第四纪土层为什么颜色浅

㈠ 实习四 读第四纪地质图

一、实习目的和意义

第四纪地质图是第四纪地质研究的重要综合图件，包含了大量的第四纪地质、地貌、新构造运动、古环境等内容。本次实习的目的是使同学了解第四纪地质图的编制过程，第四纪地质图的表示内容和表示方法，第四纪地质图的读图步骤，如何从第四纪地质图中获得各种第四纪地质信息，重建研究区第四纪时期的地质发展历史。

二、实习内容和要求

（1）了解第四纪地质图的有关知识以及第四纪地质图的编制过程。

（2）了解第四纪地质图内容的表示方法。

（3）读《泸江两岸第四纪地质图》，写出该区第四纪地质发展简史。

（4）实习用具：铅笔、橡皮、三角尺。

（5）要求学生独立完成实习作业。

三、实习步骤与方法

（1）首先听教师讲解第四纪地质图的相关内容。

（2）在教师的带领下读第四纪地质图。

（3）分析泸江地区的第四纪地质发展史。

四、第四纪地质图的编制

（一）第四纪地质图的编图程序

第四纪地质图的编制是根据研究任务、研究内容和比例尺的大小进行的。不同的研究内容和不同比例尺的第四纪地质图所要求的野外工作和室内工作的程度不同，采取的编图手段也有所差异。大比例尺的第四纪地质图必须到野外进行填图完成，而小比例尺的第四纪地质图可借助于遥感影像，并结合部分的野外工作完成。第四纪地质图的编制程序大体可分为前期的资料收集和分析阶段，中期的野外填图和遥感解译阶段，以及后期室内的样品分析、图件完善和清绘阶段。

在前期的资料收集阶段，对编图区及其邻区的第四纪地质、新构造、地貌、测年、古环境等方面的资料进行详细的收集，并对资料进行分析。了解编图区的地貌特征，第四纪地层的分布和成因类型特征，第四纪地层的划分，新近系与第四系的界线，在对这些问题有了认识的基础上建立该区初步的第四纪地层层序，编写编图计划和任务书，确定编图原则和编图内容，拟定填图单位和图例。

野外填图和遥感解译阶段是最关键的阶段，尤其对较大比例尺的第四纪地质图编制来说尤为突出。在野外，可采用地貌学和地质填图的方法，在地形图（底图）上勾画不同时代和成因的第四纪地层界线，同时观察其成因类型标志，区分地貌单元。通常情况下，作为填图底图使用的地形图的比例尺比最终成图的比例尺大一倍，以确保精度。在野外必须将第四纪与基岩和第四纪各时代的地层界线、同一时代不同成因类型的界线，如实地填在底图上，此外还应将同一成因类型内的岩相变化的转折带或过渡带用虚线表示在图上。在野外工作过程中，还要进行遥感影像解译标志的核查，取年代、成因类型分析、古环境分析等样品。

在室内进行地质年龄、动力因素、古环境样品的测试和分析，进一步确定在野外划分的第四纪地层各单元的年代、成因类型是否合适，根据编图要求和比例尺确定最终的第四纪地层单元。确定第四纪地层及其他地质内容的表示方法，制定统一的图例系统。图例系统既要简单又要明了，符号与地层的岩性有一定的关联。最后清绘图件，完成报告的编写。

（二）第四纪地质图的基本内容

在第四纪地质图上，地层时代、沉积物的成因类型和岩性特征是要表示的三个基本内容。另外，前第四纪基岩露头、新近系露头、新构造、区域第四纪主要事件（第四纪海岸线、湖岸线、冰川位置、古冻土地貌、古地震地点、火山喷发地点等）、动植物化石点、人类文化遗存点、重要的砂矿点及各种取样点等内容，可根据比例尺和精度的要求都应在第四纪地质图中表示出来。

前第四纪地层由于地层倾斜，不同时代的地层在地表都有出露，而第四纪地层的产状通常是水平的，在河谷、盆地或平原中，早期地层常伏于晚期地层之下，早期地层在地表通常没有露头，只有在一些被冲沟切割开后，在冲沟的壁上出露不同时期的地层，但由于第四纪地层松散，所构成的沟壁往往是陡直的，实际出露的宽度很窄，因此要在平面上同时表示不同时代的地层往往非常困难。因此，为了把不同时代的地层也表示出来，可把陡壁上不同时代的地层沿沟壁适当地加以扩大，但根据填图的精度原则，在平面图上扩大的宽度不得超过1 mm。

在第四纪地层表层上，有时分布有近代沉积物，它们覆盖了较老的第四纪沉积物，因此给制图带来了一定的困难。为了反映其他更重要的地质内容，可以把意义不大、厚度较小（一般小于0.5m）、分布零星的“覆盖层”剔除，当然剔除后的图面结构还要具合理性。

时代相同的地层，在横向上不同成因类型之间的过渡关系时常见到，在编图时应根据岩性岩相特征在过渡地带用虚线把二者分开。

（三）第四纪地质图基本内容的表示方法

1.第四纪地层时代

按照目前的规定，第四系采用二分法，即更新统（Qp）和全新统（Qh）。更新统再划分为下更新统（Qp¹）、中更新统（Qp²）和上更新统（Qp³）。有时，在统一级单位上还要划分次一级的单元，通常是下更新统采用三分，即Qp^1-1、Qp^1-2、Qp^1-3；中更新统也是三分，即Qp^2-1、Qp^2-2、Qp^2-3；上更新统二分，即Qp^3-1、Qp^3-2；全新统三分，即Qh¹、Qh²、Qh³。当某一地层贯穿了两个时代，而又无法分开时，可表示为“Qp^1＋2、Qp^2＋3”等方式。如果图区内沟谷不发育，地表又没有露头，只是通过钻孔探明表层之下存在较早的第四纪地层时，则可以用复式图例来表示。例如，下伏层为下更新统、上覆层为中更新统时，可用Qp^1＋2表示，或直接在钻孔位置上画双层圆圈，外圈注明Qp² ，内心则为Qp¹。未划分的第四系用“Q”表示。

2.第四纪地层成因类型

第四纪地层的成因类型有不同的表示方法，有代号法、线段法、颜色法等（图1-18）。

图1-18 金河朵美段第四纪地质图

1—全新世晚期（Qh^2al）冲积砾石、砂（河漫滩）；2—全新世早期（Qh^1al）冲积砾石、砂、粘土层（第一级阶地）；3—晚更新世晚期（Qp^3-2al）冲积砾石、砂、粘土层（第二级阶地）；4—晚更新世早期（Qp^3-1al）冲积砾石、砂、粘土层（第三级阶地）；5—晚更新世晚期（Qp^3-2pl）洪积砾石、粘土层（第一期洪积扇）；6—中更新世（Qp^2al）冲积砾石、粘土层（第四级阶地）；7—中更新世（Qp^2pl）洪积砾石、粘土层（洪积台地）；8—早更新世（Qp^1l）湖积粘土、粉砂层；9—前第四纪地层

代号法 这种方法应用广泛，在第四纪地质图、地貌图等都采用。 具体的各种成因类型的代号见下表1-14。

表1-14 第四纪沉积物成因分类

续表

在第四纪地质图中常常把成因类型和地层时代结合在一起表示，如中更新世冲积层用“Qp^2al”表示，如果是中更新世中期的洪积物则表示为“Qp^2-2pl”。

线段法 用不同的线段或线段的组合表示不同的成因类型（图1-18）。 这种表示方法非常直观，在第四纪地质图上能非常清晰地把不同成因类型区分开来。这种方法在论文、书中使用广泛。

颜色法 用不同的颜色区分不同的成因类型，彩色的第四纪地质图多采用这种方法。如：冲积层用橄榄绿色，坡积层用黄色，洪积层用橘黄色，残积层用紫色等等，可参考国内外习惯，或国家标准。总体而言，第四纪地层的颜色比较浅，通常浅于老地层的颜色。当有混合成因类型时，相应的底色表示主要成因，次要成因类型用相应颜色线条加于底色之上，如以冲积物为主的洪冲积层，用橄榄绿色作为底色，加上橘黄色的线条来表示。对于成因类型相同时代不同的地区，用颜色深浅加以区别，时代越老，颜色越深。

