第四纪复习.pdf
冰斗与角峰 山岳冰川源头由雪蚀和冰川挖掘共同营造的围椅状盆地。典型的冰斗,由岩盘、岩壁和岩槛组成。由数个冰斗发展包围着的金字塔尖锐的山峰叫做角峰。玛洱湖与纹泥 富含热液和蒸汽的火山爆发冲破原来的地层或岩层而形成塌陷盆地,由环形墙、火山口沉积物、火山筒和馈浆通道组成的湖泊系统。它不同于其它湖泊最大特点就是封闭不与外界(除大气)发生物质交换。冰川融水携带的细粒物质在冰川前缘湖泊中缓慢地沉积在湖底的具有明显韵律层理的冰川-湖沼沉积物。每个年层分两部分:下部为以沙土为主的夏季浅色部分,上部为以黏土为主的冬季暗色部分。河流阶地河流下切侵蚀,原先的河谷底部(河漫滩或河床)超出一般洪水位以上,呈阶梯状分布在河谷谷坡上,这种地形称为河流阶地。河流阶地与河流侵蚀和堆积作用相关。雪线与冰斗由气候和地形相互作用形成的大气固态降水的积累等于消融的界线。山岳冰川源头由雪蚀和冰川挖掘共同营造的围椅状盆地。淡水湖咸水湖盐湖以淡水形式积存在地表上的湖泊水中含盐度低于1的湖泊湖水含盐量大于24.7(35)称为盐湖介于上述两类之间,湖水含盐量在1-24.7(35)间冰期与间冰期地质历史上气候寒冷、冰川广泛发育的时期称为冰期,两次冰期之间为一相对温暖时期,刃脊与角峰 在相邻两个冰斗或冰川谷的发育过程中,斗(谷)壁不断后退,结果使相邻两个冰斗或冰川谷之间的分水岭愈来愈窄,最后形成象鱼鳍一样的尖背山脊,称为刃脊。由三个以上的冰斗发展所构成的尖锐山峰称为角峰。新仙女木事件 新仙女木期是冰期向全新世过渡中发生的一次最重要的气候回返事件。在晚冰期后的急剧升温过程中,大约在距今1110ka,气候突然出现短暂(持续约1.3ka)的逆转,厄尔尼诺现象一词来源于西班牙文“El Nino”是圣婴的意思,最初用来表示每年圣诞节前后,沿厄瓜多尔一带海岸出现的一支微弱且向南移动的暖海流。后来,在科学上指赤道中、东太平洋,南美沿岸海水温度激烈上升的现象。这是大尺度海-气相互作用下形成的一种异常的海洋和大气现象,厄尔尼诺的发生会对当地生态系统造成灾害性的后果,使大批海洋生物和鸟类死亡,渔业减产。荒漠化荒漠化是在干旱、半干旱和亚湿润干旱区,由于气候变异和人类活动等多种因素造成的土地退化。岩溶作用在可溶性岩石地区,凡是以地下水作用为主,地表水作用为辅,以化学作用为主,机械作用为辅,对可溶性岩石的溶解破坏的过程。岩溶岩溶作用及其由此产生的现象叫岩溶。B/M界线 B/M界线指的就是布容正极性期与松山反极性期的界线,年代为0.78Ma,它对应深海氧同位素19阶和黄土 L8中部。冰后期第四纪最后一次冰期(雨木冰期)之后的全球转暖,大量冰川消失或收缩的时期。黄土由风力搬运和堆积的大气粉尘物质,由粒级0.01-0.05mm范围的粉沙组成,颜色从灰黄到黄红,多孔隙、肉眼不见层理,垂直节理发育,含钙质结合和陆生蜗牛的风成堆积物。更新世2.6Ma0.01Ma,第四纪的第一个世,冰期活动频繁。末次冰期第四纪最后一次冰期,在北美被称为魏克塞尔,欧洲称威斯康星,在阿尔卑斯称雨木。历时约6.5万年(7510ka BP),相当深海沉积物氧同位素的第4、3、2阶段(MIS4、3、2)末次冰期对应于氧同位素2-4 段,约7410 ka BP。第四纪新生代最新的一个纪,包括更新世和全新世。其下限年代多采用距今260万年。第四纪期间生物界已进化到现代面貌。灵长目中完成了从猿到人的进化。其间发生了多次规模大小不等的冰期。温盐环流海水在空间上存在着的温度和/或盐度的差异使密度发生变化进而导致深层海水的缓慢运动称之为温盐环流。【温盐环流,又称“输送洋流”、“深海环流”等,是一个依靠海水的温度和含盐密度驱动的全球洋流循环系统。这个系统的运作现况是,以风力驱动的海面水流如墨西哥湾暖流等将赤道的暖流带往北大西洋,暖流在高纬度处被冷却后下沉到海底,这些高密度的水接着流入洋盆南下前往其他的暖洋位加热循环,一次温盐循环耗时大约1600年,在这个过程中洋流运输的不单是能量(温度/热能),当中还包括地球固态及气体资源等,不过温盐环流最受人类关注的是其全球恒温的功能。温盐环流推测主要是由于北大西洋及南冰洋之间的盐分及温差对流而触发的。珊瑚礁珊瑚礁由原地生长的珊瑚骨骼堆聚而成,发育于波浪能量较大的浅水带,由于它具有较快的生长速度和坚硬的钙质骨骼,不易被风浪击碎和夷平,加上藻类的粘结作用,使它具有很好的抗浪性,许多学者把抗浪性作为成礁的必要条件。珊瑚礁是以珊瑚的骨骼为主骨架,辅以其他造礁生物、伴礁生物和粘结生物,构成一个能抵御风浪侵袭的生物堆积体。