第四紀(jì)氣候及海平面變化

1、3. 第四紀(jì)氣候及海平面變化第四紀(jì)氣候及海平面變化 掌握掌握中國第四紀(jì)氣候及其演化；中國第四紀(jì)氣候及其演化； 掌握掌握第四紀(jì)海平面變化的一般特點；第四紀(jì)海平面變化的一般特點； 了解了解海平面變動標(biāo)志海平面變動標(biāo)志; 了解了解海平面波動的原因海平面波動的原因3.1 第四紀(jì)氣候第四紀(jì)氣候 3.1.1 概述概述（第四紀(jì)氣候特征、氣候變化證據(jù)）第四紀(jì)氣候特征、氣候變化證據(jù)） 3.1.2 更新世氣候變化的地質(zhì)記錄更新世氣候變化的地質(zhì)記錄 (1) 歐洲歐洲 (3) 深海沉積物及其化石記錄深海沉積物及其化石記錄 (2) 北美大陸北美大陸 (4) 岡瓦納大陸上的地質(zhì)記錄岡瓦納大陸上的地質(zhì)記錄 3.1.3 全新

2、世全新世(冰后期冰后期)氣候變化的地質(zhì)記錄氣候變化的地質(zhì)記錄 3.1.4 第四紀(jì)氣候演化第四紀(jì)氣候演化 （1）世界第四紀(jì)氣候演化（）世界第四紀(jì)氣候演化（2）中國第四紀(jì)氣候演化）中國第四紀(jì)氣候演化3.2 第四紀(jì)海平面變化第四紀(jì)海平面變化 3.2.1 海平面變化的一般特點海平面變化的一般特點 3.2.2 海平面變動的標(biāo)志海平面變動的標(biāo)志 3.2.3 第四紀(jì)早、中期的海平面變動第四紀(jì)早、中期的海平面變動 3.2.4 中國晚更新世以來的海平面變動中國晚更新世以來的海平面變動 3.2.5 海平面波動的原因海平面波動的原因 3.2.6 海平面變化效應(yīng)海平面變化效應(yīng)3.1 第四紀(jì)氣候第四紀(jì)氣候 3.1.1

3、概述概述 太古代以來，絕大部分時間全球以溫太古代以來，絕大部分時間全球以溫暖氣候為主，但也分別在距今暖氣候為主，但也分別在距今6-8億年前億年前晚晚元古代元古代(Pt3)(震旦紀(jì)震旦紀(jì)Z）、3億年前的億年前的石炭紀(jì)石炭紀(jì)(C)-二疊紀(jì)二疊紀(jì)(P)及及3百萬年以來的百萬年以來的第四紀(jì)第四紀(jì)(Q)，發(fā)生了三次全球性大規(guī)模的冰川活動。因發(fā)生了三次全球性大規(guī)模的冰川活動。因此，此，。 第四紀(jì)氣候特征：第四紀(jì)氣候特征：（見表（見表1-1）。）。冰期：冰期：氣候變冷，發(fā)育冰川的時期。氣候變冷，發(fā)育冰川的時期。間冰期：間冰期：兩次冰期之間，氣候變暖，冰川消退時期。兩次冰期之間，氣候變暖，冰川消退時期。，包括

4、生物、地質(zhì)、土壤、地球化學(xué)等，包括生物、地質(zhì)、土壤、地球化學(xué)等，成，成為研究第四紀(jì)氣候變化的依據(jù)。為研究第四紀(jì)氣候變化的依據(jù)。，系統(tǒng)研究第四紀(jì)氣候的變化，系統(tǒng)研究第四紀(jì)氣候的變化，是第四紀(jì)研究的一個重要方面。是第四紀(jì)研究的一個重要方面。 尋找第四紀(jì)氣候變化證據(jù)的方法尋找第四紀(jì)氣候變化證據(jù)的方法生物證據(jù)生物證據(jù) （1）動物群證據(jù)：）動物群證據(jù)： 來自各別種和一些種的共生組合，以及來自各別種和一些種的共生組合，以及它們在時空的分布和變化。它們在時空的分布和變化。如：如：利用沉積物利用沉積物中含特殊有孔蟲共生組合，得到海面溫度和中含特殊有孔蟲共生組合，得到海面溫度和海水咸度，研究氣候變化。海水咸度，