3.第四纪地层岩性

在第四纪地质图上，第四纪地层的岩性通常是用花纹来表示的，其原则是花纹尽量接近岩性的本身，如河漫滩的岩性多为砾石和砂，就可用小圈“○”表示，或用“○”和“·”组合表示，湖积物可用“-”线条表示，沼泽沉积物可“――”断线表示，洪积物、冰碛物可用“△”表示。

4.其他

如人类化石点、人类活动遗迹、动植物化石点、古地震点、火山地点、砂矿点、钻孔、泉、地表上大的水系及重要的高程点等都用专门符号来表示，有时还标注有数字说明。

（四）第四纪地质图的图例系统

图例能够反映第四纪地质图的主体内容、研究程度、第四纪发展历史，因此，图例的设计、编排都非常重要。从图例的设计和安排上也能反映出编图原则及编者的主题思想。第四纪地质图图例安排的一般原则是：先地层时代，后成因类型，再岩性，最后是专门性的图例。

1.时代图例的排列方法

时代图例的排法有两种：一种是依上下顺序排列图例，从最新地层开始，从上向下依次排列老时代的地层，然后是第四纪未分地层，最后是基岩。这种图例排列方式放在图右侧。另一种是依左右顺序排列图例，最新地层的图例排在左边，向右依次排列老时代的地层，其次是第四纪未分地层，最后是基岩。该图例排列方式放在图下方。

2.成因类型图例的排列方法

成因类型图例的排列比较复杂，一般把同一时代的成因类型按照其形成的地貌位置（从分水岭到河谷，或由山区到平原到湖、海）依次排列。如：先排残积，其后依次是坡积、洪积、冲积、湖积，最后是海积。对冰川、风与岩溶等成因类型的图例，在不同地区，根据其所处的地貌部位插入适当的位置。岩性图例的排列常是先碎屑沉积物，再化学沉积物，最后是生物沉积物。对于碎屑沉积物按其颗粒由粗到细排列。

3.其他图例的排列方法

其他图例类型比较复杂，无固定顺序，但一般是按照植物化石、动物化石、人类化石、石器、地震点、水文点、取样点、高程点、等高线、钻孔、剖面线等顺序排列。

（五）第四纪地质图的阅读与分析

第四纪地质图的阅读步骤与一般地质图的阅读方法相同。

首先从读图名、图幅代号和比例尺开始，了解图的地理位置和图的类型，由比例尺的大小了解图幅的面积和图的精度；然后阅读图的出版时间、资料来源和编图单位，了解图幅的编制时间、所引资料的新老程度，以便于查阅原始资料；再阅读图例，了解图区的第四纪地层时代、成因类型、地貌单元等，这是一个重要的步骤；最后阅读图内的内容，了解第四纪地层和成因类型的平面分布情况，地貌特征，各时代地层之间的关系，各时代地层的岩性特征，第四纪地层与前第四纪地层的关系，新构造特征。

在阅读和分析第四纪地质图时，应从以下几个方面重点分析：

地貌分析 图区的地貌分析是了解第四纪地质图的基础。 首先要分析图区的区域地貌特征，通过地形等高线、制高点、山脊和水系的分布特征，了解区内地貌的基本轮廓。再进一步分析不同地貌单元中的基本地貌形态、地貌成因类型及其组合关系。地貌特征是反映新构造运动的良好标志。

沉积物岩性分析 依据图例的岩性花纹或符号，仔细阅读图内沉积物的主要岩性组成及其时空分布特征，尤其是不同岩性分布规律，它包含了图区的沉积环境变化和动力条件变化的信息。

沉积物成因类型和沉积环境分析 先从图例和图面了解各种单成因类型时空分布规律，在此基础上，结合地貌和岩性特点进行成因类型的组合分析，弄清成因类型的时空分布和变化规律，从而进一步获取沉积环境、古气候及新构造运动的信息。这是分析图区地质发展史的基础。

地层时代分析 首先根据图例在了解图幅内所有的第四纪地层时代基础上，根据地层接触关系、地貌相互关系，分析不同时代的第四系在空间上的分布规律，明白不同时代地层之间的覆盖、切割、过渡关系。在此基础上，根据地貌、岩性和成因类型，研究第四纪地层的形成过程。这是分析图区的第四纪地质发展史的基础。

地质发展史分析 分析图区的第四纪地质发展史是阅读第四纪地质图的最终目的，也是最重要的一个环节。实质上是将从图区所有了解到的第四纪地层、地貌、新构造、沉积历史、环境变迁，进行高度概括和总结，再现其发展过程。第四纪发展史，主要包括地貌、环境和新构造演化三个方面。

五、作业

认真阅读《泸江两岸第四纪地质图》（图1-19），编写该区的第四纪地质发展史。

图1-19 泸江两岸第四纪地质图

（转引自曹伯勋，1995，有修改）

1—全新统（Qh^al）河漫滩冲积砂层；2—上更新统（Qp^3-2al）第一阶地冲积砂砾、黄土；3—上更新统（Qp^3-2dl）第一坡积砾石、黄土；4—上更新统（ Qp^3-1al ）第二级阶地冲积砂砾、黄土；5—上更新统（ Qp^3-1dl ）第二坡积黄色亚粘土；6—中更新统（ Qp^2al ）残余冲积砂砾；7—中更新统（ Qp^2-2pl ）洪积黄土（第一洪积扇）；8—中更新统（ Qp^2-1pl ）洪积亚粘土夹砂砾（第二洪积扇）；9—下更新统（ Qp^1pl ）洪积亚粘土、砂砾（第三洪积扇）；10—下更新统（Qp^1l）湖相沉积粘土、砂、砾石；11—第四纪（Q^eld）残坡积角砾；12—上新统（

）湖泊沉积红色粘土；13—前新近纪（ AnN）基岩；14—标高点；15—等高线（ m）；16—钻孔及编号；17—图切剖面方向

㈡ 第四纪地层划分对比方法

广布地球表面的第四纪地层记录了地球在这段时间的演化历史。第四纪地层的划分对比可根据各种标志或依据来进行，如沉积物的特征、生物化石特征、气候变化、地貌特征、人类遗存等等。因此，第四纪地层划分对比的方法就可以分为古生物学的方法、岩石学的方法、地貌学的方法、年代学的方法、考古学的方法、构造地质学的方法等。

1. 岩石学的方法

岩石学的方法是第四纪地层划分对比的基础，是利用第四纪沉积物的颜色、成分、结构、构造等特征进行第四纪地层的划分对比。在第四纪，由于自然环境的变化和地表营力条件的改变，导致在不同时期形成的沉积物的岩性特点不同，如沉积物粗细的变化，颜色深浅的变化等，我们可以依据这些特征进行第四纪地层的划分对比。

颜色(color)颜色是沉积物最直观的表现特征，是沉积物的成分、粒度、沉积环境和形成时气候的反映。沉积物的有机质含量高其颜色深，为黑色或灰黑色; 湖心的沉积物偏绿色、黑色或灰色(还原条件)，而湖边的沉积物偏红、棕色(氧化条件)。气候越是湿热，形成的沉积物就越红，反之，沉积物偏灰、黑灰色。沉积物颜色的深浅受三价铁含量的影响，三价铁含量越高，颜色越红。在地表的条件下，随着时间的推移，三价铁的含量是累计的，从早期到晚期，相同类型的沉积物有从红色→棕红色→黄色的变化趋势，在黄土中颜色的变化比较清晰(表10-1)。在华北地区，早更新世中期和中更新世中期是两次气候比较炎热和湿润的时期(夏季风作用比较强)，这个时期形成的沉积物比较偏红(红、深红色)，往往可以作为华北地区第四纪地层划分对比的标志。在南方，中更新世就形成了代表湿热环境的网纹红土。

表 10-1 我国不同时期黄土的颜色变化

成分(composition)在第四纪地层划分对比中主要是利用沉积物中的碎屑矿物种类和含量的变化来进行研究。碎屑矿物，根据其在地表环境下的稳定性，可分为稳定矿物、比较稳定矿物、不稳定矿物和非常不稳定矿物(表 10-2)。这些矿物在沉积物中的含量变化可以反映水动力环境和气候条件，因此也可作为第四纪地层划分对比的依据。如北京平原区的第四纪地层中碎屑矿物在不同时代有明显变化(图 10-1)。还可以用这些矿物含量的比值来进行地层的划分对比，如(稳定矿物 + 比较稳定矿物)/(不稳定矿物 + 非常不稳定矿物)，这个比值也被称为风化系数。该值越高，风化强度越大，反之就越弱。