21、末次冰消期1511.3ka,指从末次盛冰期起冰川开始消融退缩至冰川消亡这一时段。它的时间跨度包括盛冰期后、晚冰期和冰后期的一段时间。在研究东北大西洋末次冰期间冰期旋回三个钻孔的沉积物时(位于北纬47和西经19附近),哈因里奇(Heinrich)最早发现在这些岩心中大于15微米粗粒含量有突然增多的现象,在粗粒含量增加的同时,冷性有孔虫比例相对增多。大约15世纪初开始,全球气候进入一个寒冷时期,通称为“小冰期”小冰期结束于20世纪初期。山岳冰川地表上长期存在并能自行运动的天然冰体。由大气固体降水经多年积累而成,是地表重要的淡水资源。二、简答题 1 深海沉积物氧同位素气候记录的原理及气候意义。其基本原理是,自然界中存在着18O、17O和16O三种同位素,其中17O的含量极小。由于同位素分馏作用,在水的蒸发过程中轻的 H216O分子较之 H218O分子更易于蒸发。在寒冷的冰期里,大陆冰盖扩展,大量的低18O含量的淡水被固定在冰盖中不再回归大洋,大洋中的18O含量显著增高,由于有孔虫介壳中的 CO32-与大洋中的 CO32-之间处在一定的平衡状态,因此介壳中的18O也相应地增高。另一方面,在有孔虫壳体的 CO32-与周围海水中的氧同位素进行交换的过程中,18O进入到CO32-中的比重受温度的影响:水温升高,碳酸盐溶解度降低,浓集效应降低;水温降低,浓集效应增高。两种影响的效应是同向的,都是低温时18O/16O增大,保存在有孔虫残骸中的 18O值是两种效应的叠加,其中前者可能比后者更显著。以现代平均大洋水中的18O/16O(SMOW)值为标准,可以计算不同时期沉积物中有孔虫残骸样品中的18O/16O(S)值与标准值的差值 18O。18O/1000=(18O/16O)样(18O/16O)标/(18O/16O)标标准:SMOW。其中浮游有孔虫的氧同位素主要受温度影响,而底栖有孔虫氧同位素主要受全球冰量的影响,因此可以根据沉积物中有孔虫碳酸盐介壳中氧同位素的变化只是全球温度的变化和全球冰期冰量的变化。2 冰芯氧同位素记录气候变化的原理与深海氧同位素相反,冰芯(极地)氧同位素随着全球温度升高而升高,而随着全球温度降低而降低。这是因为冰芯氧同位素主要受当时大气降水氧同位素的影响,在寒冷的气候下,氧同位素的分馏系数增大,相对更多的 16 O 被蒸发到大气中,当然来自大洋的水汽中的 18 O/16 O 具有更小的值(残留在大洋中的水有更大 18 O/16 O的值),因此寒冷时形成的极地冰层中 18 O;温暖时虽然海洋的蒸发量可能会较大,但此时氧同位素的分馏系数较小,极地大气降水中 18 O/16 O就有较大的值;极地冰芯氧同位素与温度正相关,因此我们可以通过极地的冰芯氧同位素判断气候(温度)的变化。需要注意的是在中低纬度的青藏高原冰芯有其特殊性,它主要受到东亚季风的影响。夏季风盛行时来自海洋的大量相对富 16 O(低的 18 O/16 O)的水汽成了冰芯的主要供给,而在冬季风盛行时来自大陆内部经过强烈蒸发而富集 18 O(高的 18 O/16 O)的水汽成了冰芯的主要供给;因此青藏高原冰芯氧同位素与温度反相关。3 列举2-3个黄土古气候代用指标,简要说明其环境指示意义 磁化率:黄土或古土壤的磁化率主要受其中的铁磁性矿物含量影响,1)Kukla et al.(1989)认为黄土古土壤序列中“磁化率通量”相对稳定,在粉尘堆积速率相对缓慢的时期,磁化率被“浓缩”,所以古土壤中磁化率相对较高,而当粉尘堆积速率相对较快时,磁化率被“稀释”,黄土层的磁化率相较低。所以磁化率指示了粉尘堆积速率的变化;2)Zhou et al.(1990)和 An et al.(1991b)认为,黄土古土壤地层中磁化率的高低与成土、成壤作用的相对强弱有关,由于在成壤过程中的淋溶和酸化作用,极易形成大量的超细铁磁性矿物,从而造成土壤层相对于黄土层中磁性矿物颗粒的增加和磁化率的升高,进而,磁化率值可以用以指示夏季风的强度。化学指标:黄土序列的 Rb/Sr值可很好地区别黄土和古土壤单元。Rb 离子半径较大易被吸附,而 Sr 相对易被淋滤,因此 Rb/Sr值的变化取决于 Sr 的丢失程度,Rb/Sr大指示了雨水淋溶程度即古降雨量的大,可作为衡量东亚夏季风强度的替代性指标。Mg/Al黄土堆积期,气候干冷、pH 值较高、Mg/Al也偏高;古土壤发育期,气候温湿、pH值较低、Mg/Al也偏低。