第四纪基本概念与学科发展问题分解.ppt

第四纪地质学第四纪地质学第四纪科学第四纪科学导论导论本课程内容结构第一章第一章 绪论绪论第四纪基本概念与第四纪基本概念与 学科发展问题学科发展问题第二章第二章 第四纪沉积与地层第四纪沉积与地层第三章第三章 第四纪岩石圈演化第四纪岩石圈演化第四章第四章 第四纪大气圈演化第四纪大气圈演化第五章第五章 第四纪水圈演化第四纪水圈演化第六章第六章 第四纪生物圈演化与人类第四纪生物圈演化与人类 发展发展第七章第七章 地壳运动的原因地壳运动的原因本课程内容结构第八章第八章 气候变化的原因气候变化的原因第九章第九章 海面变化原因海面变化原因第十章第十章 第四纪研究的主要技术手段第四纪研究的主要技术手段第十一章第十一章 新构造运动研究法新构造运动研究法第十二章第十二章 气候变化研究方法气候变化研究方法第十三章第十三章 海面变化研究方法海面变化研究方法第十四章第十四章 第四纪科学的应用领域第四纪科学的应用领域 研究专题 季风和气候变化研究进展季风和气候变化研究进展过程和机制；记录（深海沉积、黄土、冰芯、湖泊沉积、石笋、树木年轮等） 海岸和海洋过程研究进展海岸和海洋过程研究进展过程和机制（海岸演变 、海面变化、古海洋学） 大陆古水文学研究进展大陆古水文学研究进展江河、湖泊、沙漠演变的过程和机制研究专题 构造环境研究进展构造环境研究进展青藏高原隆升及其环境效应 生物界和人类演化生物界和人类演化植被和生态环境演化研究进展人类（现代人）起源研究进展研究专题 应用第四纪研究进展应用第四纪研究进展第四纪研究与可持续发展 第四纪研究技术手段的新发展第四纪研究技术手段的新发展年代学技术发展；模拟与预测进展；3S技术应用进展第一篇 基础篇第一章 绪论第四纪基本概念与学科发展问题 刘东生院士第13届INQUA主席INQUA(国际第四纪研究联合会)International Union for Quaternary Research刘东生院士在章丘洛庄汉墓发掘现场刘东生院士在城子崖博物馆本章的目的和要点目的目的 了解第四纪学科要点要点 第四纪的定义、基本特征和年代划分第四纪学科的发展和特点、第四纪研究的内容和意义第四纪学科的基本概念第四纪的基本概念第四纪研究与全球变化研究第四纪研究的扩充概念第一节第一节 第四纪的第四纪的基本概念基本概念一、第四纪术语的由来 二、第四纪的基本特征 三、第四纪底界年代的确定四、第四纪内部年代划分一、第四纪术语的由来一、第四纪术语的由来 定义定义“第四纪”是一个地质时代的名称，指最近两三百万年以来直至当前的这段时间，也即地球发展史上最新的一个“纪”。

新生代地质时代划分新生代地质时代划分 问题1地球历史有多长? 划分为哪几个“代”?地质时间单位和年代地层单位 问题2你知道有哪些地质时间单位和年代地层单位?新生代地质时代划分 问题3谁能说出新生代有几个“纪”?全新世 Holocene更新世 Pleistocene上新世 Pliocene中新世 Miocene渐新世 Oligocene始新世 Eocene古新世 PaleoceneMa BP0.011.85.022.5385465第四纪Quaternary新第三纪Neogene老第三纪Eogene 概念的演变概念的演变 G. Arduino(1750)把意大利北部地层划分为原始纪、第二纪、第三纪 概念的演变概念的演变Z.Desnoyers(1829)把巴黎盆地第三纪地层上部松散未胶结的最新堆积物定为第四纪地层 概念的演变概念的演变H.Reour(1833)进一步明确第四纪地层中包含大量现代种属的动植物化石 概念的演变概念的演变C. Lyell(1833)地质学原理一书明确定义第三纪和第四纪并提出更更新世新世、全新世全新世 概念的演变概念的演变IGC (1881) (International Geological Congress )第二届国际地质大会审议通过以“第四纪第四纪”作为年代名称，以“第四系第四系”作为地层名称 。

