沉積，指示，指示。除了。除了應(yīng)用于沉積環(huán)境分析之外，在

16、砂礦勘應(yīng)用于沉積環(huán)境分析之外，在砂礦勘探、港口碼頭工程論證等方面有重要探、港口碼頭工程論證等方面有重要意義。意義。塘沽新港回淤泥沙來源研究秦皇島秦皇島塘沽塘沽渤海灣渤海灣萊州灣萊州灣黃河口黃河口灤河口灤河口南堡南堡歧口歧口為查清塘沽新為查清塘沽新港回淤泥沙來港回淤泥沙來源，分析了從源，分析了從灤河口到黃河灤河口到黃河口近岸口近岸0.10.10.05mm0.05mm粒級(jí)沉粒級(jí)沉積物的礦物組積物的礦物組合特征，并與合特征，并與3 3條入海河流沖條入海河流沖積物的礦物組積物的礦物組合進(jìn)行對(duì)比，合進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)歧口以歧口以南是黃河礦物南是黃河礦物區(qū)，其特點(diǎn)是區(qū)，其特點(diǎn)是石榴石、綠簾石榴石、

17、綠簾石含量較高。石含量較高。南堡以南堡以東是灤河礦物東是灤河礦物區(qū)，特點(diǎn)是磁區(qū)，特點(diǎn)是磁鐵礦、鈦鐵礦、鐵礦、鈦鐵礦、鋯英石、含量鋯英石、含量較高。較高。南堡南堡歧口為海河礦歧口為海河礦物區(qū)，特點(diǎn)是物區(qū)，特點(diǎn)是不穩(wěn)定的普通不穩(wěn)定的普通角閃石和輝石角閃石和輝石含量最高。含量最高。新港港新港港池中沉積物的池中沉積物的礦物組合與海礦物組合與海河沉積物吻合河沉積物吻合。 顏色和化學(xué)特征 顏色和化學(xué)特征 是沉積物形成時(shí)生成的顏色，是沉積物形成時(shí)生成的顏色，是沉積物形成之后再生成的顏是沉積物形成之后再生成的顏色。色。這里所說的顏色是指沉積物總這里所說的顏色是指沉積物總的色調(diào)，并非其中單礦物的顏色。的色調(diào)，并

18、非其中單礦物的顏色。 缺乏鐵、錳化合物及有機(jī)質(zhì)等染色成分或含鈣量很高。常見者如高嶺土、巖鹽、白堊、石灰石、鈣積層、純石英.砂等。有機(jī)質(zhì)、分散狀態(tài)的硫化物(如黃鐵礦)含量較高，往往形成于還原或半還原環(huán)境；氧化錳也呈黑色(如沙漠漆、錳膜、錳結(jié)核)。主要是由于含有高價(jià)鐵的脫水赤鐵礦染色而成，代表氧化環(huán)境。含水的氧化鐵或氫氧化鐵染色而成，呈銹黃色和棕黃色。還原條件下低價(jià)鐵化合物的反映，灰綠色、藍(lán)綠色、黃綠色，如湖相粘土，或由于含銅礦物或其它綠色礦物(角閃石、綠泥石等)。 亞利桑那紀(jì)念谷的紅色風(fēng)化巖 蒸發(fā)鹽類蒸發(fā)鹽類，相應(yīng)的礦物為，相應(yīng)的礦物為，這一序列也是，這一序列也是的基本序列。的基本序列。硫酸鹽和