5、研究氣候變化。另據(jù)另據(jù)脊椎動物及脊椎動物及軟體動物的形態(tài)及分布規(guī)律，可證明更新世軟體動物的形態(tài)及分布規(guī)律，可證明更新世氣候變化。氣候變化。（2）植物化石證據(jù)：）植物化石證據(jù)： 每種區(qū)域植物類型，都有適于其生長每種區(qū)域植物類型，都有適于其生長的特殊氣候。例如的特殊氣候。例如第四紀(jì)孢粉的共生組合第四紀(jì)孢粉的共生組合可提供區(qū)域植物類型，從而得到其生長的可提供區(qū)域植物類型，從而得到其生長的氣候氣候。如：。如：Hedera植物的生長旺季為平均植物的生長旺季為平均溫度高于溫度高于16-18，正常生長溫度下限為，正常生長溫度下限為15，因而可根據(jù)第四紀(jì)，因而可根據(jù)第四紀(jì)Hedera的孢粉頻的孢粉頻度，推定第

6、四紀(jì)氣候變遷。度，推定第四紀(jì)氣候變遷。地質(zhì)證據(jù)：地質(zhì)證據(jù)：（1）冰川沉積物：）冰川沉積物： 陸地或水中冰川沉積物，都不能證明陸地或水中冰川沉積物，都不能證明氣候氣候變化細(xì)節(jié)變化細(xì)節(jié)。因為。因為冰川形成和分布，僅僅是氣候冰川形成和分布，僅僅是氣候變化的結(jié)果之一變化的結(jié)果之一。但冰積物的。但冰積物的區(qū)域分布區(qū)域分布，可在，可在一定程度上說明氣候，因為冰積物分布界限，一定程度上說明氣候，因為冰積物分布界限，平行于現(xiàn)時雪線和夏季的等溫線。平行于現(xiàn)時雪線和夏季的等溫線。（2）其它沉積物：）其它沉積物： 其它非生物及生物沉積物，都可證其它非生物及生物沉積物，都可證明氣候，但常由局部環(huán)境因素決定。明氣候，但

7、常由局部環(huán)境因素決定。例例如如，黃土堆積于現(xiàn)時的草原環(huán)境而不是，黃土堆積于現(xiàn)時的草原環(huán)境而不是堆積于潮濕環(huán)境，所以黃土一般是與干堆積于潮濕環(huán)境，所以黃土一般是與干旱、半干旱的大陸性氣候環(huán)境伴生。但旱、半干旱的大陸性氣候環(huán)境伴生。但黃土中所含粉砂，卻能是多種成因的。黃土中所含粉砂，卻能是多種成因的。地貌證據(jù)：地貌證據(jù)： 內(nèi)陸湖岸分布的內(nèi)陸湖岸分布的湖成階地的出現(xiàn)湖成階地的出現(xiàn)，說明在過，說明在過去，湖水面較現(xiàn)在高，證明以前降水量較大、蒸去，湖水面較現(xiàn)在高，證明以前降水量較大、蒸發(fā)量較小，產(chǎn)生湖漲。湖岸階地系，說明冰期和發(fā)量較小，產(chǎn)生湖漲。湖岸階地系，說明冰期和間冰期的交替。間冰期的交替。 冰期和

8、間冰期的交替引起海退和海侵，從而冰期和間冰期的交替引起海退和海侵，從而形成海成階地系。也是溫度變化的證據(jù)。形成海成階地系。也是溫度變化的證據(jù)。 冰斗分布冰斗分布，可確定局部雪線，因為，可確定局部雪線，因為它們在雪線位置或雪線附近形成。一群它們在雪線位置或雪線附近形成。一群冰斗底高度，指示它們形成時的冰斗底高度，指示它們形成時的雪線雪線。冰斗底與現(xiàn)時雪線間的高差，可證明在冰斗底與現(xiàn)時雪線間的高差，可證明在冰斗形成時雪線降低幅度，并可計算第冰斗形成時雪線降低幅度，并可計算第四紀(jì)冰期時的溫度與現(xiàn)時的溫差。四紀(jì)冰期時的溫度與現(xiàn)時的溫差。土壤土壤 土壤形成取決于作為母質(zhì)的土壤形成取決于作為母質(zhì)的巖石或沉