二、第四纪二、第四纪的基本特征的基本特征 与现代有与现代有直接联系的的最新地质时代地质时代“直接联系”第四纪的沉积过程至今继续在形成新的沉积物，第四纪的构造运动至今继续在活动并引起种种问题，第四纪的生物大多至今仍生活在地球上但是正面临严重的灭绝威胁最新”历时短暂；现况研究；精细研究 气候气候变冷和冰川和冰川消长 “变冷”晚新生代大冰期、大规模冰流；“消长”冰期-间冰期交替 人类人类出现和迅速和迅速发展 人类发展史是使第四纪截然区别于其它地质时代的最为深刻的原因 地壳运动活跃地壳运动活跃 地壳运动进入了一个新阶段，以强烈的断块升降为特征 三、第四纪底界年代的确定三、第四纪底界年代的确定 定界标准定界标准 主要有56种(人类、冰川、动物、有孔虫等生物演变、温度等)，各种标准之间、各地之间时间都不一致 冰川标准问题冰川标准问题各地开始时间不一致；对冰川遗迹的认识不一致问题4南极大冰原是什么时候形成的?南极东部14001100万年前，格陵兰320万年前，北极海冰300万年前，北美北欧250万年前人类标准问题人类标准问题问题5人类是什么时候出现在地球上的?不断有新的发现，从100万年推前到至少500万年。

2002年Nautre, 乍得600多万年温度标准问题温度标准问题气候的首次恶化气候的首次恶化，国际公认的标准(IGC ，1948)，具有全球一致性和可对比性 三种意见三种意见 1.601.80 MaBPINQUA (1982)建议，IGC (1984)通过 1.80 MaBP1.80 MaBP2.402.50 MaBP中国黄土堆积的底界，中国大多数学者倾向这一标准2.48 MaBP2.48 MaBP3.003.50 MaBP四、第四纪内部年代划分四、第四纪内部年代划分 “四分”全新世晚更新世中更新世早更新世符号Q4Q3Q2Q1INQUA(1987)10 KaBP128 KaBP730 KaBP第二节第二节 第四纪学科的第四纪学科的基本概念基本概念 一、第四纪学科发展 二、第四纪研究的基本特点 三、第四纪研究的主要内容四、第四纪研究的意义 一、第四纪学科发展一、第四纪学科发展第四纪地质第四纪环境 第四纪科学 第四纪地质学的学科性质第四纪地质学的学科性质初期的第四纪地质学以地壳表层松散堆积物为主要研究对象，以地层学为基础，是一门描述地壳组成物质最新发展过程的地质学分支学科 经过100多年的发展，第四纪地质学已从最初的“地层、构造、古生地层、构造、古生物物”三大传统地质课题的范畴，从一门单一学科，繁衍成为一个很大的“学科家族” 。

例如冰碛层和冰期研究冰碛层和冰期研究 冰川学、气候地层学、古气候学、古海洋学、古水文学 生物地层研究生物地层研究 古脊椎动物学、古人类学、微体古生物学、古土壤学、古生态学新构造运动研究新构造运动研究 火山学、地震地质学、现代岩石圈动力学应用性研究应用性研究 砂矿地质学、工程地质学、水文地质学、环境地质学、农业地质学、城市地质学 第四纪科学的学科性质第四纪科学的学科性质 以第四纪地质学为核心核心，是第四纪地质学的外延和扩展外延和扩展；以第四纪时期人类与环境发展过程和机制为基本课题基本课题；是一门新兴的交叉学科交叉学科 二、第四纪科学的基本特点二、第四纪科学的基本特点 两个统一两个统一研究时段研究时段历史过程与现代过程的统一 研究对象研究对象统一的全球环境系统 第四纪学历史过程地壳物质地质学地质学历史与现代的统一统一的全球环境系统现代过程生存环境环境科学环境科学第四纪学第四纪学 多多学学科科性性和和综综合合性性 第四纪第四纪地质学地质学人类学气象学 海洋学考古学生物学地球化学地球物理工程地质 土壤学 水文学Quaternary Research杂志 编委会顾问的专业组成人类学与考古学、植物学与孢粉学、地球化学与地球物理学、地质年代学、地理学与地貌学、冰川学、古气候学、古生态学与动物地理学、古生物学、第四纪地质学、第四纪海洋学、土壤学等20多个学科学会机构 日本第四纪学会日本第四纪学会下设11个专委会地质、地理、古生物、动物、植物、土壤、人类、考古、地球物理、地球化学、工程地质。