4 简述湖泊的成因类型 湖盆地是湖泊形成的前提,根据湖盆的成因,湖泊可以划分为以下各种类型:构造湖:由于地壳运动引起的地壳断陷、拗陷、沉陷所形成的构造盆地,经潴水而成为湖泊,通常称为构造湖。(1)断陷湖:由断层陷落形成的湖盆。这类湖泊的特点是:湖岸平直、岸坡陡峻、湖形狭长,深度较大。(2)向斜拗陷湖:这类湖泊面积较大,如里海、我国的洞庭湖、鄱阳湖、太湖等。2 火山湖湖盆是由于火山活动造成的,可分:1)火山口湖:当火山喷发停止,火山通道被阻塞,火山口成为封闭的洼地,水体充填成湖。(2)火山堰塞湖:由火山堆积物(熔岩及火山碎屑物)堵塞河谷,形成凹地而积水成湖。3 河成湖 可分为:(1)牛轭湖:由于河流改道或截弯取直而形成。(2)河口湖:支流注入主干流时,因主干流的天然堤对支流的阻截,在支流流入主干流的河口地带,即在堤下洼地积水成湖。4 冰成湖(冰川湖)冰成湖的湖盆或是冰川刨蚀的洼地,或是冰碛物堆积后,在冰碛丘陵之间所形成的洼地,或在终碛堤附近,由冰碛物阻塞而成的各种洼地,如新疆地区的哈纳斯湖。5 海成湖这类湖盆形成于滨海地带,有泻湖与海生残留湖两种,前者为海岸堤阻隔海水进入海湾,仅在涨潮时海水才复浸进;后者是当海水大规模撤退,海水面下降时,在陆上残留下的湖泊,如里海和我国太湖。6 岩溶湖由于岩溶作用所形成的洼地积水而成。多分布于碳酸盐类(灰岩)岩石区,如草海。7 风成湖在干燥地区,湖盆可以是强大风力所形成的风蚀洼地如居延海。如果河流注入洼地,或风蚀达到潜水面的深度时则成湖,或在新月形沙丘的内弯部分形成月牙湖,如甘肃敦煌。此类湖泊较浅,且多为间歇湖或游移湖。8 人工湖即水库。是人类利用有利地形截堵河道(如浙江的千岛湖)或人工开挖形成的湖盆地(如颐和园的昆明湖和北京大学未名湖)。湖盆的成因很多,一个湖泊的形成及其特点又受多方面因素的影响。5 简述河流阶地类型并图示其中 根据阶地的结构和形态特征划分侵蚀阶地、基座阶地和堆积阶地。堆积阶地根据组成阶地的冲积层厚度与下切深度的关系,可以分为嵌入阶地、内迭阶地、上迭阶地和掩埋阶地。(1)侵蚀阶地(图5-2A):由基岩组成,有时阶面上残留极少冲积物。它断续分布于山区河流的谷坡上,切割不同的岩层,在不太长的河段中,高度比较稳定。确定侵蚀阶地时要注意与假阶地的区别。假阶地可以是产状平缓的软硬相间岩层造成的构造剥蚀阶地,可以是断层组成的断块阶梯或基岩滑坡组成的阶梯。(2)基座阶地(图5-2B):其特点是在阶地陡坎上可以看到上部冲积层及冲积层的基岩底座。它是由于深切侵蚀作用的深度超过原有冲积层的厚度造成的。它分布于新构造运动上升显著的山区。(3)嵌入阶地(图5-2C):从外表形态看,完全由冲积物组成,然而在切穿阶地的冲沟或陡崖上,从横断面上看以新老阶地呈嵌入关系,新的谷底低于老的谷底;新冲积层顶面高于老冲积层的基座。(4)内迭阶地和上迭阶地(图5-2D、E):都是各次沉积层堆积厚度愈来愈小造成的。所不同的是内迭阶地各次下切侵蚀的深度均达到原来谷底的位置,上迭阶地每次下切侵蚀的深度都比前一次小,不能达到原来的谷底。大部分的气候阶地具有这两种阶地形态。(5)掩埋阶地(图5-2F):是早期形成的各种河流阶地被近期冲积层掩埋了,老的阶地就称为掩埋阶地。但在长期连续下降地区,各时期冲积层连续迭覆,并不形成阶地,不能将冲积层的加积也误定为阶地。假若在谷坡上,阶地被坡积物或重力堆积物所掩埋,则称为坡下阶地 6 简述冰川堆积地貌 一、冰碛堆积地貌侧碛垄:形成于冰川衰退时期。当冰川融化时,其厚度也逐渐变薄,原来挟于冰川中上部的内碛及冰裂隙中的冰碛,越来越多地在冰面上暴露出来。当冰川完全融化以后,它们就以倾坠的方式直接坠落在冰床上或停积型冰碛上。这种通过冰融化使碎屑物质直接坠落到冰床上的冰碛物称融坠型冰碛。在冰舌两侧形成的垄状的融坠型冰碛,称为侧碛。终碛垄:终碛垄指在冰川前缘由终碛构成的垄岗状地形。在冰川的终端位置暂时稳定时,终碛物会随冰川的移动而不断累积增高,于是在前缘形成弧形垄岗。正由于此,终碛垄常是古冰川停滞位置的一个重要标志。有时,冰川前进也可将冰碛物向前推挤形成垄岗,这种垄岗中的冰碛物会有明显的挤压变形构造。终碛垄高达数十米甚至百余米,通常迎冰侧较缓,背冰侧较陡。大陆冰川边缘的终碛垄延伸可达数百公里,山岳冰川的终碛垄一般较短。由基碛组成的地形称为基碛地形,常见的基碛地形有:冰碛丘陵:在冰川消融后,原来随冰川运动的表碛、中碛和内碛等都坠落在底碛上,形成低矮而波状起伏的冰碛丘陵。