19、鈉的氯化物含量高多為硫酸鹽和鈉的氯化物含量高多為干旱氣候下堿性環(huán)境；鈣、鎂化合物干旱氣候下堿性環(huán)境；鈣、鎂化合物含量高多反映半干旱或干濕季節(jié)變化含量高多反映半干旱或干濕季節(jié)變化的環(huán)境；鐵、鋁化合物含量高的沉積的環(huán)境；鐵、鋁化合物含量高的沉積物多為濕熱氣候環(huán)境下的產(chǎn)物。物多為濕熱氣候環(huán)境下的產(chǎn)物。 鹽湖演替模式碳酸鹽湖碳酸鹽湖硫酸鹽湖硫酸鹽湖氯化物湖氯化物湖砂下湖砂下湖鹽鹽湖湖演演替替模模式式 類型繁多，成分不一，成因復(fù)雜，類型繁多，成分不一，成因復(fù)雜，形態(tài)各異。各種類型的結(jié)核是在特定形態(tài)各異。各種類型的結(jié)核是在特定的氣候條件和地球化學(xué)條件下形成的，的氣候條件和地球化學(xué)條件下形成的，有些結(jié)核還與

20、生物活動(dòng)有關(guān)。所以，有些結(jié)核還與生物活動(dòng)有關(guān)。所以，結(jié)核也是研究第四紀(jì)沉積物和恢復(fù)古結(jié)核也是研究第四紀(jì)沉積物和恢復(fù)古環(huán)境的主要標(biāo)志。環(huán)境的主要標(biāo)志。 最常見的是最常見的是、。黃土中鈣結(jié)核照片 生物特征 每一種現(xiàn)代環(huán)境都以生活在其中的每一種現(xiàn)代環(huán)境都以生活在其中的一定的一定的為特征，通過生物的生為特征，通過生物的生存、死亡、埋藏和保存；一個(gè)古代生物存、死亡、埋藏和保存；一個(gè)古代生物群落會(huì)在沉積物群落會(huì)在沉積物(巖巖)中留下中留下 ，如介殼、骨骼、牙等；，如介殼、骨骼、牙等；，如糞便、硅酸體；，如糞便、硅酸體；(非實(shí)體非實(shí)體)； 。 山西太谷紅崖上新世榆社鲴山西武鄉(xiāng)張村上新世紅鮊山西武鄉(xiāng)張村上新世

21、紅鮊山西武鄉(xiāng)上新世蜻蜓稚蟲和榆社上新世陸龜山西太谷上新世榆(左)和栗(右)小孩和雷龍腳印足印屬于生物相，是一種印痕化石。足印屬于生物相，是一種印痕化石。三、第四紀(jì)沉積物的成因類型三、第四紀(jì)沉積物的成因類型 陸相陸相 殘積物殘積物斜坡堆積物斜坡堆積物 洪積物洪積物 沖積物沖積物(河流沉積河流沉積) 湖泊沉積湖泊沉積 冰積物冰積物(冰川沉積冰川沉積) 冰緣沉積冰緣沉積 風(fēng)成沉積風(fēng)成沉積 洞穴沉積洞穴沉積 墜積物墜積物坡積物坡積物滑坡堆積物滑坡堆積物倒石錐倒石錐崩塌堆積物崩塌堆積物巖石圈表層的風(fēng)化帶稱為風(fēng)化巖石圈表層的風(fēng)化帶稱為風(fēng)化殼，構(gòu)成風(fēng)化殼的物質(zhì)叫殘積物。可劃分殼，構(gòu)成風(fēng)化殼的物質(zhì)叫殘積物?？?/p>

22、劃分為為、。基?；咎攸c(diǎn)本特點(diǎn)。因因作用或重力與作用或重力與共同作用在斜坡地帶形成的各種堆積物。共同作用在斜坡地帶形成的各種堆積物。包括包括 (主要因素是重力，水的作用主要因素是重力，水的作用無或很小，可分倒石堆、崩塌堆積無或很小，可分倒石堆、崩塌堆積2種種)、(坡積裙、殘坡積裙、殘-坡積蓋坡積蓋層層)。暫時(shí)性流水形成的堆積物，暫時(shí)性流水形成的堆積物，主要發(fā)育在內(nèi)陸干旱和半干旱氣候區(qū)盆主要發(fā)育在內(nèi)陸干旱和半干旱氣候區(qū)盆地邊緣的山麓地帶，分布面積和厚度都地邊緣的山麓地帶，分布面積和厚度都大于坡積物，通常形成大于坡積物，通常形成、。即河流在谷地中即河流在谷地中的沉積物，陸地上分布最廣的沉積物。的沉