9、積物巖石或沉積物類型類型、氣候氣候、地形地形、植物和微生物生長及、植物和微生物生長及土壤土壤發(fā)育時間發(fā)育時間。主要土壤帶以及與其相關(guān)的氣候帶如下：主要土壤帶以及與其相關(guān)的氣候帶如下：（1）灰壤）灰壤（灰化土）：發(fā)育在潮濕氣候和自由（灰化土）：發(fā)育在潮濕氣候和自由排水區(qū)。排水區(qū)。（2）棕壤）棕壤：形成氣候條件較灰壤溫暖和干旱。：形成氣候條件較灰壤溫暖和干旱。土壤中空氣充足且干燥。土壤中空氣充足且干燥。（3）栗鈣土）栗鈣土：產(chǎn)生于夏季溫度高和降水量小的氣：產(chǎn)生于夏季溫度高和降水量小的氣候條件。候條件。（4）黑鈣土）黑鈣土（黑土）：形成于夏季較干旱、溫暖、（黑土）：形成于夏季較干旱、溫暖、降雨，主要

10、集中在春、秋季節(jié)的大陸氣候條件降雨，主要集中在春、秋季節(jié)的大陸氣候條件下。下。（5）紅土）紅土：產(chǎn)生于熱夏季和溫濕季氣候條件下。：產(chǎn)生于熱夏季和溫濕季氣候條件下。因土的氧化作用劇烈，游離氧化鐵的水解程度因土的氧化作用劇烈，游離氧化鐵的水解程度小，故土壤呈紅色。小，故土壤呈紅色。（6）沙漠土）沙漠土：是在氣候干旱條件下形成的。：是在氣候干旱條件下形成的。同位素測定同位素測定 氫、氧和碳的同位素比例變化，可部分取氫、氧和碳的同位素比例變化，可部分取決于溫度改變。如對海生生物碳酸鹽和冰中氧決于溫度改變。如對海生生物碳酸鹽和冰中氧同位素（同位素（16O，18O）研究可知，冰中）研究可知，冰中18O含量

11、越含量越少，溫度越低少，溫度越低；18O/16O比值，隨海洋水的溫度比值，隨海洋水的溫度而變化，這種比值變化很小，溫度下降而變化，這種比值變化很小，溫度下降1，18O相對于相對于16O減小減小0.02%。降水量變化降水量變化 冰期，冰期，中緯和低緯度帶內(nèi)氣溫降低，引起中緯和低緯度帶內(nèi)氣溫降低，引起蒸發(fā)量減小，蒸發(fā)量減小，湖水面升高湖水面升高和咸度降低；和咸度降低；間冰期，間冰期，則會引起則會引起湖面降低湖面降低，湖水咸度升高。，湖水咸度升高。風(fēng)風(fēng) 冰期，冰期，冰川產(chǎn)生，大氣環(huán)流被加劇，冰川產(chǎn)生，大氣環(huán)流被加劇，風(fēng)力風(fēng)力增大增大，故可據(jù)第四紀(jì)堆積物中風(fēng)積物研究，推，故可據(jù)第四紀(jì)堆積物中風(fēng)積物研究

12、，推定大氣環(huán)流，進(jìn)而推測氣候。定大氣環(huán)流，進(jìn)而推測氣候。 3.1.2 更新世氣候變化的地質(zhì)記錄更新世氣候變化的地質(zhì)記錄 全球進(jìn)入大冰期。冰川作全球進(jìn)入大冰期。冰川作用最盛時，全球陸地面積的用最盛時，全球陸地面積的32%被冰流被冰流覆蓋（覆蓋（A.Goudie,1977)。冰期，氣溫平。冰期，氣溫平均比現(xiàn)在低均比現(xiàn)在低8-12，其中，其中高緯度地區(qū)降高緯度地區(qū)降低更大低更大，低緯度地區(qū)降低變小。如，低緯度地區(qū)降低變小。如中歐中歐冰期中氣溫冰期中氣溫下降下降10-15 ，南歐，南歐則則下降下降5-7 。大洋水體表面溫度下降大洋水體表面溫度下降3-8 ，中，中低緯地區(qū)雪線高度下降低緯地區(qū)雪線高度下降

