第四纪沉积物研究.pptx

第三章第三章 第四纪沉积物研究第四纪沉积物研究一、第四纪沉积物的特征一、第四纪沉积物的特征二、第四纪沉积物的成因研究二、第四纪沉积物的成因研究三、第四纪沉积物的旋回性三、第四纪沉积物的旋回性第1页/共69页一、第四纪沉积物的特征一、第四纪沉积物的特征1、基本特征、基本特征2、第四纪沉积物的命名、第四纪沉积物的命名3、第四纪沉积物与地貌的相关性、第四纪沉积物与地貌的相关性4、第四纪沉积物时空分布规律、第四纪沉积物时空分布规律第2页/共69页一、第四纪沉积物的特征一、第四纪沉积物的特征1 1、基本特征、基本特征（1 1 1 1）岩性松散）岩性松散）岩性松散）岩性松散 是确定第四纪沉积物的重要特征。除海滩岩、是确定第四纪沉积物的重要特征。除海滩岩、是确定第四纪沉积物的重要特征。除海滩岩、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。火山岩、强钙质胶结的沉积物外。火山岩、强钙质胶结的沉积物外。火山岩、强钙质胶结的沉积物外。第3页/共69页（2 2 2 2）成因多样）成因多样）成因多样）成因多样 几乎包括了所以外力成因的沉积物。几乎包括了所以外力成因的沉积物。几乎包括了所以外力成因的沉积物。几乎包括了所以外力成因的沉积物。1 1、基本特征、基本特征第4页/共69页（3 3 3 3）岩性岩相变化快）岩性岩相变化快）岩性岩相变化快）岩性岩相变化快1 1、基本特征、基本特征eluviumdlplalalpl第5页/共69页（4 4 4 4）厚度差异大）厚度差异大）厚度差异大）厚度差异大 厚度从厚度从厚度从厚度从0 0 0 0米到数百米。米到数百米。米到数百米。米到数百米。1 1、基本特征、基本特征北京平原区第北京平原区第四系厚度等值四系厚度等值线图线图第6页/共69页（5 5 5 5）不同程度地风化）不同程度地风化）不同程度地风化）不同程度地风化 早更新世：全风化到半风化早更新世：全风化到半风化早更新世：全风化到半风化早更新世：全风化到半风化 中更新世：半风化中更新世：半风化中更新世：半风化中更新世：半风化 晚更新世：薄的风化皮晚更新世：薄的风化皮晚更新世：薄的风化皮晚更新世：薄的风化皮 全新世：未风化全新世：未风化全新世：未风化全新世：未风化1 1、基本特征、基本特征第7页/共69页（6 6 6 6）含哺乳动物化石和古人类）含哺乳动物化石和古人类）含哺乳动物化石和古人类）含哺乳动物化石和古人类 尤其洞穴堆积。尤其洞穴堆积。尤其洞穴堆积。尤其洞穴堆积。1 1、基本特征、基本特征第8页/共69页2 2、第四纪沉积物的命名、第四纪沉积物的命名 砾石、砂、粘土。砾石、砂、粘土。砾石、砂、粘土。砾石、砂、粘土。进一步细分采取二元法命名。进一步细分采取二元法命名。进一步细分采取二元法命名。进一步细分采取二元法命名。例如：据砂和粘土的含量划分例如：据砂和粘土的含量划分例如：据砂和粘土的含量划分例如：据砂和粘土的含量划分 砂、亚砂土、亚粘土、粘土。砂、亚砂土、亚粘土、粘土。砂、亚砂土、亚粘土、粘土。砂、亚砂土、亚粘土、粘土。第9页/共69页2 2、第四纪沉积物的命名、第四纪沉积物的命名第10页/共69页第四纪沉积物的二元法命名第四纪沉积物的二元法命名（砂砾沉积物）（砂砾沉积物）第11页/共69页第四纪沉积物的三元法命名第四纪沉积物的三元法命名（砂、粉砂、粘粒沉积物）（砂、粉砂、粘粒沉积物）第12页/共69页3、第四纪沉积物与地貌的相关性剥蚀区地貌发展的同时在相邻的堆积区一定有相应的堆积。剥蚀区地貌发展的同时在相邻的堆积区一定有相应的堆积。如何证明相关性？如何证明相关性？（1 1）岩性成分是否来自供源区；）岩性成分是否来自供源区；（2 2）看每期沉积物的粒度变化；）看每期沉积物的粒度变化；第13页/共69页4 4、第四纪沉积物时空分布规律、第四纪沉积物时空分布规律受气候、地形和构造运动等因素影响受气候地带性规律控制，中国第四纪沉积物沉积有明显纬向和经向地带性；地貌三大阶梯：纬向分布受干扰，而经向地带性得到加强；新构造运动与沉积物分布：第四纪沉积物在时间上有继承性。