图 10-1 北京平原区双堡头孔重矿物含量变化图(据 《北京幅和通县幅 1∶ 5 万区域地质调查报告》，1991; 修改)

表 10-2 常见碎屑矿物稳定性分类

图 10-2 不同时期冰碛中玄武岩碎屑风化皮厚度变化图(据 Cpepheu 等，1975; 转引自曹伯勋等，1995; 修改)n 为砾石个数，图中数字为平均值和标准差

结构与沉积构造(texture and structure)沉积物颗粒的大小、分选性以及形态也可作为第四纪地层划分对比的标志。比如在进行河谷阶地地层划分对比时，常可利用这一特征，对每一级阶地砾石层的砾石成分、大小、风化程度、分选性等特征进行统计，找出它们的相似性和差异性，就可以进行地层的划分及对比。有时还可以利用砾石风化皮的厚度进行第四纪地层的划分和对比(图 10-2)。

特殊的标志层(key bed)在第四纪地层中，由于当时环境的变化，可形成一些特征比较特殊的标志层。这种标志层既可以是沉积层，也可以是构造界面，如古土壤层、火山灰层、砾石层、海积层、钠盐层、石膏层、钙板层、古风化壳面、侵蚀面、平行不整合面、角度不整合面等等，如在黄土剖面中的古土壤层、午城黄土与离石黄土的侵蚀面等。

2. 古生物学的方法

古生物学的方法是最为常用的一种地层划分对比的方法，也是一种传统的方法，它是利用了生物演化的规律。尽管在第四纪地层中有很多种类的生物化石，但通常利用最多的是哺乳动物化石，因为哺乳动物是第四纪时期演化更替最快的一种动物，伴随着进步种的出现和原始种的灭绝，不同时期地层中具有不同的组合，据此可进行第四纪地层划分及对比。如我国泥河湾组、元谋组、周口店组的建立和对比，第四纪下限的确定，都充分地利用了哺乳动物的生物地层学的方法(图 10-3)。

3. 地貌学的方法

这种方法是在确定地貌形成先后次序的基础上，再进行第四纪地层的划分及对比。地貌相对先后次序的确定是根据它们之间的切割、过渡和掩埋等关系，如果地貌的先后次序确定了(图 10-4)，那么构成这些地貌的第四纪地层的先后次序也就确定下来了。这种方法在平原地区、河谷地区和盆地地区的阶地地层的划分对比，岩溶地区溶洞中的地层划分对比，以及夷平面的对比比较有效。在高海拔的山岳地区和高纬度的大陆地区，根据冰碛地貌(如终碛堤、侧碛堤)也可进行地层的划分与对比。

但在岩溶地区利用地貌学的方法进行地层划分对比时要注意洞穴形成年代与洞穴内沉积物形成年代的不同。一般情况下(地壳的上升地区)，溶洞的位置越高，年代就越早，但其洞内的沉积物不完全有这种规律。有可能会出现高位置溶洞中的沉积物时代反而晚，这是由于早期的沉积物被冲刷掉，后来再沉积形成的。在平原区利用地貌学方法进行地层划分对比时，也要注意地貌的掩埋关系: 新地貌覆盖了老地貌。如果是钻孔揭露的第四纪地层，则要根据沉积韵律的特点，如河流阶地的二元结构，洪积扇的多元结构，进行地层的对比。

图 10-3 周口店太平山东洞、西洞、上店洞、东岭子洞的地层对比(据程捷等，1996)

图 10-4 新疆库车的库车河康村北五期洪积扇的切割关系素描图

4. 年代学的方法

随着科学技术的发展和研究精度要求越来越高，在现今第四纪地层划分对比中，一般都需要年代数据。这种方法就是对第四纪地层进行测年，根据所测得的年代数据再进行第四纪地层的划分对比(图 10-5)，该方法在精度上较其他方法更高。

5. 古气候学的方法

古气候学的方法是根据第四纪地层记录到的气候波动规律而进行地层的划分与对比，如在高山地区可根据冰碛物与流水沉积物的交替，或冰川地貌和流水地貌的交替，进行第四纪地层的划分与对比(图 10-6)。在低纬度地区，如在湖相、海相、河流相或洞穴等沉积物中，可根据气候的冷暖波动进行地层的划分与对比。

图 10-5 第四纪地层划分对比的年代学方法(据曹伯勋等，1995，有修改)

图 10-6 第四纪冰期与间冰期旋回的地层(据曹伯勋等，1995)

6. 构造地质学的方法

构造地层学的方法即根据在第四纪地层中的平行不整合、角度不整合以及地层的皱褶和断裂而进行地层的划分和对比。这种方法在对新构造运动活动比较强烈的地区的第四纪地层进行划分是比较有效的，如在新疆南天山，下更新统的西域砾石层发生倾斜、皱褶和断裂，并与上新统之间形成角度不整合(图 10-7)。

7. 古人类与考古学的方法

古人类与考古学的方法主要是依据人类进化过程和人类文化发展的阶段性而进行的第四纪地层的划分和对比。在不同的时期，具有不同古人类化石和古文化特点(图 10-8)，如在早更新世早期为能人和奥都韦文化。这种方法最好有年代数据，以增加其准确性。

图 10-7 新疆库车卡普斯浪河第四纪地层接触关系及构造变形(据程捷，2007)

图 10-8 中国几个重要的古人类化石地点的对比

8. 其他方法

除了上述的方法外，目前还利用地层中的其他标志进行第四纪地层的划分，主要有地球化学的方法、同位素地球化学的方法、事件地层学的方法等。在地球化学方法中，经常利用CaCO3、氧化物的含量变化进行地层的划分与对比。在同位素地球化学的方法中，目前利用比较多的是氧同位素(沉积物、化石)和碳同位素(有机的、无机的)，它们在黄土、深海沉积物、湖相沉积物等研究中都得到应用。事件地层学的方法主要依据在第四纪发生的一些重大地质事件 进 行 第 四 纪 地 层 的 划 分 与 对 比，如 强 烈 的 火 山 爆 发、陨 石 撞 击 事 件(如 在2. 60MaB. P. 、1. 10MaB. P. 、0. 70MaB. P. )、气候剧烈变化事件(如冰筏屑沉积事件)。

在对一个地区第四纪地层进行划分对比时，常常不是采用一种方法，而是利用多种方法，综合分析和划分对比第四纪地层(图 10-9)，以期增加地层划分对比的准确性和可靠性。另一方面，地球表层系统中各因子是互相联系和相互作用的，系统中某一因子的变化都会引起其他因子的响应，因此各种因子的变化具有相关性，它们都将在地层中留下 “烙印”，所以利用多种指标综合划分对比第四纪地层亦显示了地球表层系统的统一性和协调性。

㈢ 想一想,为什么有的土壤颜色深,有的土壤颜色浅

土壤的颜色
阳光下土壤所呈现的颜色可以反映土壤内在性质的变化，它是划分土壤层次、研究土壤性质的重要依据。土壤颜色的深浅与腐殖质有关，腐殖质含量多时，土壤呈黑色，譬如北方寒地黑土；腐殖质含量少时，土壤呈灰色，如新疆灰漠土。土壤的颜色还与土壤中所含化合物的种类有关，氢氧化铁为红色，在土壤中含量多时，土壤便呈现不同程度的红、棕红及棕黄色；二氧化硅、碳酸钙、高岭土、氢氧化铝等为白色，土壤中含任何一种这类化合物时，即呈灰白、浅灰或黄灰色。
我国的土壤分布
受到气候、温度、水分的影响，土壤的类型多种多样，我国大约有61个土类，主要有黑土、白土、砖红壤、棕壤、黄土、红壤、塿土、粘土、砂土、暗棕攘、白浆土、灰漠土、黄绵土、红粘土、风沙土、紫色土、潮土(浅色草甸土)、沼泽土、水稻灌淤土和灌漠土等。

㈣ 华东－华南区第四纪地层

该地层区包括湖北、湖南、江西、浙江、安徽、福建、广东、广西及海南等省，是我国的丘陵地区，其北部为亚热带湿润气候，而南部为热带多雨气候，化学风化作用强烈，所以该区的沉积物颜色偏红，是我国红土的主要分布区。该区的第四纪地层大体上可以分为三种类型，一类是分布在长江流域的河湖相地层; 二是分布在南部含火山岩和海相沉积的地层; 三是主要分布西部的洞穴堆积地层。1. 河、湖相地层