分布凌乱,大小不等,在丘陵之间常有宽浅的湖沼分布。冰碛丘陵的高低变化常与下伏基岩的起伏一致,但起伏程度要小。鼓丘:一般是由含粘土较高的停积型冰碛所构成的椭圆形丘陵,椭圆长轴与冰流方向一致。鼓丘大小差别很大,高度由几米到几十米,长度由几百米到一、二千米。鼓丘往往成群地分布于大陆冰川前端终碛堤之内。山岳冰川区很少见。大部分鼓丘完全由冰碛物构成,有的则有一基岩核芯。基岩核芯常具有羊背石形态。它们有时出露于鼓丘的尾端(迎冰面),有时完全被冰碛物覆盖。二、冰水堆积地貌1.冰水扇和外冲平原冰川底部的冰融水,常形成冰下河道,它可携带大量沙砾从冰川末端排出,在终碛堤的外围堆积成扇形地,叫冰水扇。几个冰水扇相联就形成冰水冲积平原,又名外冲平原。2 冰水湖冰融水流到冰川外围洼地中形成冰水湖泊。冰水湖的水体和沉积物有明显的季节变化,夏季冰融水增多,携带大量物质进入湖泊,一些砂和粉砂粒级的颗粒很快沉积下来,秋冬季节,融水减少,一些长期悬浮湖水中的细粒粘土才开始沉积。这样,一年中在湖泊内就沉积了颜色深浅不同的粗细相间的两层沉积物,叫季候泥,或称纹泥。根据季候泥的粗细层次多少,可以确定冰湖沉积的年龄。3.冰砾阜阶地在冰川两侧,由于岩壁和侧碛吸热较多,附近冰体融化较快,又由于冰川两侧冰面较中部要低,所以冰融水就汇集在这里,形成冰侧水流,并带来大量冰水物质。当冰川全部融化后,这些冰水物质就堆积在冰川谷的两侧,形成冰砾阜阶地。它只发育在山地冰川谷中。4.冰砾阜冰砾阜是一些圆形的或不规则的小丘,由一些有层理的并经分选的细粉砂组成,通常在冰砾阜的下部有一层冰磺层。冰砾阜是冰面上的小湖或小河的沉积物,在冰川消融后沉落到底床堆积而成。在山谷冰川和大陆冰川中都发育冰砾阜。5 窝穴冰水平原上常有一种圆形洼地,深数米,直径十余米至数十米,称为窝穴。窝穴是埋在砂砾中的冰块融化引起的塌陷。6 蛇行丘蛇行丘是一种狭长而曲折的垄岗地形,由于它蜿蜒伸展如蛇,故称蛇行丘。它的长度约数公里至数十公里,高1030m,有时可达7080m,底宽几十米至几百米。8、黄土古土壤地层划分依据:黄土岩性、古土壤类型、特征和接触关系,并配合年代学方法。划分方案:刘东生的划分方案。1 午城黄土地点:隰县午城柳树沟岩性:颜色较红且均匀,岩性较致密(故有石质黄土之称),含多层钙质结核。厚50米。化石:产泥河湾动物群成分化石。时代:位于松山/高斯(M/G)分界面附近,古地磁年龄为2.58Ma,属于早更新世(Qp1)2 离石黄土地点:山西离石县陈家崖岩性:分为上下两部分:马 兰 黄 土(Qp3)离石黄土上部:色较浅,土质较疏松,含5-6层红色古土壤层,其间 距较大,古土壤结构较清晰。离石黄土下部:色较红,含十几层褐色土型古土壤,古土壤较薄,间距较小,顶部为3 层密集古土壤叠置的古土壤系.3 午城黄土(Qp1)化石下部含肿骨大角鹿,上部含较多的方氏鼢鼠化石时代中更新世(Qp2)(3)马兰黄土地点:原指北京斋堂马兰峪次生黄土岩性:灰黄-姜黄或黄褐色,粒度较粗,质地疏松.层理不明显,垂直节理发育.化石:较少。时代:晚更新世(Qp3)4)全新世黄土灰黄色粉砂质黄土,含有一层灰黑色古土壤层。9 黄土的疏松结构,多孔性,特别是其中的结构性孔隙的存在是黄土湿陷性的首要空间条件,是湿陷性的第一个层次的原因。2 黄土中不抗水的粒间联结,是湿陷性的第二重要条件,第二个层次的原因。3 黄土中不抗水的联结主要是粘土的水-胶联结,可溶盐的存在及溶液中离子的种类和浓度都会给湿陷造成影响。10、海平面变化的原因 一类称为全球性海平面变化,这是消除了海底的水均衡作用后的海平面变化,认为这是真正的海平面变化。另一种称为相对海平面变化,是指大陆与海洋水面之间的相对运动。一)水圈体积型海平面变化由于水圈的水量变化而引起的,认为火山喷发使地球的水圈水量增加,从而导致海平面变化,但不少学者认为地球上的水量没有多大的变化,火山喷发带来原生水,但沉积作用和化学作用地壳又吸收了一部水,两者处在平衡状态。这在地球的早期可能起作用,但随着地壳的增厚,作用已不明显了。二)冰川型海平面变化这种原因是由于气候变化导致陆地上冰量的变化,引起海平面的波动。基本的机制是,当冰期时,海洋中的一部分转移到大陆以冰川的形式存在,使海平面下降;而在间冰期时,陆地上的冰川融化注入海洋,使海平面上升。(三)构造运动型海平面变化构造运动既可造成全球性海平面变化,也可引起局部的海平面变化。海底扩张,使洋盆容积增加,导致海平面下降。如果大洋脊体积增加,可导致海平面的上升。