23、積物，陸地上分布最廣的沉積物。包括包括 、等，還可等，還可分出許多分出許多，如，如 主流線相、河床淺主流線相、河床淺灘相等。灘相等。 在相對(duì)平靜的水體中形成，在相對(duì)平靜的水體中形成，其顏色、粒度、構(gòu)造均有鮮明標(biāo)志，如其顏色、粒度、構(gòu)造均有鮮明標(biāo)志，如粒度較細(xì)、常見水平層理等。湖泊沉積粒度較細(xì)、常見水平層理等。湖泊沉積的特征與湖泊的特征與湖泊條件、條件、條件條件以及以及作用有直接關(guān)系，是環(huán)境作用有直接關(guān)系，是環(huán)境變遷信息的重要載體。包括變遷信息的重要載體。包括3個(gè)大類個(gè)大類 依水動(dòng)力條件分為依水動(dòng)力條件分為、和和；生化作用生化作用明顯；明顯；化學(xué)沉積?；瘜W(xué)沉積。 包括包括3個(gè)大類個(gè)大類 底磧、終

24、磧、側(cè)磧；底磧、終磧、側(cè)磧； 冰川外圍，流水作用產(chǎn)物，砂質(zhì)；冰川外圍，流水作用產(chǎn)物，砂質(zhì)； 紋泥紋泥具有紋層的細(xì)粒沉積物具有紋層的細(xì)粒沉積物(粉砂和粘土粉砂和粘土)。包括包括沉積、沉積、沉積等。沉積等。風(fēng)力搬運(yùn)堆積的碎屑物，風(fēng)力搬運(yùn)堆積的碎屑物，包括包括 ；。主要是石灰?guī)r洞穴，包主要是石灰?guī)r洞穴，包括其它可溶或非可溶巖洞穴。有地下括其它可溶或非可溶巖洞穴。有地下水水作用形成的石鐘乳、石筍、石作用形成的石鐘乳、石筍、石灰華；有地下河、地下湖灰華；有地下河、地下湖沉積沉積的砂礫粘土；有的砂礫粘土；有作用堆積的角礫作用堆積的角礫等。我國南方古環(huán)境重建的重要信息等。我國南方古環(huán)境重建的重要信息源。源。

25、 湖北神農(nóng)架犀牛洞石筍 石筍年輪石筍年輪 海陸過渡相 即高低潮之間和水下岸坡地帶的即高低潮之間和水下岸坡地帶的沉積，受波浪和潮汐作用。可劃分沉積，受波浪和潮汐作用?？蓜澐?、。沉積環(huán)境十分復(fù)雜，既受河流沉積環(huán)境十分復(fù)雜，既受河流作用，又受波浪、海流、潮汐作用，構(gòu)成作用，又受波浪、海流、潮汐作用，構(gòu)成。三角洲沉積富含有機(jī)質(zhì)淤泥和分選。三角洲沉積富含有機(jī)質(zhì)淤泥和分選良好的砂層，有利于石油、天然氣生成和聚集。良好的砂層，有利于石油、天然氣生成和聚集。潟湖發(fā)育于海岸砂堤的內(nèi)側(cè)，為潟湖發(fā)育于海岸砂堤的內(nèi)側(cè)，為半封閉、封閉的水體，可發(fā)生淡化或咸化或多半封閉、封閉的水體，可發(fā)生淡化或咸化或多次交替，是恢復(fù)海陸