第14页/共69页第15页/共69页二、第四纪沉积物的成因研究二、第四纪沉积物的成因研究第四纪沉积物的成因类型第四纪沉积物的成因类型（genetic type)指在第四纪时期，由于某一种地质动力指在第四纪时期，由于某一种地质动力所造成的特有的沉积物。所造成的特有的沉积物。1 1、第四纪沉积物的成因类型标志2、第四纪沉积物成因类型确定的原 则和方法3、第四纪沉积物成因分析及其分类 第16页/共69页1 1、第四纪沉积物的成因类型标志、第四纪沉积物的成因类型标志能明显反映沉积物成因的标志，叫能明显反映沉积物成因的标志，叫成成因类型标志因类型标志。包括以下三个方面的标。包括以下三个方面的标志：志：（1 1）沉积学标志）沉积学标志（2 2）地貌标志）地貌标志（3 3）环境标志）环境标志第17页/共69页1 1、第四纪沉积物的成因类型标、第四纪沉积物的成因类型标志志 （1 1）沉积学标志）沉积学标志A A、岩性、岩性B B、结构、结构C C、构造、构造D D、产状、产状 E E、沉积体形状、沉积体形状 第18页/共69页（1 1）沉积学标志）沉积学标志A A A A、岩性、岩性、岩性、岩性a a a a、砾石、砾石、砾石、砾石 砾性砾性砾性砾性 岩性单一岩性单一岩性单一岩性单一/复杂？复杂？复杂？复杂？近源近源近源近源/远缘？远缘？远缘？远缘？砾径砾径砾径砾径 （a a a a、b b b b、c c c c轴）轴）轴）轴）砾向砾向砾向砾向 （abababab面面面面 a a a a轴）轴）轴）轴）砾态（圆度砾态（圆度砾态（圆度砾态（圆度 球度球度球度球度 扁平度）扁平度）扁平度）扁平度）砾石表面特征（擦痕砾石表面特征（擦痕砾石表面特征（擦痕砾石表面特征（擦痕 擦口擦口擦口擦口 压痕压痕压痕压痕 撞痕撞痕撞痕撞痕 砸痕）砸痕）砸痕）砸痕）风化程度风化程度风化程度风化程度 （全风化（全风化（全风化（全风化 半风化半风化半风化半风化 未风化未风化未风化未风化第19页/共69页砾砾 石石 特特 征征第20页/共69页砾态（圆度砾态（圆度 球度球度 扁平度）扁平度）第21页/共69页砾石的排列及砾石的排列及abab面特征图面特征图第22页/共69页砾石统计砾石统计判断古水流的流向研究不同阶地之间的关系：砾石组成 水流动力条件长江三峡何时切开？砾石统计大砾岩山三好砾岩成因 第23页/共69页砾石测量记录表年 月 日测量人：记录人：第24页/共69页不同沉积环境下的砾石特征第25页/共69页（1 1）沉积学标志）沉积学标志A、岩性、岩性 b、砂和粘土、砂和粘土(21水动力条件：123水动力稳定性：321不同成因介质：不同成因介质：3 3：河流：河流 2 2：片流：片流1 1：重力、冰川：重力、冰川第29页/共69页第30页/共69页不同沉积物的几种概率曲线图不同沉积物的几种概率曲线图（P11P11）粗三段型粗三段型-河流河流粗二段型粗二段型-河流、洪流、风力、或海浪河流、洪流、风力、或海浪细一段或细二段细一段或细二段-片流片流一段式曲线一段式曲线-滑塌浊积砂滑塌浊积砂高角度的直线型高角度的直线型-风暴浊积砂风暴浊积砂(约约45度度)第31页/共69页C-M图解、第32页/共69页粒粒 度度 参参 数数 平均值（平均值（MzMz）：反应沉积物的平均粒度：反应沉积物的平均粒度 标准差（标准差（1 1）：反映沉积物分选程度：反映沉积物分选程度 偏态（偏态（S Sk k）：有正偏（偏粗）、正常、负偏（偏细）：有正偏（偏粗）、正常、负偏（偏细）峰态（峰态（K KGG）：越大，频率曲线的中央峰值越窄：越大，频率曲线的中央峰值越窄第33页/共69页第34页/共69页分选程度分选程度1 1值值分选极好分选极好0.354.004.001分类及其分选性据福克和沃德，1957第35页/共69页第36页/共69页北北京京颐颐和和园园昆昆明明湖湖C