海底扩张具有节奏性,因而可引起海平面的阶段性的升降。大洋板块与大陆板块的挤压作用,可使海平面上升。另外,还有局部的构造运动造成海平面的局部变化。当地壳运动上升时,局部地区的海平面相对下降,如在一些上升海岸常出现高海面;当构造运动下降时,海平面相对上升,在海平面以下有埋藏的古海岸线。这些是局部的,不具有全球性。因此,在进行全球的海平面变化对比时应注意扣除这部分变化。另外,还有局部的构造运动造成海平面的局部变化。当地壳运动上升时,局部地区的海平面相对下降,如在一些上升海岸常出现高海面;当构造运动下降时,海平面相对上升,在海平面以下有埋藏的古海岸线。四)大地水准面型海平面变化全球的大地水准面不是一个平滑的曲面,而是凹凸不平的,这主要是由于地球重力和地球转动不均一性引起的。五)海温型海平面变化海水温度的变化使海水体积发生变化,从而引起海平面变化。当温度升高时,体积膨胀,海平面上升。可以肯定的是海水的温度变化可引起海平面变化。六)洋盆体积型海平面变化洋盆体积增大或减小,可使海平面下降或上升。引起洋盆体积变化的有海底扩展、洋脊的涨缩、沉积物的加积、火山喷发等因素,尤其重要的是构造运动尤其的洋盆体积变化。七)均衡型海平面变化由于地表覆盖物质减少后经重力调整而引起的地表面升高。在第四纪,一些高纬度地区,大冰盖融化后,地表的压力削减,地面抬升,海平面相对下降 11、简述第四纪特征及第四纪沉积物特征 1岩性松散是确定第四纪沉积物的重要特征。除海滩岩、火山岩、强钙质胶结的沉积物外。2)成因多样几乎包括了所以外力成因的沉积物。3)岩性岩相变化快4)厚度差异大厚度从0 米到数百米。5)不同程度地风化早更新世:全风化到半风化 中更新世:半风化晚更新世:薄的风化皮 全新世:未风化6)含哺乳动物化石和古人类尤其洞穴堆积。12、12、简述黄土堆积地貌1)黄土塬(Loess Yuan或 Loess Mesa)黄土塬是黄土区最典型的一种地貌,是指由黄土组成顶面平坦的高地,塬是黄土风尘在分水岭河间地块上堆积起来的一个顶面平坦的高地。陕北的洛川塬,陇东的西峰塬(董志塬),陇西的白草塬是最具代表性的塬。塬实质上是被厚层黄土覆盖着的新近纪的剥蚀面。是在地壳一面上升,黄土风尘一面在这些剥蚀面构成的河间地块上堆积的结果。剥蚀面上堆积的有从新近纪晚期到整个第四纪的黄土地层,它们是:蓝田红黄土、午城黄土、离石黄土、马兰黄土和坡头黄土(全新世黄土),这些黄土在塬的中部基本上是连续不间断沉积的。2)黄土梁(Loess Liang,Loess ridge)黄土梁是由黄土组成的一种长条形高地。相对高度常在100-200m以上。按成因可分为三种:继承性的;侵蚀性的;混合型的。3)黄土峁(Loess Mao,Loess Knolls)峁是一种由黄土构成的圆顶山丘,它也和梁一样可分为继承性的、侵蚀性和混合性的三种。峁和梁有时混杂在一起称为“梁峁”地形。陕北地区的梁峁地形大多是属于继承性的和混合性的,甘肃兰州以北永登靖远一带的可能由于马兰黄土厚度大且质地疏松,还含有易溶于水的石膏。在暴雨的冲刷作用与可溶盐被溶解的作用下而形成。4)黄土覆盖的河流阶地(River terrace covered by the loess)搞清黄土区阶地的结构,对阐明黄土成因问题有决定性的意义,对正确估计新构造运动也有决定性意义。长期以来水成论者往往多注意阶地下部的冲击物,把这些冲击物当作河床相堆积,把上面的黄土叫做河漫滩相堆积,认为这是所谓的阶地的“二元结构”,从而得出了黄土冲积成因的结论。(5)黄土涧地、掌地、杖地、干谷、盲谷 黄土涧地是被次生黄土充填了的宽阔谷地。有些这样的谷地在上源特别开阔,形似于手掌叫作“掌地”。其较窄而多分枝者叫“杖地”。有些杖地里充满了漏斗与陷穴,雨水从漏斗与陷穴下渗而流于地下,形成与石灰岩地区类似的“干谷”。有时流水在下游一段潜入地下而上游一段黄土塌落形成“黄土盲谷”。13、简述黄土的物质成分 1)黄土中以粉砂颗粒为主,而其中又以粗粉砂占绝对优势,细粉砂含量很少,这一点是中外标准黄土的共同主要特征。2)黄土中的矿物组合:长石:25-35%石英:50-65%云母:5-8%碳酸盐:0-15%粘土矿物:伊利石、蒙脱石、高岭石等重矿物变化于4左右 大陆各类岩石风化后高度混合的矿物组合3)黄土中的主要元素或称造岩元素(以氧化物表示),按照含量的顺序依次排列如下:SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、FeO、MnO、TiO2、P2O5等。