图 10-19 南京安德门附近剖面(据德日进、杨钟健，1935)

下 更 新 统 雨 花 台 砾 石 层(Qp¹)雨花台砾石层依南京的雨花台命名，沿长江两岸分布，从南京到宜昌构成长江的第三级阶地，岩性为一套灰白色、灰红色砂砾层(图10-19)，含玛瑙，着名的 “雨花石”就产自该砾石层。砾石的磨圆度、分选性很好，被认为是古长江的河床沉积物。其时代有人认为属早更新世，也有人认为属上新世至早更新世。同时代的地层在不同的地区名称不一样，在江汉平原称卢演冲组，在杭嘉沪地区称安亭组，在淮北平原称桃园组(表 10-6)。

表 10-6 华东及华南地区第四纪地层对比表

中更新统网纹红土(Qp²)网纹红土(vermicular red earth，myrmekitic red earth)沿长江、珠江及其支流谷地和丘陵区分布，其特征是具有网纹(蠕虫状)化的红土、红土碎石或红色砂砾层(图 10-20)，厚度从几米至 30 多米。网纹构造，是一些白色的垂向次生条带，发育在堆积物中，弯弯曲曲，形如蠕虫，其大小、密度、产状等都有变化，在不同成因的堆积物或残积物中都可形成。对于网纹的形成有人认为是在湿热气候条件下风化作用形成的，而有人认为是植物的根系被替换而来的。在不同的地区，中更新统被命名了不同的组名，如江西的进贤组为一套棕红的砾石层和砂砾层，发育网纹; 在长江三角洲地区称启东组，为一套河流相、三角洲平原相的灰色、灰绿色粘土层、细砂层，在该组的下部夹海相层，属上海海侵。

图 10-20 广西百色那赖中更新世第四级阶地河流沉积物和网纹红土剖面(据程捷，2007)

上更新统下蜀组(Qp³)在平原区、丘陵区或湖区，下蜀组是一套土状堆积，岩性为黄色粘土、砂质粘土，含铁锰和钙质结核，垂直节理发育，发育 1 ～2 层古土壤，具有黄土性质。而在河谷区，具有二元结构，下蜀组的下部为河床相的砾石层，厚度可达 20 多米。下蜀组是在末次冰期黄土向南扩展，在长江流域堆积形成的，因此可以与黄土高原的马兰黄土对比。根据近些年的研究，下蜀组的时代可向前扩展到中更新世晚期。在淮北平原称黄口组和颖上组，为一套棕黄或灰棕色或灰黄色的粘土层、亚粘土层、亚砂土，含古土壤层。同时代的地层还有成都粘土(四川盆地)、云梦组(江汉平原)、全塘组和嘉善组(杭嘉沪地区)等。

全新统(Qh)主要是冲积成因的砂砾层、砂层和粘土层，湖积的粘土层和砂质粘土层。如在上海发育有真如组、吴淞组、浦东组、外白渡桥组，浙江余姚的河姆渡遗址堆积，江汉平原的平原组。

2. 含火山岩和海相沉积地层

这套地层主要分布在广东南部和海南岛。下更新统湛江组(Qp¹)主要分布在雷州半岛和广西合浦，为一套白、灰白或杂色砂砾层、砂层、粘土层，下部夹火山岩，厚度变化于 2 ～250m 之间。中更新统的北海组(Qp²)不整合于湛江组之上，为棕红、棕黄、灰白色粘土和砂砾层，含微玻璃陨石，夹火山岩。上更新统陆丰组(Qp³)为滨海相的细砂层。全新统(Qh)主要为河流沉积物、滨海淤泥和火山喷出物。

3. 洞穴堆积地层

(1)下更新统(Qp¹)

该区的下更新统以长江三峡地区和广西最发育，如有广西柳城的巨猿洞堆积，重庆巫山的龙骨坡堆积，湖北建始的龙骨洞堆积。

广西柳城巨猿洞的堆积物的表层为一层钙板层，之下为红黄色和黄色砂质粘土，夹灰岩角砾，厚约 1m。这套地层含丰富的哺乳动物化石和巨猿化石，如步氏巨猿、大熊猫小种、小猪獾、桑氏硕鬣狗、前东方剑齿象、裴氏貘、湖麂、小猪、广西巨羊等，达 37 种。在时代上为早更新世的早期，与巫山龙骨坡堆积接近，后者为一套砾石层、砂质粘土层堆积，产 “巫山人”化石，含丰富的哺乳动物化石。

图 10-21 湖北建始高坪龙骨洞剖面(据程捷等，2004)

湖北建始高坪的龙骨洞堆积物为一套浅棕红色、灰黄色的粘土、亚粘土和砂质粘土，夹钙板层，厚约5m(图10-21)，称为高坪组，时代早于奥都威极性亚时。含丰富的哺乳动物化石，如武陵山大熊猫(Ailuropoda wulingshanensis)、前 东 方 剑 齿 象(Stegodon preorientalis)、山原貘(Tapirus sanyuanen- sis)、 中 国 犀(Rhinoceros sinensis )、 建 始 尖 齿 鼠(Hyperracrius jianshiensis)、异费鼠(Allophaiomys ter- rae-rubrae)、艾氏异仓鼠(Allocricetus ehiki)等，并发现了巨猿和 “建始人”化石以及石器。比龙骨洞时代略早的有巫山的龙骨坡和广西柳城巨猿洞堆积。

比龙骨洞堆积晚些的是广西柳州笔架山地点，洞穴高出柳江水面 60m，岩性为一套黄色砂质粘土层、粘土层，厚 8. 2m。含大熊猫洞穴亚种(Ailu- ropoda melanoleuca fovealis)、桑氏硕鬣狗(Pachycro- cuta licenti )、 似 锯 齿 嵌 齿 象(Gomphotherium serridentoides )、 似 前 东 方 剑 齿 象(Stegodon cf. preorientalis)、东方剑齿象(Stegodon orientalis)、中国貘(Tapirus sinensis)、中国犀(Rhi- noceros sinensis)、小猪(Sus xiaozhu)、笔架山猪(Sus bijiashanensis)等。

(2)中更新统(Qp²)

属于中更新世洞穴堆积的代表有南京汤山的葫芦洞、安徽和县的龙潭洞、重庆万州的盐井沟、奉节的兴隆洞等。南京汤山葫芦洞的堆积物为浅红褐色、红褐色、土褐色的粘土层及砂质粘土层，厚 1. 1 ～4. 9m，堆积物始于 637～500kaB. P. ，结束于 10kaB. P. 。该套地层产 “南京人”化石以及丰富的哺乳动物化石，如根田鼠(Microtus oeconomus)、变异仓鼠(Cricetinus varians)、中国硕鬣狗(Pachycrocuta sinensis)、梅氏犀(Dicerorhinus mercki)、肿骨鹿(Megalo- ceros pachyosteus)、葛氏斑鹿(Cervus grayi)等，含北方动物群的成员。 “南京人” 的年代约为 500kaB. P. 。

盐井沟地点的研究历史较长，所产的哺乳动物群被作为华南地区大熊猫-剑齿象动物群的典型类型。盐井沟地点的堆积物为裂隙堆积，岩性为红色、深黄色的亚粘土层，并含崩坠的灰岩角砾石。湖北长阳下家湾产 “长阳人”(早期智人)的化石点为中更新世晚期地层(195kaB. P. )，堆积物为深黄色砂质粘土和石灰岩角砾层，产古爪哇豺(Cuon javanicus an- tiquus)、大熊猫(Ailuropoda sp. )、中国硕鬣狗(Pachycrocuta sinensis)、东方剑齿象(Stegodon orientalis)、巨貘(Megatapirus augustus)、中国犀(Rhinoceros sinensis)等化石。另外，安徽和县陶店镇龙潭旁的堆积物也属于这个时期(150 ～190kaB. P. )，并含 “和县人”(直立人)。

广西大新的黑洞高出现代谷底 80～90m，洞中堆积物厚 3. 4m，底部为紫色砂质粘土层，上部为黄色砂土层，在顶部覆盖一层钙板层。堆积物含丰富的哺乳动物化石，达 38 种之多，主要有步氏巨猿(Gigantopithecus blacki)、大熊猫洞穴亚种(Ailuropoda melanoleuca fovealis)、小灵猫(Viverricula malaccensis)、东方剑齿象(Stegodon orientalis)、中国貘(Tapirus sinensis)、中国犀(Rhinoceros sinensis)、笔架山猪(Sus bijiashanensis)等。所以黑洞堆积物的时代应为中更新世早期。

