《纪沉积物研究》PPT课件.ppt

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1、第三章 第四纪沉积物研究第四纪沉积物第四纪沉积物第四纪形成的松散岩石一般称为第四纪形成的松散岩石一般称为“第第四纪堆积物四纪堆积物”、“第四纪沉积物第四纪沉积物”或或“第四纪沉积层第四纪沉积层”。矿产资源矿产资源农业种植农业种植建筑材料建筑材料水资源水资源第三章第三章 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

2、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）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、火是确定第四纪沉积物的重要特征。除海滩岩、火是确定第四纪沉积物的重要特征。除海滩岩、火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。山岩、强钙质胶结的沉积物外。山岩、强钙质胶结的沉积物外。山岩、强钙质胶结的沉积物外。（2 2）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。1 1、基本特征、基本特征（3 3）岩性岩相变化快）岩性岩相变

3、化快1 1、基本特征、基本特征eluviumdlplalalpl（4 4）厚度差异大）厚度差异大厚度从厚度从0 0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（5 5）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：薄的风化皮全新世：未风化全新世：未风化1 1、基本特征、基本特征（6 6）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。1 1、基本特征、基本特征2 2、第四纪沉积物的命名、第四纪沉积物的命名砾石、砂、

4、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。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。2 2、第四纪沉积物的命名、第四纪沉积物的命名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）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剥蚀区地貌发展的同时在相邻的堆剥蚀区地貌发

5、展的同时在相邻的堆积区一定有相应的堆积。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）岩性成分是否来自供源区；）岩性成分是否来自供源区；（2）看每期沉积物的粒度变化；）看每期沉积物的粒度变化；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、地形和构造运动等因素影响受受气候气候地带性规律控制，中国第四纪沉地带性规律控制，中国第四纪沉积物沉积有明显纬向和经向地带性；积物沉积有明显纬向和经向地带性；地貌地貌三大阶梯：纬向分布受干扰，而经三大阶梯：纬向分布受干扰，而经向地带性得到加强；向地带性得到加强；新构造运动新构造运动与沉积物分布：第

6、四纪沉积与沉积物分布：第四纪沉积物在时间上有继承性。物在时间上有继承性。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 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，叫成因成因类型标志类型标志。包括以下三个方面的标志：。包括以下

7、三个方面的标志：（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 （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 （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）

8、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砾砾 石石 特特 征征砾态（圆度砾态（圆度 球度球度 扁平度）扁平度）砾石的排列及砾石的排列及ab面特征图面特征图砾石统计砾石统计判断古水流的流向判断古水流的流向

9、研究不同阶地之间的关系：研究不同阶地之间的关系：砾石组成砾石组成 水流动力条件水流动力条件长江三峡何时切开？长江三峡何时切开？砾石统计砾石统计大砾岩山三好砾岩成因大砾岩山三好砾岩成因 砾石测量记录表砾石测量记录表年 月 日测量人：记录人：不同沉积环境下的砾石特征不同沉积环境下的砾石特征（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：水动力条件：123水动力稳定性：水动力稳定性：321不同成因介质：不同成因介质：不同成因介质：不同成因介质：3 3：河流：河流：河流：河流 2 2：片流：片流：片流：片流1 1：重力、冰川：重力、冰川：重力、冰川：重力、冰川不

10、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（P11P11P11P11）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、或海河流、洪流、风力、或海浪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)C-M图解图解、粒粒 度度 参参 数数平均值（平均值（Mz）：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）：反映沉积物分选程度：反映沉积物分选程度偏态（偏态（Sk）：有正偏（偏粗）、正常、负偏：有正偏（偏粗）、正常、负偏（偏细）（偏细）峰态（峰态（KG）：越大，频率

11、曲线的中央峰值越窄：越大，频率曲线的中央峰值越窄分选程度分选程度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北北北北京京京京颐颐颐颐和和和和园园园园昆昆昆昆明明明明湖湖湖湖C CKK3 3孔孔孔孔石石石石英英英英砂砂砂砂表表表表面面面面形形形形态态态态特特特特征征征征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 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

12、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中无数细小角砾弥散分布在砂土中无数细小角砾弥散分布在砂土中无数细小角砾弥散分布在砂土中 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砾巨砾间充填无数后续水流的细砾巨砾间充填无数后续水流的细砾巨砾间充填无数后续水流的细砾 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