黄土的化学成分介于沉积岩和土壤二者平均化学成分之间,而接近于花岗岩和地壳物质的平均化学成分。黄土含有微量元素稀土元素 Ti Mn Ba F P Sr Zn B Ni Pb Cu Co Mo Se世界各地黄土 REE分布模式大多也十分相似,似乎说明可以用黄土的稀土元素分布模式来代表陆壳 REE的平均值。黄土与西北沙漠具有相似的 REE分布模式,表明它们具有相同的物质来源。黄土中碳酸盐分为原生和次生两种。前者指风从源区带来的碎屑碳酸盐矿物;后者指黄土沉积后在原地生成的碳酸盐,钙质结核;碳酸盐胶膜(方解石胶膜)。黄土中的易溶盐以氯化物、重碳酸盐为主,硫酸盐含量较少。黄土中的中溶盐主要为石膏(CaSO42H2O)。黄土还含有有机质、氨基酸、温室气体、宇宙尘、火山喷发物、微生物等。14、简述黄土的成因类型(2)风成说:1)黄土分布在沙漠的边缘(如中国北部、中亚的黄土)和古大陆冰盖外围(欧洲,北美);2)黄土矿物成分有高度一致性,但与所在区域下伏基岩没有多大联系;3)距沙漠越远,粒度成分有逐渐变细的趋势;4)黄土覆盖在起伏的古地面上,有随下伏地形起伏而变化的多层埋藏古土壤层;5)黄土中含陆生草原动、植物化石;6)黄土披盖在不同成因,形态起伏显著的古地貌上并保持相近似的厚度。15、第四纪时期影响河流环境的主要因素 (1)基准面变化及构造运动(2)气候变化 1 基准面变化 对外流河来说,第四纪时期的一个重要特点就是由冰期间冰期旋回引起的海面升降所导致的基准面变化。全球海平面波动的幅度可超过120m。在冰期时期,由于大陆架的出露,河流长度增加,加上诸如120m以上的海平面下降,侵蚀作用明显加强。当海平面下降时,对大多数内陆流域盆地来说,影响也会逐渐表现出来。由于侵蚀基准面下降,沿河床各点相对基准面升高,从而导致河床下切是十分常见的(当然也不是一成不变的)。下切过程中,相对于下切形成的新河道,老河床底抬升,从而成为河流阶地。在冰消期,海平面上升,从而出现与上述相反的过程。大陆架上的峡谷被重新淹没,最下游的河床被海水占据。对于原来高出较低的基准面很多的地区来说,现在又重新接近于基准面,河流搬运沉积物的能力减弱。因而,高海平面时期,河口地区将逐渐为沉积物充填。这些沉积物在下次低海平面时期将又被切开。河流下游的沉积物地层因而也复杂多变,包含不同年代的沉积物。在大陆架及峡谷以下的大陆坡上,沉积物地层序列以同样复杂的方式出现。构造运动对河流的影响:河流阶地当然亦可能形成于构造上升引起的河流下切,使下游原来接近基准面的河谷抬升而重新复活,从而引起溯源侵蚀。2 气候变化 由于世界各地的温度和降水在第四纪时期发生波动,流域的水平衡也发生周期性变化。在一些区域内,降水的季节分配也发生改变。温度的降低必然改变地表植被状况,从而改变土壤侵蚀状况。受冲刷进入河流的沉积物类型及数量亦发生变化。冰期时,植被保护相对较差,坡地可能提供更多的砂砾物质。当气候变冷突然开始时,河道的形态及功能也随之发生改变。河流在携带大量较粗的沉积物时,河床或许会变得宽而浅,弯曲的程度也会慢慢减小。原来的曲流状河流(往往携带细粉砂及粘土物质)在冰期时会向类似于现代辫状河流的形态发展,间冰期时则向相反的方向深化。间冰期时期,发育了与需要搬运的沉积物相适应的河道,对水量季节性变化较大的河流来讲,暴露于河床底部的沉积物会在一定情况下被风力吹扬而在近河道地区形成沙丘。另外,第四纪时期上述过程是重复发生的,因而当前的自然景观中包含着时代、结构特征相当复杂的沉积物组合。河流遍布地球的陆地部分,气候环境变化对各种河流过程有着重要影响,而且相对于深海沉积、冰芯和黄土堆积来说,各种河流过程及相关沉积对局部地区气候环境变化的响应可能更为显著。16、荒漠化的防治 遵循自然规律,依靠科学防治荒漠化发生、发展。必须坚持以防为主,防、治、用结合的途径。使环境恢复到未受到人类破坏的自然状态。沙漠就是沙漠、草原就是草原。在条件许可的情况下,或许可以加以改造。“防”是防止荒漠化的发生(1)降低人口增长率;(2)建设新绿洲,通过移民使某些地区过高的人口压力得到缓解;(3)建设产业基地,促使大量过分依赖土地的人口尽快向第二、第三产业转移。建设生态农业改变落后的生产方式);“治”是治理已有荒漠化土地(通过植树种草和机械、化学等综合措施,防止和消除荒漠化给生产生活带来的危害,改造荒漠化土地,恢复和提高其利用价值。);“用”是开发利用荒漠化土地(在治理的基础上,从农、林、牧、副、渔各个方面对荒漠化土地进行综合开发、综合利用,变潜在生产力为现实生产力。)