(3)上更新统(Qp³)

该区的晚更新世洞穴堆积比较发育，如广东马坝狮子岩、浙江建德乌龟洞、江苏丹徒莲花洞等。马坝狮子岩洞穴的堆积物分三层，岩性为黄褐色粘土、石灰华、砂层，厚约 5m，含豪猪(Hystrix sp. )、大熊猫(Ailuropoda sp. )、柯氏小熊(Ursus kokeni)、最后斑鬣狗(Crocuta ultima)、东方剑齿象(Stegodon orientalis)、纳玛象(Palaeoloxodon namadicus)、中国犀(Rhi- noceros sinensis)等化石，产 “马坝人”(早期智人)化石，时代为 129kaB. P. 。

浙江建德乌龟洞的堆积物为红色、褐黄红色粘土，底部角砾增多，厚 1. 45m。哺乳动物化石有猕猴(Macaca sp. )、大熊猫洞穴亚种(Ailuropoda melanoleuca fovealis)、最后斑鬣狗(Crocuta ultima)、剑齿象(Stegodon sp. )、中国犀(Rhinoceros sinensis)、野猪(Sus scrofa)、水牛(Bubalus sp. )等，产 “建德人”化石。广西柳州新兴农场通天岩洞中的堆积物为灰黄色、红黄色的砂质粘土，夹灰岩、燧石角砾，厚 1. 5m，含大熊猫洞穴亚种(Ailuropoda melanoleuca fovealis)、东方剑齿象(Stegodon ori- entalis)、中国犀(Rhinoceros sinensis)、巨貘(Megatapirus augustus)等，并发现了 “柳江人”(晚期智人)化石。

(4)全新统(Qh)

全新世的洞穴堆积有江西万年仙人洞和江苏溧水的神仙洞。仙人洞为灰色、黄色的砂土层、砂质粘土，厚 8. 7m，产较丰富的哺乳动物群化石和晚期智人化石，如猕猴、野兔、果子狸、麂等。神仙洞为红褐色、褐棕红色的粘土、砂质粘土，厚约 7m，含哺乳动物群化石。

㈤ 中国第四纪地层分区及沉积物的基本特征

根据沉积环境和沉积物特征，中国第四纪地层可划分为华北区、东北区、华南区、西北区、西南区和青藏区。各区基本特征如下：

（一）华北区

华北区包括的范围是：东至海滨，西至甘肃，北至内蒙古，南至河南中部，其中包括华北黄土覆盖的广大地区和华北冲积平原。气候干旱或半干旱，季节性变化极为明显。从全区来看，第四纪堆积类型复杂，地层发育完善。下更新统以湖相沉积的灰泥岩、细砂岩及砾石夹层为主；中更新统以坡积、洪积为主，而局部地区有洞穴堆积；全新统以冲积、洪坡积以及次生黄土堆积为主，砾石仅限于山麓地带。在某些山区，保存有古冰川堆积，冰碛物主要分布于北京山区、秦岭、太行山等处，冰期可分为4～5期。在沉陷区和断陷地带，以巨厚的湖相堆积为特征。华北区岩溶洞穴不甚发育，但在周口店洞穴堆积中找到猿人化石和其他动物化石却非常丰富。根据其特点，华北区动物群属北方型，与东北区接近，但有比较干旱气候的特征；与华南区动物群比较，差别明显，但亦有自南方迁来的动物。

由于本区第四纪沉积类型复杂，在进行地层划分时，就必须选定标准层，这些标准层是以沉积厚度大、化石多、化石演化阶段明显作为依据。

本区代表性剖面有：下更新统——泥河湾阶；中更新统——周口店阶红土堆积；上更新统——萨拉乌苏阶；全新统——近代河流堆积（表2-5）。

表2-5 中国第四纪区域年代地层（地质年代）表

资料来源：全国地层委员会《中国区域年代地层（地质年代）表说明书》2002年。

（二）东北区

东北区包括：黑龙江、吉林、辽宁三省。本区主要特点是，黑土广泛分布，一般表面往往有2m厚的黑土堆积，甚至更厚。在松辽平原及三江平原第四纪堆积较厚，以湖相、湖沼相堆积为主，厚约数十米至200余米；长白山等地区堆积较薄；大兴安岭以冰碛为主，冰期可分三期；下辽河地区的海相夹层，是华北沉降带向北延伸部分。河谷中一般发育二级或二级以上的阶地，在阶地堆积中发现大量动物化石。

本区第四纪火山活动频繁，火山岩发育，在第四纪全新世仍有火山喷发。

本区代表性剖面有：下更新统——土山组；中更新统——青沟组；上更新统——敏河组；全新统——近代冲积层、湖沼堆积、风积沙堆积。

（三）华南区

华南区包括长江以南，东至海滨，西至两湖两广，以及台湾省和南海诸岛。本区第四纪有独特的岩性，以粗颗粒沉积及红土化作用的粘土分布较普遍。红色粘土常有蠕虫线条，这种红色粘土多分布于丘陵地区。在高山山坡或山麓地带常有冰碛泥砾。根据泥砾特征，可划分为鄱阳、大姑、庐山三个冰期。在低平原地区为河流相堆积。在洞庭湖及鄱阳湖沉陷区为河湖相及湖相沉积，厚200余米。

华南区的第四纪沉积与华北区不同。首先是本区气候湿热，沉积物多受湿热的红土化作用使冰碛泥砾石呈绛色或赭色，砾石与粗砂互层，并有风化铁皮作为分层标志。

本区代表性剖面有：下更新统——雨花台组；中更新统——网纹红土；上更新统——下蜀组；全新统——近代堆积。

（四）西北区

西北区包括昆仑山、阿尔金山、祁连山以北，贺兰山以西的广大地区。如新疆、青海、甘肃及宁夏的一部分。本区内分布有高山、内陆盆地和干旱高原。地形高差悬殊，气候干燥，属大陆性气候。

第四纪时期，高山及高原地区新构造运动处于显着上升阶段。因此，山谷冰川发展至山麓冰川，在高山地区分布有现代冰川。第四纪堆积物成因类型以冰碛砾石、冰水沉积粗砂为主，分布最广。在山前坳陷带内洪积物极为发育，厚度巨大，可达3000多米。

区内在第四纪初期，湖相堆积普遍，常出现在砾石或砾状砂岩的夹层中，在山间盆地区，也发现古湖泊相的堆积。在盆地上往往为湖积、风积、洪积、冲积的复合堆积。湖积物的颜色为绿、灰、白、淡红等。如库车砾石层、西域砾石层等，都很典型。

第四纪晚期，由于青藏高原的阻挡和气候转为干旱等影响，形成黄土或类黄土堆积。淡水湖泊形成沼泽泥炭堆积，有些湖泊萎缩咸化，形成盐类沉积。

区内气候干燥，风蚀作用强烈，风蚀、风积地形广布，形成荒漠地貌。

本区代表性地层有：甘肃祁连山及河西走廊第四纪地层、新疆天山南麓库车一带第四纪地层。

（五）西南区

西南区大致包括云南、四川、贵州等省区，属于高原及盆地地形。在第四纪时期，新构造运动处于上升运动。因此，地貌上形成深切河谷及多级夷平面，河流沿岸形成多级阶地。在断陷盆地或凹陷区，为湖相沉积，自古近纪到更新世晚期，均有发育，其中上新世和第四纪地层，往往为连续沉积，上新世和第四纪的湖相堆积物，除泥炭层之外，还有褐煤。

西南区洞穴堆积，为本区的重要成因类型，洞穴中具有丰富的哺乳动物化石及古人类遗迹。在云、贵、川山区分布有冰碛层，在本地区称作龙川冰期。我国已发现的第四纪时期最早的一次冰期形成的冰碛，位于云南元谋组下部。云南大理点苍山的最新冰碛，为大理冰期形成，是我国最新的一次冰期。

本区代表性剖面有：下更新统——元谋组（群）；中更新统——盐井沟组；上更新统——大理冰期冰碛层；全新统——近代堆积。

（六）青藏区

西藏高原与喜马拉雅山脉，以其巨大的高度和特殊的自然条件而闻名世界。喜马拉雅山脉是地球上最雄伟高大的、年轻的褶皱山系。但是，过去关于青藏高原的第四纪地层很少了解，关于第四纪方面的资料也极少。自1960年以来，中国登山队科考队、中科院等单位曾多次对青藏地区进行地貌和第四纪地质考察，并发现和建立了一些第四纪地层剖面，深入地进行了该地区第四纪冰期、古气候变化、地面上升等许多重大问题研究，取得了丰硕的成果。