26、變遷史的重要證據(jù)。次交替，是恢復(fù)海陸變遷史的重要證據(jù)。 海相 0200m水下，水下，以以為主，含海相標(biāo)志礦物，如為主，含海相標(biāo)志礦物，如海綠石、鮞狀綠泥石等海綠石、鮞狀綠泥石等 2002000m水下，水下，、 2000m以下，是全球變化的以下，是全球變化的資料庫，主要是資料庫，主要是，包括，包括 鈣質(zhì)鈣質(zhì)軟泥軟泥(抱球蟲抱球蟲)；硅質(zhì)軟泥硅質(zhì)軟泥(硅藻、放射蟲硅藻、放射蟲)。 其它類型 火山熔巖與火山噴發(fā)碎屑在地表火山熔巖與火山噴發(fā)碎屑在地表的堆積物?；鹕剿樾加谢鹕綇棥⒒鹕缴?、火山的堆積物?；鹕剿樾加谢鹕綇?、火山砂、火山灰等?；鹕剿樾荚诳罩谢蛩谐两禃r(shí)受到分選灰等?；鹕剿樾荚诳罩谢蛩谐两禃r(shí)受

27、到分選作用，有時(shí)呈層狀構(gòu)造，而且常與其它沉積物作用，有時(shí)呈層狀構(gòu)造，而且常與其它沉積物交互成層，是第四紀(jì)環(huán)境研究的好材料。交互成層，是第四紀(jì)環(huán)境研究的好材料。 泥炭、牡蠣礁、珊瑚礁、貝殼堤泥炭、牡蠣礁、珊瑚礁、貝殼堤(灘灘)。 大陸大陸可溶鹽；海洋可溶鹽；海洋鈣質(zhì)、鐵鈣質(zhì)、鐵質(zhì)、錳質(zhì)的鮞狀物，多金屬結(jié)核。質(zhì)、錳質(zhì)的鮞狀物，多金屬結(jié)核。風(fēng)積物風(fēng)積物沖沖積積物物洪積洪積物物坡積坡積物物基巖基巖基巖基巖熔巖熔巖黃土堆積黃土堆積此圖反映了第四紀(jì)沉積物的前三個(gè)基本特征：此圖反映了第四紀(jì)沉積物的前三個(gè)基本特征：松散性、多變性、移動(dòng)性松散性、多變性、移動(dòng)性殘積層剖面1物理風(fēng)化帶物理風(fēng)化帶2物理物理-化學(xué)風(fēng)化

28、化學(xué)風(fēng)化帶帶(過渡帶過渡帶)3化學(xué)風(fēng)化帶化學(xué)風(fēng)化帶4風(fēng)化與基巖間風(fēng)化與基巖間的過渡帶的過渡帶5基巖基巖洪積扇相變素描圖沖積扇巖錐洪積扇沉洪積扇沉積結(jié)構(gòu)圖積結(jié)構(gòu)圖河流沉積亞相天然堤湖相沉積的平面分帶現(xiàn)代青海湖的沉積分帶山西榆社上新世湖相層中的紋層冰湖紋泥剖面照片阿阿拉拉斯斯加加冰冰川川的的中中磧磧側(cè)側(cè)磧磧 中中磧磧和和刃刃脊脊成成因因阿拉斯加冰川匯流收縮冰川留下的側(cè)磧懷俄明側(cè)磧和終磧側(cè)側(cè)磧磧和和終終磧磧蛇形丘平面圖蛇形丘橫斷面圖明尼蘇達(dá)的蛇丘蛇丘照片挪威南部冰川底下的冰洞問題6 大陸冰原終磧形成的帶狀小丘航片問題問題5照片中照片中帶狀延帶狀延伸的小伸的小丘可能丘可能是什么是什么原因形原因形成的成