。必须注意因地制宜,采取相应合适的防治方法,不可生搬硬套。17、沙漠的成因 先后提出海成因理论、河成因理论、大陆成因理论、气候周期假说及“垫面起伏”理论等。1、干旱的气候条件 沙漠是干燥气候的产物,干燥少雨是沙漠形成的必要条件。从整个地球来看,干燥气候区域(干旱区)的形成,主要与以下因素有关由纬度和全球大气环流控制的沙漠地区:盛行的干燥下沉反气旋气团。辽阔的陆地:海洋水汽难以到达。海岸山岭:海岸山岭的内陆一侧处于山体的“雨影区”地势低平的内陆距离海岸较近的冷洋流:吸取陆地湿汽。亚热带的高空激流:青藏高原的高空激流。在南北纬15 35之间,是副热带高压带(又称回归高压带)控制的范围,终年为信风吹刮的区域。在高压带内的空气具有下沉作用,空气下沉时形成绝热增温,使相对湿度减小,空气非常干燥。信风是由副热带高压带吹向赤道低压带的稳定风向,它在吹向赤道的过程中不断增热;空气越热,消耗的水量也就越大,结果使它成为十分干燥的旱风。这样,在副热带高压带控制区,大气很稳定,湿度低,少云而寡雨,成为地球上雨量稀少的干旱区。世界上多数大沙漠都分布在这里,如北非的撒哈拉沙漠,西南亚的阿拉伯沙漠,南美的阿塔卡马沙漠等。因此,有“回归沙漠带”之称。2、丰富的物源 形成沙漠除了要有干燥的气候条件外,还要有丰富的沙漠沙的来源。丰富的沙源是沙漠形成的物质基础。18、沙漠的物质来源1)古代冲积和沉积沙漠这类沙漠(沙地)的沙物质来源主要是第四纪古河流的冲积和湖泊沉积物。2)残积和坡积沙漠这类沙漠一般发生在气候干燥的高原地区沙物质不是来源于河流的冲积或湖泊的沉积,而是来源于基岩风化的残积物。3)现代河流冲积沙地这类沙地多分布在现代河流沿岸,所以又称沿河沙地。其沙源主要是河流上游土壤的侵蚀物,这些侵蚀物被河水携带,分段沉积,然后在风的作用下,经分选、搬运、堆积而成。4)海岸沙地海岸沙地是指潮间带以上海岸内分布的沙地。这种沙地一般面积不大,沿海岸线零星分布。其沙源主要来源于河流的冲积物,部分来源于海浪对海岸长期侵蚀而形成的侵蚀物 21黄土气候指标磁化率变化曲线 粒度变化 游离氧化铁含量、全氧化铁质量百分数和FeD/FeT 值 CaCO3含量、存在形式与淀积深度 稳定同位素 D13C、D18O 微量元素 Rb、Sr 和 Rb/Sr 值 黄土中宇宙射线成因核素10Be 孢子花粉数据 19我国沙漠的共同自然特点:1、气候干旱,雨量稀少。2、热量资源较为丰富,气温较差大。3、风沙濒繁。4、植被稀疏低矮。5、我国沙漠(沙地)除一小部分分布在内陆高原上外,绝大部分都分布在内陆巨大山间盆地中。6、沙漠地表都为沙丘所覆盖,致使地面起伏,高大者可达100-300米,一般都在10-25米,低矮的则在5 米以下。7、在雨量稀少蒸发旺盛且地表组成物质易于渗漏的条件下,几乎完全没有当地面径流所形成的河流,仅有若干过境河流(如科尔沁沙地的西辽河干支流,乌兰布和沙地东缘的黄河等),和由附近高山以冰雪补给为主的河流注入,成为当地主要的水源,如塔克拉玛干沙漠边缘的塔里木河等。8、沙漠地区地表水虽很缺乏,但地下水源除部分沙漠外,大部分地区都分布有潜水和承压水。5)不合理的人类活动与沙质荒漠化的发生和发展 1)气候与地貌因素是中国荒漠化发生发展的主要自然因素在中国北方干旱半干旱地带,除山地丘陵以外,地表为深厚的疏松沙质沉积物覆盖,厚度一般在20-30m。一般来说,在中国北方超过临界起沙风的风速每年出现日数在200300天,8 级以上大大风大部分地区在2030天,春季8 级以上大风占全年大风日数的4070;而这一季节正是少雨季节,降水量仅占全年降水量的8 13,干旱的沙质地表易为风力吹扬,造成沙质荒漠化的蔓延。气候因素特别是年降水量的变化,往往可以影响荒漠化的进程。人为活动在荒漠化发生发展过程中起着决定性作用,人类不仅是荒漠化的主要动因,而且也是荒漠化的受害者。2)人口增长迅速,生产经营方式落后,是荒漠化扩展的内在动因50 年代以来,我国北方气候的干旱化倾向,是荒漠化发展的基本背景条件,但是,不合理的人类活动是荒漠化扩展的主要原因。3)人类不合理利用资源:滥垦、滥牧、滥用水资源、滥开矿 1第四纪地层及阶段划分 一 基本概念:1.泥河湾组:下更新统泥河湾组(Q1)地点:代表性剖面在河北省阳原蔚县盆地的泥河湾。岩性:一套河湖相砂砾、砂、粘土沉积物。