由于第四纪时期气候的剧烈变化和喜马拉雅山脉的强烈上升，珠峰地区在更新世时期经历了几次大的冰川作用，遗留下各种冰川作用的沉积物及间冰期沉积。因此，珠峰地区第四沉积物复杂多样，并有独特的空间分布规律。第四纪堆积物主要特征是：代表寒冷时期的各种冰川沉积和代表温暖时期的各种间冰期沉积的交替出现，可作为本区第四纪地层的划分和对比的主要依据。

根据对第四纪堆积物的野外观察，与室内岩石矿物成分及其所含的动、植物化石和孢粉及石器等的分析鉴定，并结合对本区第四纪冰期的研究，可以初步划分出更新世的三次冰期与两次间冰期。按其命名的标准地点，自老至新分别为：希夏邦马冰期、帕里间冰期、聂聂雄拉冰期、加布拉间冰期、珠穆朗玛冰期。

本区代表性剖面有：下更新统——希夏邦马冰期堆积物；中更新统为喜马拉雅山北坡到雅鲁藏布江一带的冰碛层和河湖堆积层；上更新统沟谷冰碛砾石；全新统——冰后期石灰华、洪积扇及湖相淤泥和泥炭堆积。

本章小结及重点提示

本章主要阐述了地貌及其形态、地貌成因及其分类、不同等级地貌单元的地质作用类型和特点。第四纪（系）基本知识包括：第四纪的概念及第四纪分期、第四纪沉积物的基本特征、第四纪沉积物成因研究（主要运用岩石学标志、地貌标志和环境标志等进行第四纪沉积物成因研究）、第四纪沉积物成因类型、第四纪冰期与间冰期的概念及其对古环境特别是对第四纪沉积环境的影响、第四纪下限等相关问题。在此基础上，阐述了中国第四纪地层分区及各区沉积环境和沉积物基本点特征。

本章应重点掌握地貌及第四纪地质的有关基本概念，在此基础上着重掌握不同等级地貌单元的地质作用特点、第四纪沉积物的基本特征、第四纪沉积物成因类型及其研究标志。

思考题

1.在地貌形态的定性和定量描述中，最基本的描述内容有哪些？应如何描述？

2.在地貌形成过程中，内力地质作用与外力地质作用各有什么作用？二者的关系如何？

3.列表比较巨型地貌、大型地貌、中型地貌和小型地貌的地质作用特点、地貌特点及典型地貌类型。

4.褶皱山地与断块山地在地貌特征上有何不同？

5.简述第四纪的主要特点。

6.简述第四纪沉积物基本特征及其成因。

7.归纳砾石研究对第四纪堆积物成因研究的意义。

8.从图2-2中，试比较离散式结构、弥散式结构、充填式结构的异同点。

9.试分析：大河流砂砾斜层理与三角洲砂层斜层理在物质组成上有何不同？形成水动力条件各有何特点？

10.冰期和间冰期对第四纪堆积物的影响主要表现在哪些方面？

11.试分析第四纪下限的研究意义？

12.第四纪地层划分对比的目的是什么？

13.为什么说在第四纪地层划分对比中，仅依据古生物化石、岩性和层位对比的方法，往往都是不全面、不客观的？

14.我国的冰期从早到晚依次有哪几期？

15.早、中、晚更新世和全新世哺乳动物群各有何特点？

16.请说明地貌分析的地层划分方法的主要特点。

17.请说明岩性和岩相的地层划分法的特点和适用条件。

㈥ 第四纪以前地层

研究区属华南地层大区巴颜喀拉地层区玛多-马尔康地层分区曲麻莱小区，区内出露地层较为简单，仅有早二叠世、三叠纪、新近纪及第四纪等时代的地层。其中，三叠纪地层最为发育，第四纪地层次之。二叠纪地层仅呈零星断块状出露于研究区，上新世地层主要分布于研究区西南部。区内出露最老的地层为早二叠世的马尔争组，主体地层为三叠系巴颜喀拉山群，由于受北西向构造控制，地层多呈长条状北西向展布。新近系在本区不同部位有出露，分布零星。区内侵入岩不发育。现将各时代地层简述如下。地层区的划分沿用《青海省岩石地层》（孙崇仁，1997）的划分方案（表1-1）。

表1-1 研究区岩石地层单位划分

1.下二叠统马尔争组（P₁m）

二叠纪马尔争组为研究区内出露最老的地层，仅在玛多北呈断块状少量出露，两侧与巴颜喀拉山群呈断层接触，顶底不全，控制厚度大于813.6m。岩性组合为灰白—深灰色中厚层—块状生物碎屑灰岩、块状结晶灰岩、中厚层—块状砾质灰岩、厚层中基性熔岩、中薄层火山碎屑岩、中薄层变砂岩及粉砂质板岩。火山岩与正常沉积的碎屑岩及灰岩相间产出，并与灰岩呈相互消长关系，低绿片岩相变质。火山岩以碱性玄武岩系列为主，个别为拉斑玄武岩系列。为一套浅海—次深海相生物滩、中基性火山喷溢、喷发及低密度浊流碎屑岩沉积组合，显示弧后盆地扩张脊构造背景。灰岩中产化石：Neoschwagerina sp.，Verbeekina verbeeki（Geinits），Parafusulina giganfea（Deprat），Armenina crassispira（Chen）；珊瑚：Lranophyllum breviseptatum Li et Liao；苔藓：Rhabdomeson mamnillate（Bretnall）。

2.三叠系巴颜喀拉山群（TB）

在黄河源区巴颜喀拉山群厚度很大，达上万米。下部为砂岩、板岩，主要分布于北巴颜喀拉山和布青山一带，以灰色为主，其岩石组合以砂岩、板岩为主，局部有少量不稳定薄层灰岩及砾岩。该组韵律层发育，由下至上出现岩石粒度由粗变细、砂岩逐渐变少、板岩逐渐增加的递变层。底部有砾岩或含砾砂岩断续出露，个别地段有灰岩外来岩块。中部为砂岩，分布较广，北、中、南巴颜喀拉山均有出露，岩石颜色为灰色、灰绿色，与下伏岩组、上覆岩组呈整合接触，其岩石组合以砂岩、板岩为主，偶有薄层灰岩夹层，而砾岩则十分稀少，是继下部岩组之后第二个较大的沉积旋回，为半深海—深海环境浊流沉积。上部岩石组合以板岩夹砂岩为主，局部为砂、板岩互层或砂岩夹板岩，是巴颜喀拉山盆地关闭前的最后一个较大沉积旋回。其中砂岩层面有大量的波痕发育，板岩中有硅质或粉砂质结核，个别地带曾采到双壳类、珊瑚、海百合茎等化石和遗迹化石，空间分布常处在向斜核部，集中分布于中、南巴颜喀拉山一带。

3.新近系上新统曲果组（N₂q）

新近纪地层曲果组（N₂q）呈长条状或短带状广布于研究区，主要分布于北巴颜喀拉山“两湖”地区，尤其在哈玛里滩一带出露最好，为一套陆相碎屑岩建造。其岩性从下到上有 从砾岩—砂岩—粉砂岩—泥岩—石膏变化的特点。横向上由边缘向湖盆中心，粒度由粗变细。两湖地区上部为山麓洪积相浅黄紫色—紫红色—灰紫色层状砾岩，下部为河湖-湖泊相细粒碎屑岩。据岩性组合，将其划分为两个非正式段级岩石地层单位，即砂岩段（N₂q^s）和砾岩段（N₂q^l），二者连续沉积。砂岩段广泛分布于卡日曲、洛曲、贝敏曲、黄河沿十三道班、热曲上游、折尕考、德曲、解吾曲上游等地，面积大小不一；岩性特征为紫灰、灰紫、暗紫红色厚-巨厚层岩屑长石细砂质粉砂岩、白云质、泥钙质长石岩屑粉砂岩夹暗紫色厚层状不等粒砂质泥岩、泥钙质细砂质粉砂岩、灰褐色厚层含砾不等粒岩屑长石砂岩；底部见厚度不稳定的紫灰色—紫红色复成分砾岩，具底砾岩特征；上部偶夹石膏层。砾岩段在德曲和黄河沿十三道班有少量残留，出露面积不大，与下伏砂岩段连续沉积，未见顶；岩性为紫灰色、紫红色、橘黄色巨厚层复成分砾岩夹橘黄色厚层含砾钙质中细粒岩屑砂岩透镜体，属山麓相堆积。