13、1,000-1,500米，米，因此熱帶和溫帶的范圍大大縮小。因此熱帶和溫帶的范圍大大縮小。世界地形圖世界地形圖密西西比河密西西比河北美北美地中海地中海印度印度南美南美非洲非洲亞洲亞洲歐洲歐洲澳洲澳洲(1) 歐洲（南歐）歐洲（南歐） 阿爾卑斯山北麓保存多級由冰磧和冰水堆積阿爾卑斯山北麓保存多級由冰磧和冰水堆積構(gòu)成的階地，這些堆積物屬不同時期：低階地礫構(gòu)成的階地，這些堆積物屬不同時期：低階地礫石石；高階地礫石；高階地礫石；新蓋層；新蓋層礫石礫石；老蓋層礫石；老蓋層礫石，位置，位置更高的蓋層礫石分別對應(yīng)更高的蓋層礫石分別對應(yīng)和和。歐洲在第四紀(jì)出現(xiàn)歐洲在第四紀(jì)出現(xiàn)6次冰期，且在高階地表層保存次冰期，且

14、在高階地表層保存三套褐色土，分別對應(yīng)群智三套褐色土，分別對應(yīng)群智- -民德、民德民德、民德- -里斯、里斯、里斯里斯- -玉木三個玉木三個( (表表1-1)1-1)。 北歐北歐至今存在橫貫丹麥、荷蘭、德國北部至今存在橫貫丹麥、荷蘭、德國北部和波蘭的巨大終磧，據(jù)堆積物和波蘭的巨大終磧，據(jù)堆積物組成組成及及結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)和所和所含含動植物化石組合動植物化石組合發(fā)現(xiàn)，這些終磧由發(fā)現(xiàn)，這些終磧由6次寒冷次寒冷期的冰川形成，并根據(jù)海侵層、泥炭層和孢粉期的冰川形成，并根據(jù)海侵層、泥炭層和孢粉分析，劃分出界于上述分析，劃分出界于上述6個寒冷期個寒冷期(冰期冰期)的的5次次溫暖期（間冰期）（表溫暖期（間冰期）（表3

15、-1）。）。表3-1 北歐冰期順序表 寒冷期（冰期） 溫暖期（間冰期） 維克塞爾（W eichsel） 埃母（Eem） 薩阿利（Saale） 霍爾斯坦（Holstein） 埃爾斯特（Elster） 克羅默（Cromer） 曼那皮（Menap） 瓦爾（W aal） 埃伯龍尼（Eburon） 比利迪格爾（Pretilian） 迪格斯（Tigian） 新新老老 (2) 北美大陸北美大陸 據(jù)冰川堆積物及所含動植物化石組合特征，從新到老可劃據(jù)冰川堆積物及所含動植物化石組合特征，從新到老可劃分出分出4個冰期、三個間冰期和一個冰后期（表個冰期、三個間冰期和一個冰后期（表3-2） 。表表 3-2 北美古氣候地

16、質(zhì)記錄北美古氣候地質(zhì)記錄 地質(zhì)記錄地質(zhì)記錄 氣候特征氣候特征 威斯康星冰磧層，含云杉、冷杉植物化石 潮濕寒冷 桑加蒙間冰期厚層泥炭夾黃土， 從下到上所含植物化石分別為松為主灌木和闊葉林為主針葉林為主 涼爽干燥 伊利諾安冰磧層，廣泛分布于伊利諾安州、印第安納南部和愛奧華中部等，以泥礫為主以泥礫為主，外圍有大面積黃土堆積 潮濕寒冷 雅爾蒙斯間冰期堆積物， 在堪薩斯一帶分布較廣， 為砂紙粘土和泥炭， 動物有 Megalonyx, Megatherium, Equus, Elepas(Parephas)等，代表溫和氣候，根據(jù)孢粉分析有松、落葉，揭示當(dāng)時年均氣溫比現(xiàn)在稍低。 溫暖干燥 堪薩斯冰磧，冰磧物