29、的?法國東南部舌狀泥流沉積融凍泥流舌融凍泥流素描圖黃土和風(fēng)沙堆積科羅拉多大沙丘美國密蘇利河岸的黃土懸崖濁流沉積圖解1濁流沉積圖解2濁流照片深海軟泥中的生物石筍石鐘乳喀斯特洞穴石筍石鐘乳石筍石鐘乳石柱石鐘乳水滴特寫和針管狀石鐘乳Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2玄武巖峭壁玄武巖石柱玄武巖懸崖棒挑熔巖熔巖湖旁皮納圖博火山口采集氣、水、巖屑樣品熔巖流燒毀房屋火山噴發(fā)夜景熔巖流和水下枕狀熔巖玄武巖樣品(寬約1英尺)火山碎屑火山彈火山彈火山灰流剖面火山灰流樣品硅藻土照片黃石公園熱泉華沉積英國瀑布形成的石灰華簾和中國最高的鈣華瀑布-黃龍?jiān)仄俨键S龍金洞洗身瀑嫩嫩恩恩桑桑措措-大大陸陸神

30、神仙仙池池黃龍?jiān)∮袢撼攸S龍彩池黃龍洗花池群黃龍鈣華面上的涓流黃龍盆景池黃龍盆景池人間瑤池-黃龍的鈣華池人間瑤池-黃龍的鈣華一、基本概念一、基本概念 地層和地層學(xué)，地層和地層學(xué)， 地層層序律和化石層序律，地層層序律和化石層序律， 地層劃分和地層對(duì)比。地層劃分和地層對(duì)比。 地層和地層學(xué) 具有成層性的一組巖石或具有成層性的一組巖石或松散沉積物。松散沉積物。 地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，地地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，地史學(xué)的理論基礎(chǔ)。研究地層的層序、史學(xué)的理論基礎(chǔ)。研究地層的層序、時(shí)代和地理分布，進(jìn)行地層的劃分、時(shí)代和地理分布，進(jìn)行地層的劃分、對(duì)比。理論意義對(duì)比。理論意義恢復(fù)恢復(fù)，實(shí)際意義，實(shí)際意義指導(dǎo)找礦。指導(dǎo)找礦。

31、地層學(xué)的兩個(gè)基本原理 地層地層律律 “下老上新下老上新” 化石化石律律 “同種同時(shí)同種同時(shí)”，“種種”種群，種群，“時(shí)時(shí)”地質(zhì)尺度、地質(zhì)尺度、相對(duì)時(shí)代。相對(duì)時(shí)代。 問題問題7 的實(shí)質(zhì)是什么的實(shí)質(zhì)是什么?地層劃分和對(duì)比 地層劃分和對(duì)比是地層分地層劃分和對(duì)比是地層分析的析的和和 地層劃分地層劃分 “分層定名分層定名”按一定的按一定的將一組地層依將一組地層依其時(shí)代、成因等特征劃分為若干個(gè)單其時(shí)代、成因等特征劃分為若干個(gè)單元并分別給以定名。元并分別給以定名。 地層單位包括年代地層單位、巖地層單位包括年代地層單位、巖相地層單位、國際地層單位、區(qū)域性相地層單位、國際地層單位、區(qū)域性地層單位、地方性地層單位

32、地層單位、地方性地層單位(群、組、群、組、段段)。單位單位時(shí)間時(shí)間單位單位地層地層單位單位地質(zhì)時(shí)間單位和年代地層單位 地層對(duì)比地層對(duì)比 “層位比較層位比較” 將處于不同地區(qū)的地層單元進(jìn)行比將處于不同地區(qū)的地層單元進(jìn)行比較，以確定它們之間的層位關(guān)系。較，以確定它們之間的層位關(guān)系。 所謂所謂，就是先后順序，即，就是先后順序，即。所謂層位相當(dāng)，就意味著它。所謂層位相當(dāng)，就意味著它們是同一時(shí)代的地層。們是同一時(shí)代的地層。 地層對(duì)比地層對(duì)比 “層位比較層位比較”對(duì) 比 方 法 基 于 各 種 各 樣 的對(duì) 比 方 法 基 于 各 種 各 樣 的 “”(巖性標(biāo)志、生物標(biāo)志等巖性標(biāo)志、生物標(biāo)志等)。 是將待