本区侵入岩不甚发育，以酸性岩为主，中酸性岩类次之。岩浆活动集中于印支晚期，零星分布于主峰及其他地区。

㈦ （三）西北地区第四纪地层

本区包括昆仑山以北的青海北部，甘肃西北部（鸟鞘岭以西）及新疆全部地区。区内现代景观主要是干旱的沙漠和戈壁，在4000—7000m之间的高山上，常终年积雪，有现代冰川发育。这里有亚洲最大的内陆盆地（塔里木、柴达木及准噶尔盆地等），还有干旱的高原（阿拉善、河西走廊等）。该区的构造和地貌均呈东西向延伸。

1.一般特点西北区第四纪以前的上新统主要以灰色、褐色砾岩为主，并有泥岩和砂岩的夹层。该区第四纪地层有以下几个特点。

（1）从上新世以来，由于气候不断变干旱，从上新世到整个第四纪期间，湖积物和冲积物越来越少，洪积物和风积物不断增多。

（2）在空间上，地层表现出明显的分带性。在高山区为冰积物和冰缘沉积物；在山麓带变为洪积和冰水沉积，向盆地方向过渡为冲积、风积物；盆地中心常为盐湖、盐沼化学沉积和细粒机械沉积。

（3）沉积物明显受气候和冰期的影响。西北区气候主要为极端干旱的荒漠气候。与这种气候相适应的沉积物为风沙及盐类沉积，以及山麓带的洪积物，这是该地区最有特色的沉积物类型。在海拔较高的山地，气候寒冷，加之受冰期气候的影响，一般发育有3-4次冰川堆积。

（4）西北区新构造运动活动频繁而强烈，特别是在山地与盆地接壤地带，表现更为清晰。新构造运动使地层发生了变形变位，产生了断层和褶皱，导致了地层的倾斜以及不同时代地层之间的角度不整合接触。由于山地持续上升和盆地不断下降，山区剧烈的剥蚀作用所产生的大量碎屑物质堆积于山麓地带，常形成厚度巨大的地层。

（5）西北地区第四纪地层研究程度还较低。为便于介始，一般根据地层、冰期和新构造运动的差别，将西北地区第四纪地层划分为天山—塔里木、祁连山—河西走廊和柴达木等区。前两个区的地层差别不大，柴达木地层则有明显不同。按第四纪堆积物的主要类型划分，本区可分为山地冰川堆积区、山麓洪积区和盆地内部的盐湖、风积区。

2.分层的标志和依据西北区第四纪地层中化石稀少，这给用古生物方法划分地层带来了困难。但在早更新世地层中，偶尔可见哺乳类化石出现，可作为确定、划分更新世地层的依据。如在青海柴达木盆地盐湖相沉积中和天山北麓的洪积层中发现了三门马等早更新世的代表性化石，指示早更新世地层的存在。由于本区新构造运动活动强烈，在地层中可见到3—4个明显的角度不整合面，这是划分该区地层的最明显的标志。新构造运动不仅造成了地层间的不整合关系，而且也使不同时期的洪积扇呈现不同的关系。可根据洪积扇的各种关系（如嵌入、串珠状和叠加等）来划分洪积地层。不同的洪积扇代表了不同时期的构造运动和洪流堆积，据此划分的地层可与依据不整合划分的地层相对比。如在天山北麓东段，有四期洪积扇呈嵌入关系，这四期洪积扇代表了早、中、晚更新世和全新世四个时期的地层。在冰川发育区，可根据冰碛物的分布、成分和风化强弱差别以及不同冰碛层之间的间冰期沉积夹层来划分冰期和间冰期地层。

3.各亚区第四纪地层

（1）天山一塔里木区本区北界大致为天山北麓；东以东经93°附近的疏勒河与罗布泊的分水岭为界；南以西昆仑山北麓为界；西部以国境线为界。区内上新统厚1500m左右，为洪积砾石层，和第四纪下更新统呈不整合接触（图13-16）。第四纪主要沉积类型为洪积、冰碛和冰水沉积。地层层序及划分见表13-4。

图13-16新疆天山南麓库车附近第四纪剖面（据黄汲清、杨钟键）

Qt₁—近代沉积；Qg₁—下西域砾石层；Qg₂—上西域砾石层；Tr₂—库车群

① 洪积地层

在天山南、北麓，普遍发育了洪积砾石层。在天山北麓东段，有四期洪积扇，它们分别呈嵌入关系，代表了第四纪四个时期的洪积地层。

第一期洪积层这是一套灰褐色、泥质和钙质胶结的砾岩，砾石成分主要为变质岩、砂岩和泥岩；砾石直径多在0.5—30cm之间，分选较差；砾石表面具黑褐色沙漠漆。在天山南麓，这一期洪积层被称为下西域砾石层，其下部产三门马化石，时代为早更新世。

第二期洪积层该层为灰褐色砾石层，含厚层纤维石膏。该期砾石层也称为上西域砾石层，时代暂定为中更新世。

上、下西域砾石层均受到了构造变动，地层倾斜。下西域砾石层倾角较大，上西域砾石层倾角较小，二者为不整合接触（图13-16）。

第三期洪积层该层为含砾石的淡黄色粉沙、黄土或含细砂的砾石层，砾石直径一般为10cm左右，最大50cm；砾石成分以石英砂岩和变质岩为主；分选差，磨圆较好。这期砾石层也称戈壁组，时代暂定为晚更新世。

第四期洪积层该层为全新世或现代洪积层，一般由两个新扇构成，高出现代河床2—3m。

表13-4天山—塔里木区第四纪地层表

上述四期洪积层的时代愈老，分布位置愈高，组成的洪积扇扇面愈破碎。时代老的洪积层颜色深，时代新者颜色浅。由老到新，颜色从灰褐色变为灰色，再变为淡黄色。新老洪积层中石膏含量亦呈有规律变化，时代越老，石膏层含量越厚。时代不同的洪积层胶结程度也存在差别，时代老的洪积层多已成岩或半成岩，时代新的洪积层处于疏松的未胶结状态。

② 冰川沉积在天山山地，第四纪冰期时山谷冰川广泛发育，有时冰体下达山麓，形成山麓冰川。据目前的研究，一般将天山山地的第四纪冰川划分为四个时期，形成四次冰川堆积物。在冰川发育规模上，一般由老到新，冰川由大变小，反映第四纪气候在向干旱方向发展。在气候转暖的间冰期，冰川后退，面积缩小，冰碛层受到风化，并出现间冰期沉积。在不同的地方，人们给予每次冰期与间冰期的名称常不相同，但划分的冰期次数差别不大。在天山托木尔峰地区划分四个冰碛层，由老到新如下（图13-17）：

阿合布隆冰碛层该冰碛层为红褐色，由泥砾构成，砾石大小不一、成分复杂，毫无分选，大多已成为胶结的砾岩。在乌鲁木齐南山地区，这次冰碛层被称为乌鲁木齐冰碛层。一般将这次冰碛层划为早更新世。当时冰川长近100km，为宽尾山谷冰川，也有人认为是山麓冰川。

煤矿冰碛层该冰碛层在乌鲁木齐南山地区被称为前峡冰碛层，为灰褐色，由砾石、漂砾和泥质构成，胶结坚实。冰碛层厚8m，覆盖在侏罗纪地层上一般认为其时代为中更新世。该期冰川为宽尾山谷冰川

克孜尔布拉克冰碛层该冰碛层由冰碛漂砾、砂和粘土构成，无分选，未胶结或半胶结，构成终碛垄。当时冰川为山谷冰川或山麓冰川。这次冰碛层的时代暂定为晚更新世早期。

破城子冰碛层该冰碛层也称望峰冰碛层，为含较多细粒物质的泥砾及漂砾土，未胶结。这次冰碛层的时代为晚更新世晚期。当时冰川为山谷冰川。

由上可知，冰碛层由老到新，由胶结到半胶结和不胶结，冰碛物风化程度由强到弱。各期冰碛层厚度不大，一般在10m左右。

图13-17天山托木尔峰地区破城子煤矿附近冰期、间冰期地层剖面

（1）、（3）和（5）层分别为破城子冰碛层、克孜尔布克冰碛层和煤矿冰碛层；（2）、（4）层为间冰期沉积

在各冰期之间，为间冰期沉积（表13-5），间冰期主要为河流冲积层，以砾和砂为主，具分选性，层理清楚，有时与冰碛层交替出现（图13-16）。

（2）祁连山—河西走廊区本区东以乌鞘岭的东麓为界；南达以祁连山南麓；西至天山—塔里木区相临；北面包括北山，向东包括黎山、龙首山，再向东大致以阿拉善沙漠的南缘为界。