CKK3 3孔孔石石英英砂砂表表面面形形态态特特征征第37页/共69页B B、沉积结构、沉积结构-营力结构营力结构 叠瓦式 离散式 弥散式 充填式 冰楔式冰楔式 多边形式多边形式 架堆式架堆式 层间式层间式第38页/共69页 a a a a、流动营力结构、流动营力结构、流动营力结构、流动营力结构 定向结构定向结构定向结构定向结构 叠瓦叠瓦叠瓦叠瓦式式式式 河流河流河流河流 非定向结构非定向结构非定向结构非定向结构 离散式离散式离散式离散式 （无定向结构）急流快速堆积（无定向结构）急流快速堆积（无定向结构）急流快速堆积（无定向结构）急流快速堆积 弥散式弥散式弥散式弥散式 无数细小角砾弥散分布在砂土无数细小角砾弥散分布在砂土无数细小角砾弥散分布在砂土无数细小角砾弥散分布在砂土中中中中 充填式充填式充填式充填式 巨砾间充填无数后续水流的细巨砾间充填无数后续水流的细巨砾间充填无数后续水流的细巨砾间充填无数后续水流的细砾砾砾砾 河流和洪流河流和洪流河流和洪流河流和洪流b b b b、非流动营力结构、非流动营力结构、非流动营力结构、非流动营力结构 定向结构定向结构定向结构定向结构 冰楔式冰楔式冰楔式冰楔式 冻融作用挤压冻融作用挤压冻融作用挤压冻融作用挤压 多边形式多边形式多边形式多边形式 冻融作用冻融作用冻融作用冻融作用 非定向结构非定向结构非定向结构非定向结构 架堆式架堆式架堆式架堆式 重力堆积重力堆积重力堆积重力堆积 以点接触以点接触以点接触以点接触 层间式层间式层间式层间式第39页/共69页第40页/共69页C C、沉积构造、沉积构造层理第41页/共69页第四纪沉积物中几种主要楔状体沉积第四纪沉积物中几种主要楔状体沉积图图第42页/共69页第四纪沉积物中的沙楔类型第43页/共69页第四纪沉积物的多边形构造第44页/共69页第四纪沉积物几种主要的钙质结核产状第四纪沉积物几种主要的钙质结核产状图图第45页/共69页网纹构造（蠕虫构造）中国南方亚热带第四纪红土中的一种普遍次生构造。是亚热带湿热气候（间冰期）条件下强氧化的湿热化作用形成的。第46页/共69页图2网纹白色部分的中心含有根系中柱(Stele)遗迹根据实物绘制,图中标尺为1 cm,样品采自江西九江.(a),(b)为纵切面,(c)为横切面图1剥离红土后的网纹显示出根系特征根据照片绘制,图中标尺为10 cm.(a)九江,(b)赣州,(c)宣城 第47页/共69页1 1、第四纪沉积物的成因类型标、第四纪沉积物的成因类型标志志(2)(2)地貌标志地貌标志a.a.直接地貌标志直接地貌标志 河流阶地河流阶地河流阶地河流阶地 洪流洪积扇洪流洪积扇洪流洪积扇洪流洪积扇b.b.间接地貌标志间接地貌标志 相关沉积：地貌与沉积物的相关性相关沉积：地貌与沉积物的相关性相关沉积：地貌与沉积物的相关性相关沉积：地貌与沉积物的相关性第48页/共69页海海 岸岸 阶阶 地地第49页/共69页河河 流流 地地 貌貌第50页/共69页洪洪 积积 扇扇 及及 其其 形形 态态第51页/共69页 b.b.间接地貌标志间接地貌标志-相关沉积图相关沉积图第52页/共69页（3）环境标志（）环境标志（The environment marks)A A A A、有机环境标志、有机环境标志、有机环境标志、有机环境标志 a.a.a.a.海相化石海相化石海相化石海相化石 b.b.b.b.淡水化石淡水化石淡水化石淡水化石 c.c.c.c.其他陆相生物化石其他陆相生物化石其他陆相生物化石其他陆相生物化石 B B B B、无机气候标志、无机气候标志、无机气候标志、无机气候标志 a.a.a.a.黄土、岩盐、石膏干旱黄土、岩盐、石膏干旱黄土、岩盐、石膏干旱黄土、岩盐、石膏干旱 b.b.b.b.红土风化壳温暖、潮湿红土风化壳温暖、潮湿红土风化壳温暖、潮湿红土风化壳温暖、潮湿 c.c.c.c.粘土矿物粘土矿物粘土矿物粘土矿物 第53页/共69页2 2、第四纪沉积物成因类型确定的原则和方第四纪沉积物成因类型确定的原则和方法法（1 1）原则：）原则：根据所造成沉积物的主要动力条件。