13、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C、沉积构造层理第四纪沉积物中几种主要楔状体沉积图第四纪沉积物中几种主要楔状体沉积图第四纪沉积物中的沙楔类型第四纪沉积物中的沙楔类型第四纪沉积物的多边形构造第四纪沉积物的多边形构造第四纪沉积物几种主要的钙质结核产状图第四纪沉积物几种主要的钙质结核产状图网纹构造（蠕虫构造）网纹构造（蠕虫构

14、造）中国南方亚热带第四纪红土中的一种普遍中国南方亚热带第四纪红土中的一种普遍次生构造。次生构造。是亚热带湿热气候（间冰期）条件下强氧是亚热带湿热气候（间冰期）条件下强氧化的湿热化作用形成的。化的湿热化作用形成的。图图2网纹白色部分的中心含有根系中柱网纹白色部分的中心含有根系中柱(Stele)遗迹遗迹根据实物绘制根据实物绘制,图中标尺为图中标尺为1 cm,样品采自江西九江样品采自江西九江.(a),(b)为纵切面为纵切面,(c)为横切面为横切面图图1剥离红土后的网纹显示出根系特征剥离红土后的网纹显示出根系特征根据照片绘制根据照片绘制,图中标尺为图中标尺为10 cm.(a)九江九江,(b)赣州赣州,

15、(c)宣宣城城 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(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海海 岸岸 阶阶 地地河河 流流 地地 貌貌洪洪 积积 扇扇 及及 其其 形形 态态 b.b.间接地貌标志间接地貌标志-相关沉积图相关沉积图（3）环境标志（The environment marks)A A、有机环境标志、有机环境标

16、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、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 2 2、第四纪沉积物成因类型确定的原则和方法第四纪沉积物成因类型确定的原则和方法（1 1）原则：）原则：）原则：）原则：根据所造成沉积物的主要动

17、力条件。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。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：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。3、第四纪沉积物成因分析及其分类（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

18、、沉积成因分析、编制图件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四纪沉积物成因类型分类第四纪沉积物成因类型分类续续1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续2三三、第第四四纪纪沉沉积积物物的的旋旋回回1、气候旋回、气候旋回2、侵蚀旋回、侵蚀旋回3、构造旋回、构造旋回4、沉积旋回沉积旋回三、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l1、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

19、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气候旋回气候旋回四次冰期理论四次冰期理论：主导了：主导了20世纪前半叶世纪前半叶第四纪有四次冷、暖交替（旋回）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米兰柯维奇天文周期（1）偏心率：表示运动轨道的形状）偏心率：表示运动轨道的形状 10万年（万年（41.3万年）万年）（2）黄赤夹角：表示转动轴的倾斜程度，）黄赤夹角：表示转动轴的倾斜程度，4.1万年万年（3）岁差：表示某季地球太阳的距离）岁差：表示某季地球太阳的距离 1.9万年与万年与2.3万年两

20、个变化周期万年两个变化周期三、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、侵蚀旋回、侵蚀旋回：没有构造运动，主要是沉积间断，通过沉积没有构造运动，主要是沉积间断，通过沉积没有构造运动，主要是沉积间断，通过沉积没有构造运动，主要是沉积间断，通过沉积间断面（间断面（间断面（间断面（erosion surface)erosion surface)反映出来反映出来反映出来反映出来。S S2 2S S3 3S S1 1三、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、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

21、。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；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

22、不同的成因不同的成因不同的成因)。l lalallalallalal构造旋回构造旋回References程捷程捷.哺乳动物群指示的气候旋回哺乳动物群指示的气候旋回以周口店早更以周口店早更新世哺乳动物群为例新世哺乳动物群为例.地学前缘地学前缘，1997，4（1-2）：）：275-279.王张峤，陈中原，魏子新等王张峤，陈中原，魏子新等.长江口第四纪沉积物中长江口第四纪沉积物中构造与古气候耦合作用的探讨构造与古气候耦合作用的探讨.科学通报科学通报，2005，50（14）：）：1503-1511.赵志中，田明中，曹伯勋等赵志中，田明中，曹伯勋等.第四纪沉积环境重建中第四纪沉积环境重建中多元统计方法的应用多元统计方法的应用.成都理工学院学报成都理工学院学报，1998，25（2）：）：296-302.