哺乳动物群:泥河湾动物群(长鼻三趾马/真马动物群)时代:早期认为广义的泥河湾组均为 Q1。后来将其一分为二,狭义的泥河湾组指不整合面之上部分,称之为上(黄)泥河湾,以黄褐色砂砾及砂质粘土为主,含泥河湾动物群;下(绿)泥河湾以灰绿色砂质粘土、粘土夹泥灰岩为主,含东窑子头动物群。2.周口店组:中更新统周口店组(Q2)地点:北京周口店龙骨山第一地点(中国猿人洞)岩性:主要为石灰岩角砾与砂土交替沉积,夹砂砾与石钟乳层,堆积物厚 40 多米。剖 面共分 17 层,周口店组指 1-13 层。哺乳动物群:周口店动物群(中国猿人-肿骨鹿动物群)。时代:23-46 万年,中更新世中晚期,属布容正极性时。3.萨拉乌苏组:晚更新世萨拉乌苏组(Q3)地点:代表性剖面在内蒙古鄂尔多斯的乌审旗。岩性:为一套湖相灰黄色砂质粘土夹风成砂,自下而上分为 7 层。哺乳动物群:萨拉乌苏动物群。1、5 层含化石,2 层顶部含旧石器时代的石器,7 层为近代黄土,风化面上含中石器时代的“细石器”。时代:14C年龄为 40Ka,为晚更新世。4.元谋组:元谋组 地点:标准地点在云南元谋盆地,龙江以东的东山山前地带 岩性:河湖相砂砾、砂与粘土互层,分为 4 段 28 层(695.4m)。化石:元谋动物群(第四段)。时代:早期均划为 Q1(广义元谋组)。现在已分开 【元谋组】(3、4 段,元谋人牙,1.7Ma)【沙沟组】(1、2 段)5.同时异相:同时异相:同一时代地层包括若干的不同沉积物成因类型 6.全新世 4.中国黄土高原是世界上独特的自然景观,中国黄土记录了丰富的气候、环境信息。黄土高原地区在早更新世,甚至在上新世晚期,由于季风作用加强,中国北方开始接受粉尘堆积,形成红粘土和午城黄土。红粘土中发育了数十层、上百层成壤层与钙质结核层,反映出了气候波动。午城黄土中古土壤密集,黄土层较薄,反映当时气温相对较高,降水较多。更新世中期,西北地区的干旱导致沙漠、戈壁扩展。黄土高原的粉尘堆积加强,黄土层加厚,并发育了两层粉沙质黄土层,但总体上是黄土层与古土壤层都比较发育。晚更新世,西北地区沙漠、戈壁进一步扩大,黄土堆积达到最广泛的范围。反映出中国北方气候更加干旱。全新世,在黄土高原堆积了厚约 1 米的黄土其中发育了一层黑垆土,代表了 8 千年前一次湿润的气候环境2.由于青藏高原的热力作用,使高原面相对于四周自由大气来说,冬季是冷源,夏季是热源。夏季形成青藏低压(南亚低压的一部分),影响南亚季风环流。冬季随着气候带南移,高原本身形成强大的闭合冷高压,其影响叠加在蒙古冷高压之上,从而大大增加了冬季风的强度。高耸的青藏高原阻挡了来自印度洋向北输送的水汽,越过高原的气流在高原北缘发生下沉作用,焚风效应使西北广大地区冬季干冷,夏季干热,当地环境不断向干旱化方向发展。其次中国北方与西伯利亚地区接受印度洋气流带来的热量减少,西伯利亚冷高压加强,促使中国东南季风区不断扩大。西南地区成为孟加拉湾暖湿气流向北输送的重要通道,使西南季风也相应加强。青藏高原本身由于其巨大的高度使地质环境过程以寒冻风化作用为主,成为独特的高寒环境系统。第四纪时期青藏高原持续隆起,使这些环境特征和区域分异具有相对稳定性,并有不断加强的趋势,从而使中国形成 6个不同的地质环境系统。5.5包括 地球自转和地极移动、构造运动、风化和沉积作用、火山活动和陆地表面性质的改变等。第四纪气候特征 气候的剧烈变化是第四纪地质历史的基本特点之一。虽然第四纪气候第四纪气候变化的动力因素包括天文因素、地球自身因素和人为因素。地球自身因素又与第三纪是过渡的,但气候变化与第三纪却是明显不同的。第四纪气候变化的特点是具有反复地大幅度地变冷和变暖,有陆地冰川规模的扩大和缩小,即出现冰期和间冰期以及雨期和间雨期。1 全球性的降温过程中出现冷暖气候波动 2 气候波动,中高纬度和高山地区出现大规模的冰川活动 3 沿海地区产生海平面的升。6.。1.现代荒漠化多发生在我国北方中新生代巨大盆 地和抬升剥蚀的高原,荒漠化最严重的地区多位于 沙漠边缘地带,沙漠与绿洲之间的过渡带,或是被现 代植被、土被覆盖的沙地。在内流盆地河流的中、下 游地区往往也是荒漠化发展较快的地区,荒漠化也发生在黄土高原 侵蚀最严重的地区。前者为沙质荒漠,后者为水蚀 荒漠。在沙质荒漠边缘往往镶嵌着盐碱荒漠,在更 新世末和全新世在松嫩盆地,发育着我国面积最大 的碱土,在人为作用下,盐碱荒漠化迅速扩张。中国 现代干旱、半干旱区地质环境的基本格局具有明显 的继承性,在白垩纪晚期和第三纪早期 2.在