区内地层以洪积层为最发育，在祁连山山区有冰积物出现，湖积层仅出现于晚更新世及全新世。该区地层划分如表13-5。

表13-5祁连山-河西走廊区第四纪地层表

① 山前及高原第四纪地层

下更新统为灰色，主要由砾石组成，称玉门砾石层。砾石形状多为浑圆形和次棱角形，局部夹透镜状硬砂岩，钙质胶结。该砾石层在山前分布较广，厚度变化大，从100到800m。砾石层受构造变动强烈，最大倾斜角度达30—60°。其成因主要属洪积形成的，间有冰水沉积。

中更新统较松散，民乐以西称酒泉砾石层，砾石成分南山系变质岩为主；民乐以东，为老君山砾岩为主，在山前多组成砾石阶地，砾石层中夹粗、中砂质透镜体。砾石层厚百余米。其主要是洪积物，间有冰水沉积。该砾石层也受到了强烈的构造变动。

上更新统有砂质粘土、化学沉积及黄土状粘质砂土其中湖沼砂质粘土和化学沉积以酒泉盆地为最典型，张掖、民乐盆地北部亦有分布，岩层最厚在60m以上，有碳酸钙、芒硝、石膏和岩盐沉积，在砂质粘土中富含腐殖质，并间有泥炭层；黄土状粘土质砂土分布在南山山前高阶地上和洪积扇边缘，具垂直节理和大孔隙，厚度不超过10m。在酒泉城北发现其中有人类活动遗迹，有灰烬与陶器。该地层以洪积为主，也有冲积形成的。

全新统包括洪积、冲积和风积地层。洪积层主要是砾石层，在南山和北山山前广泛分布，构成小型洪积裙；冲积层以青灰色中细砂为主，夹小砾石层，厚度一般在10m以上；风积沙层为淡黄色中细沙，在酒泉盆地分布最广，出露厚度在20m以上。

② 祁连山冰川堆积经过多年来的研究，已经查明祁连山区在第四纪发育有3—4次冰川和相应的冰碛层（表13-6）。这一地区第四纪的冰川主要是山谷冰川、网状山地冰川，也可能出现过山麓冰川。从3—4次冰碛层发育的时期来看与其它地区基本相同，并可相互对比。各期冰碛层的共同特点是以砾石为主，常含漂砾和泥砂成分，无分选和磨圆。各次冰期之间的间冰期沉积大多是具层理的流水沉积。

表13-6柴达木区第四纪地层划分表

（3）柴达木区柴达木区东界从西宁、湟源、共和盆地西缘一直到巴颜喀喇山；南以阿尼马卿山、布尔汉布达山及昆仑山北麓为界，西界为阿尔金山东麓；本区第四纪沉积的特点是有广泛的盐湖沉积，沉积物粒度较细，生物化石较多。粗粒沉积仅在盆地边缘有一定分布。由于柴达木盆地西北部上升和东南部下降，造成了第四纪地层在盆地西部不太发育，而在盆地中部及东南部发育良好。该区地层划分见表13-6。

① 下更新统在柴达木盆地西部，下更新统称七个泉组。该组地层主要为灰色砾岩夹黄色砂质泥岩，有时含岩盐和石膏，自下而上粒度由细变粗，厚约330m。在盆地中部和东部，下更新统称巴龙马海组。这一组地层由灰绿色、褐灰色砂质泥岩、粉砂岩夹石膏、岩盐层及砂岩组成。在盆地边缘厚达200m，中心厚度在1800m以上。该组地层含丰富的生物化石，主要有三门马、剑齿虎、中国鬣狗、犀牛、短耳兔、布氏大角鹿和披毛犀等。这两组地层均以湖相沉积为主。

② 中更新统该区中更新统称盐湖组，其下部为黄绿、浅褐红色泥岩与灰绿色砂岩互层；上部为灰绿色、灰褐色、土黄色泥岩，夹少许砂岩、细砂岩、泥灰岩、石膏和黑色炭质泥岩等。该组为盐湖相沉积，厚度在950m以上，主要分布在盆地东部。其中含东方剑齿象、介形虫类等化石。所谓盐湖组也可能包括部分早更新世沉积。

③上更新统上更新统为盐湖沉积和洪积层等沉积物，其中，洪积、冲积及冰水沉积由砂、砾及砂质土构成，分布在山麓地带，厚数十至数百米；盐湖沉积为一套褐黄色盐层，厚15—20m。盆地中部有棕色、蓝灰色及灰绿色湖相粉砂及粘土沉积，厚200—300m。

④全新统全新统主要为盐湖沉积和风积，分布普遍，由盐滩及湖底盐层组成，成分以盐类为主，次为光卤石、芒硝和氯化镁等。盐类沉积与风积、泥质沉积常混杂在一起。

最后，应当强调指出的是，由于西北区第四纪地层中化石稀少，而且沉积物粒度较粗，常缺乏测定年代的理想剖面和样品，所以，地层的时代主要是根据地层的相互关系、地貌位置和岩性特点的不同，通过对比，进行推测。这些地层的时代是不准确的，不能认为目前的地层划分方案是确定不变的，要根据收集到的新资料，随时补充和修正该区现在的地层层序和时代。另外，该区的冰碛、洪积和冰水沉积易相互混淆，因此，在划分地层时，首先要根据多方面的资料，确定他们的成因。

㈧ 前第四纪地层

本区出露最老的地层为早二叠世的马尔争组。主体地层为三叠系巴颜喀拉山群碎屑复理石建造（图1-20），并浅变质。第三系在本区不同部位有出露，分布零星。区内侵入岩不发育。现将各时代地层简述如下。

图1-20 黄河源区地质简图

（据青海省地质矿产局，1991，修改）

Fig.1-20 The geological map in the source area of the Yellow River

1.下二叠统马尔争组（P₁m）

马尔争组在研究区内出露很局限，一般呈带状或透镜状展布，如在哈姜盐池以南、玛多县城以西等地。岩性主要为一套火山岩和碳酸盐岩，其次为碎屑岩。火山岩多呈带状、透镜状、似层状产出，与正常碎屑沉积岩及灰岩相间出现，厚度变化大。

2.三叠系巴颜喀拉山群（Tby）

在黄河源区巴颜喀拉山群厚度很大，达上万米。下部为砂岩板岩，主要分布于北巴颜喀拉山和布青山一带，以灰色为主。中部为砂岩，分布较广，北、中、南巴颜喀拉山均有出露。岩石颜色为灰色、灰绿色，为半深海-深海环境浊流沉积。上部为板岩和砂岩夹板岩。集中分布于中、南巴颜喀拉山一带。

3.始新统-中新统雅西错组（E₂-N₁y）及新第三系上新统曲果组（N₂q）

雅西错组（E₂-N₁y）：主要分布于中、南巴颜喀拉山一带，以角度不整合覆于巴颜喀拉山群之上。底部为紫色厚-巨厚层岩屑长石细砂质粉砂岩、白云岩。下部为内陆山间盆地或断陷盆地河湖相沉积，为紫红、灰红、橘红色碎屑岩为主。上部为紫灰、暗紫红色厚-巨厚层状岩屑砂岩夹橘红色厚层状中细粒岩屑长石砂岩。

曲果组（N₂q）：主要分布于北巴颜喀拉山“两湖”地区，尤其在哈玛里滩一带出露最好，为一套陆相碎屑岩建造。其岩性从下到上有从砾岩-砂岩-粉砂岩-泥岩-石膏变化的特点。横向上由边缘向湖盆中心，粒度由粗变细。两湖地区上部为山麓洪积相浅黄紫色-紫红色-灰紫色层状砾岩，下部为河湖-湖泊相细粒碎屑岩。

本区侵入岩不甚发育，以酸性岩为主，中酸性岩类次之。岩浆活动集中于印支晚期，零星分布于主峰及其他地区。