33、定地層與已定地層是將待定地層與已定地層比較，利用比較，利用“已知已知”推斷推斷“未知未知”。 法定的已定地層即法定的已定地層即“”或或稱稱“”(stratotype).地層劃分對(duì)比巖性水平界線劃分示意圖巖性垂直界線劃分示意圖六合桂子山剖面劃分實(shí)例六合桂枝山玄武巖剖面六合桂枝山玄武巖剖面下玄武巖層深灰色，強(qiáng)風(fēng)化下玄武巖層深灰色，強(qiáng)風(fēng)化黃褐色砂礫層，細(xì)分為底部灰白色礫石、下部黃褐色礫石，上部黃褐色砂層黃褐色砂礫層，細(xì)分為底部灰白色礫石、下部黃褐色礫石，上部黃褐色砂層紅褐色礫石層，具微斜層理紅褐色礫石層，具微斜層理玄武巖玄武巖是一個(gè)重要概念是一個(gè)重要概念是是另另一一個(gè)個(gè)重重要要概概念念是地層分析的重

34、要因素是地層分析的重要因素地層學(xué)的目的就是要恢復(fù)地殼發(fā)展歷史，地殼運(yùn)動(dòng)會(huì)引起沉積和地層的變異，因此從沉積和地層的變異就可以反推地層學(xué)的目的就是要恢復(fù)地殼發(fā)展歷史，地殼運(yùn)動(dòng)會(huì)引起沉積和地層的變異，因此從沉積和地層的變異就可以反推地殼運(yùn)動(dòng)的過程。如早更新世中國北方海相地層的分布高程所反映的地殼升降量。地殼運(yùn)動(dòng)的過程。如早更新世中國北方海相地層的分布高程所反映的地殼升降量。二、第四紀(jì)地層研究的主要方法二、第四紀(jì)地層研究的主要方法 八種主要方法，八種主要方法，八個(gè)門類的標(biāo)志。八個(gè)門類的標(biāo)志。 巖性地層學(xué)方法 定義定義 根據(jù)根據(jù)和和的原理對(duì)的原理對(duì)地層進(jìn)行劃分對(duì)比并研究地層形成條件的地層進(jìn)行劃分對(duì)比并研

35、究地層形成條件的方法。主要標(biāo)志是方法。主要標(biāo)志是，也即本章第，也即本章第一節(jié)所論述的第四紀(jì)沉積物的結(jié)構(gòu)特征、一節(jié)所論述的第四紀(jì)沉積物的結(jié)構(gòu)特征、構(gòu)造特征、礦物特征、顏色和化學(xué)特征。構(gòu)造特征、礦物特征、顏色和化學(xué)特征。這是地層劃分對(duì)比的這是地層劃分對(duì)比的。 原理原理 不同的巖性巖相反映不同的成不同的巖性巖相反映不同的成因。基本做法是確定因。基本做法是確定“” 。 生物地層學(xué)方法 定義定義 古生物學(xué)的分支，根據(jù)古生物學(xué)的分支，根據(jù)的原理和方法劃分對(duì)比地層并研究的原理和方法劃分對(duì)比地層并研究地層的形成條件。主要標(biāo)志是地層的形成條件。主要標(biāo)志是。這是顯生宙以來所有地層劃分對(duì)比的基這是顯生宙以來所有地層

36、劃分對(duì)比的基本方法。其分支有陸相生物地層學(xué)、海本方法。其分支有陸相生物地層學(xué)、海相生物地層學(xué)、微體生物地層學(xué)等。相生物地層學(xué)、微體生物地層學(xué)等。 原理原理 生物演化的階段性。以某些生物演化的階段性。以某些生物屬種的生物屬種的為標(biāo)志。為標(biāo)志。 年代地層學(xué)方法 定義定義 按年代關(guān)系從老到新把地層按年代關(guān)系從老到新把地層劃分為若干劃分為若干從而說明地質(zhì)從而說明地質(zhì)歷史的學(xué)科。早期以年代地層單位為主歷史的學(xué)科。早期以年代地層單位為主要研究內(nèi)容。在要研究內(nèi)容。在(同位素年同位素年代學(xué)代學(xué))發(fā)展以后，出現(xiàn)了以發(fā)展以后，出現(xiàn)了以“年年”為單為單位劃分地球發(fā)展歷史階段的位劃分地球發(fā)展歷史階段的。第四紀(jì)地層研究