根据所造成沉积物的主要动力条件。单一成因单一成因 一种动力一种动力 alal 复合成因复合成因 两种以上动力两种以上动力dlpdlp、alpalp、pldpld 成因不明成因不明 prpr（2 2）方法：方法：A A、综合分析法综合分析法综合分析法综合分析法；B B、比较分析法；比较分析法；比较分析法；比较分析法；C C、数学地质定量法数学地质定量法数学地质定量法数学地质定量法。第54页/共69页 3 3、第四纪沉积物成因分析及其分、第四纪沉积物成因分析及其分类类（1）第四纪沉积物成因类型分析过程图 对成因标志观察摄影制图统计采样 样品分析、沉积成因分析、编制图件第55页/共69页第四纪沉积物成因类型分类第四纪沉积物成因类型分类第56页/共69页第四纪沉积物成因类型分类第四纪沉积物成因类型分类续1第57页/共69页第四纪沉积物成因类型分类第四纪沉积物成因类型分类续2第58页/共69页三三、第第四四纪纪沉沉积积物物的的旋旋回回1、气候旋回2、侵蚀旋回3、构造旋回4、沉积旋回沉积旋回第59页/共69页三、第四纪沉积物的旋回气候旋回三、第四纪沉积物的旋回气候旋回l l1 1、气候旋回、气候旋回各种有机生物及化学元素含量的变化，如孢粉、有孔虫、氧同位素等；012-12缓缓陡陡对称重复出现的对称重复出现的对称重复出现的对称重复出现的规律是划分气候规律是划分气候规律是划分气候规律是划分气候旋回的重要依据旋回的重要依据旋回的重要依据旋回的重要依据第60页/共69页第61页/共69页气候旋回四次冰期理论：主导了20世纪前半叶第四纪有四次冷、暖交替（旋回）Gunz,Mindel,Riss,Wurm米兰柯维奇天文周期（1）偏心率：表示运动轨道的形状 10万年（41.3万年）（2）黄赤夹角：表示转动轴的倾斜程度，4.1万年（3）岁差：表示某季地球太阳的距离 1.9万年与2.3万年两个变化周期第62页/共69页三、第四纪沉积物的旋回侵蚀旋回三、第四纪沉积物的旋回侵蚀旋回 2 2、侵蚀旋回、侵蚀旋回：没有构造运动，主要是沉积间断，通过沉积间断面（没有构造运动，主要是沉积间断，通过沉积间断面（erosion erosion surface)surface)反映出来反映出来。S S2 2S S3 3S S1 1第63页/共69页三、第四纪沉积物的旋回构造旋回三、第四纪沉积物的旋回构造旋回 3 3、构造旋回、构造旋回 由于构造运动所引起。通过由于构造运动所引起。通过由于构造运动所引起。通过由于构造运动所引起。通过2 2 2 2方面反映出来：方面反映出来：方面反映出来：方面反映出来：A A A A、在不同的地层中以角度不整合出现；在不同的地层中以角度不整合出现；在不同的地层中以角度不整合出现；在不同的地层中以角度不整合出现；B B B B、沉积盆地中出现多层同成因沉积的韵律层沉积盆地中出现多层同成因沉积的韵律层沉积盆地中出现多层同成因沉积的韵律层沉积盆地中出现多层同成因沉积的韵律层；第64页/共69页三、第四纪沉积物的旋回沉积旋回三、第四纪沉积物的旋回沉积旋回4、沉积旋回沉积旋回沉积旋回沉积旋回 成因类型和岩性发生有规律的变化成因类型和岩性发生有规律的变化成因类型和岩性发生有规律的变化成因类型和岩性发生有规律的变化(不同的成因不同的成因不同的成因不同的成因)。l lalallalallalal第65页/共69页构造旋回构造旋回第66页/共69页第67页/共69页References程捷.哺乳动物群指示的气候旋回以周口店早更新世哺乳动物群为例.地学前缘，1997，4（1-2）：275-279.王张峤，陈中原，魏子新等.长江口第四纪沉积物中构造与古气候耦合作用的探讨.科学通报，2005，50（14）：1503-1511.赵志中，田明中，曹伯勋等.第四纪沉积环境重建中多元统计方法的应用.成都理工学院学报，1998，25（2）：296-302.第68页/共69页感谢您的观看！第69页/共69页