中国第四纪研究会中国第四纪研究会下设11个专委会黄土、全新世、地层、海岸线、珊瑚礁、新构造、第四纪年代学、环境考古、应用第四纪、热带亚热带环境、第四纪教学 发展迅速发展迅速新技术不断渗入 AMS(加速器质谱计加速器质谱计)在14C测年中的应用几克几毫克，1个/17小时40个/24小时，4-5万年7-8万年LA-ICPMS(激光电感等离子质谱计激光电感等离子质谱计)可测定单粒火山灰所含痕量元素，结合钾氩法年龄测定，可获得1毫米厚的薄层火山灰的年龄值VLBI(甚长基线干涉测量甚长基线干涉测量)水平1cm/a 发展方向发展方向第四纪科学正迅速地向着精精确、定量、预测确、定量、预测的方向发展纹泥、瓣鳃类、冰芯)基本信条正在改变基本信条正在改变问题6地质学的基本信条是什么?将古今论未来将古今论未来过去和现在是开启过去和现在是开启未来大门的钥匙未来大门的钥匙The present is the key to the past .The present is the key to the past .-A. Geikie (1905)The past and present The past and present are the key to the future.are the key to the future.第四纪科学的核心理论是什么第四纪科学的核心理论是什么? ?均一性原理均一性原理Principle of UniformityPrinciple of UniformityUniformitarianismUniformitarianismActualismActualism三、第四纪科学的主要内容三、第四纪科学的主要内容 基本内容基本内容 第四纪时期人类、生物界以及各种物理环境因子的演化历史和相互作用机制 具体内容 沉积物与地层研究地壳运动研究气候变化与大气环境研究古海洋与大陆水环境研究生物演化与古人类研究宇宙因素对地球环境影响研究技术手段研究岩石圈Lithosphere大气圈 Atmosphere水 圈Hydrosphere生物圈Biosphere宇宙圈Cosmosphere四、第四纪四、第四纪科学研究的科学研究的意义意义 韩友松韩友松中国科学院海洋研究所研究员 理论意义理论意义 揭示人类生存环境演变的历史过程和变化规律，为现代环境整治和未来环境预测提供背景材料和参照系，进而推动地球系统科学(ESS)和系统地球观的发展。

提供背景和参照系提供背景和参照系环境是一种动态过程，认识当前环境的基本标准就是“定位”，就是确定其时空位置，即了解它的“来龙去脉”如何定位? 仅有一个点不行，没有参照系不行过去的变化历史”就是“来龙” ，就是参照系，就是第四纪研究的第一要务时 间温 度过去未来?推进地球系统科学推进地球系统科学(ESS)(ESS)ESS ( Earth Earth System System ScienceScience)的创立具有十分深远的科学意义和哲学意义ESS强调将地球各种相互作用的组成部分作为一个统一的整体，作为一个完整的系统来进行综合研究，势必导致一场以“系统地球观”为标志的新的地学革命新的地学革命在这一进程中，以综合研究为基本特征的第四纪研究可以发挥很大的作用正在发展之中的系统地球观包含三个基本成分人类与自然统一的环境地球环境地球观念观念；地表与地内各圈层统一的整体地整体地球观念球观念；地球与地外天体统一的行星地行星地球观念球观念人类对地球的认识经历过两次革命三个阶段早期神创地球观(静止的地球观)；第一次地学革命第一次地学革命18世纪末，以均变论和进化论的创立为标志，发展起变化的地球观；第二次地学革命第二次地学革命20世纪60-70年代，以板块学说和全球构造理论的确立为标志，形成海陆。