37、十分重視根據(jù)第四紀(jì)地層研究十分重視根據(jù)測定來劃分地層。測定來劃分地層。 原理原理 地層形成的年代先后關(guān)系。地層形成的年代先后關(guān)系。 氣候地層學(xué)方法 定義定義 古氣候?qū)W的分支，根據(jù)古氣候?qū)W的分支，根據(jù)的原理和方法劃分對(duì)比地層并研究的原理和方法劃分對(duì)比地層并研究地層的形成條件。包括地層的形成條件。包括冰川氣候地層學(xué)、深海沉積氣候地層學(xué)、冰川氣候地層學(xué)、深海沉積氣候地層學(xué)、黃土氣候地層學(xué)。黃土氣候地層學(xué)。 原理原理 第四紀(jì)冰期第四紀(jì)冰期間冰期間冰期。 地貌地層學(xué)方法 定義定義 地貌學(xué)的分支，根據(jù)地貌學(xué)的分支，根據(jù)的的原理和方法來劃分和對(duì)比地層并研究地層原理和方法來劃分和對(duì)比地層并研究地層形成的條件。

38、形成的條件。 原理原理 地貌發(fā)育與沉積作用的地貌發(fā)育與沉積作用的。不同類型的沉積物必然都分布于特定的不同類型的沉積物必然都分布于特定的并且形成特定的并且形成特定的，而且地，而且地貌與沉積的發(fā)展都與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系，具貌與沉積的發(fā)展都與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系，具有一定的有一定的和和。這些都可構(gòu)成。這些都可構(gòu)成地層劃分對(duì)比的基礎(chǔ)。地層劃分對(duì)比的基礎(chǔ)。河流階地沉積物的新老關(guān)系 土壤地層學(xué)方法 定義定義 土壤學(xué)的分支。根據(jù)土壤學(xué)的分支。根據(jù)的的原理和方法來劃分對(duì)比地層并研究地層原理和方法來劃分對(duì)比地層并研究地層形成條件。形成條件。 原理原理 土壤發(fā)育的環(huán)境意義。首先，土壤發(fā)育的環(huán)境意義。首先，土壤的發(fā)育總是代表

39、著一個(gè)土壤的發(fā)育總是代表著一個(gè)，亦即無論沉積作用還是侵蝕，亦即無論沉積作用還是侵蝕作用都相當(dāng)微弱的時(shí)期。這一特征決定作用都相當(dāng)微弱的時(shí)期。這一特征決定了地層中的了地層中的具有地層劃分對(duì)比具有地層劃分對(duì)比上的重要意義。其次，不同的土壤類型上的重要意義。其次，不同的土壤類型指示了其形成時(shí)的不同的氣候環(huán)境。指示了其形成時(shí)的不同的氣候環(huán)境。 倫敦西部黃土中發(fā)育的土壤，可分辨三個(gè)層位A-淋溶層淋溶層B-淀積層淀積層C-母質(zhì)層母質(zhì)層法國諾曼底黃土中的古土壤層 磁性地層學(xué)方法 定義定義 古地磁學(xué)的分支，根據(jù)古地磁學(xué)的分支，根據(jù)的原理和方法劃分對(duì)比地層并研究地的原理和方法劃分對(duì)比地層并研究地層形成條件。層形成條件。 原理原理 地球磁場變化的全球一致性。地球磁場變化的全球一致性。極性時(shí)極性時(shí) 年齡年齡(Ma B.P.) (Ma B.P.) 主要極性事件主要極性事件 布容正極性時(shí)布容正極性時(shí) 0.760.760 0 拉尚事件布萊拉尚事件布萊克事件克事件 松山反