17、在愛奧華分布最廣，密蘇里州北部、以及堪薩斯的東北，冰磧物厚15m 左右，以泥礫為主以泥礫為主，所含動植物化石指示當(dāng)時的氣候比現(xiàn)在冷得多。 潮濕寒冷 阿夫唐間冰期堆積物，以砂、粘土及泥炭為主，含森林植物和動物化石。根據(jù)伊阿華州此期堆積物中的孢粉分析，初期松柏科植物繁茂、中期草本植物繁茂、晚期則以松柏為主。 較冷溫暖較冷 內(nèi)部拉斯加冰磧，冰磧物厚達(dá) 30 余米，直接覆蓋在基巖上，產(chǎn)反映潮濕寒冷氣候的動植物化石組合。 潮濕寒冷 (3) 深海沉積物及其化石記錄深海沉積物及其化石記錄 陸地堆積物由于剝蝕、侵蝕作用保存不全，陸地堆積物由于剝蝕、侵蝕作用保存不全，圖圖3-1 是根據(jù)加勒比海海面以下是根據(jù)加勒

18、比海海面以下4896m的的鉆孔記錄對其中厚鉆孔記錄對其中厚1540cm沉積物進(jìn)行分析得出沉積物進(jìn)行分析得出的第四紀(jì)氣候變化情況。結(jié)果表明，更新世及次的第四紀(jì)氣候變化情況。結(jié)果表明，更新世及次大的冰期均保存有兩個以上副冰期，表明氣候變大的冰期均保存有兩個以上副冰期，表明氣候變化存在不同時間尺度的波動?；嬖诓煌瑫r間尺度的波動。 暖暖冷冷(4) 岡瓦納大陸上的地質(zhì)記錄岡瓦納大陸上的地質(zhì)記錄 非洲非洲除少數(shù)除少數(shù)海拔高的山地海拔高的山地如烏干達(dá)的瑞文速爾有冰如烏干達(dá)的瑞文速爾有冰磧物發(fā)育外，大部分地區(qū)未發(fā)現(xiàn)冰川作用遺跡，但磧物發(fā)育外，大部分地區(qū)未發(fā)現(xiàn)冰川作用遺跡，但一些古湖泊湖岸線變化卻完整地記錄了

19、第四紀(jì)雨期一些古湖泊湖岸線變化卻完整地記錄了第四紀(jì)雨期（對應(yīng)冰期）（對應(yīng)冰期）洪積期，間雨期（對應(yīng)間冰期）洪積期，間雨期（對應(yīng)間冰期）間洪積期的更替。間洪積期的更替。雨量充沛，湖水上升，相鄰湖泊相連，如納雨量充沛，湖水上升，相鄰湖泊相連，如納庫里、埃曼德塔和納發(fā)沙等，歷史上曾擴(kuò)張成一個庫里、埃曼德塔和納發(fā)沙等，歷史上曾擴(kuò)張成一個湖泊。湖泊。，湖面縮小或干沽。根據(jù)湖泊的興，湖面縮小或干沽。根據(jù)湖泊的興衰，將非洲更新世古氣候劃分為衰，將非洲更新世古氣候劃分為4個洪積期和個洪積期和3個間個間洪積期，表洪積期，表3-3 。 表表3-3 東東非非第第四四紀(jì)紀(jì)氣氣候候變變化化及及與與歐歐洲洲對對比比 時時

20、代代 東東非非 阿阿爾爾卑卑斯斯 全全 新新 世世 納納庫庫里里 第第二二洪洪積積后后期期 潮潮濕濕相相 馬馬卡卡林林 第第一一洪洪積積后后期期 潮潮濕濕相相 第第一一洪洪積積后后期期 干干燥燥相相 冰冰后后期期 格格姆姆布布林林 第第四四洪洪積積期期 玉玉木木冰冰期期 第第三三間間洪洪積積期期 里里斯斯玉玉木木間間冰冰期期 蓋蓋吉吉林林 第第三三洪洪積積期期 里里斯斯冰冰期期 第第二二間間洪洪積積期期 民民德德里里斯斯間間冰冰期期 卡卡馬馬星星 第第二二洪洪積積期期 民民德德冰冰期期 第第一一間間洪洪積積期期 智智群群民民德德間間冰冰期期 更更 新新 世世 卡卡捷捷蘭蘭 第第一一洪洪積積期期

21、 群群智智冰冰期期 3.1.3 全新世全新世(冰后期冰后期)氣候變化地質(zhì)記錄氣候變化地質(zhì)記錄 全新世也叫冰后期，全新世也叫冰后期，全新世（，全新世（Holocene)這一術(shù)語是這一術(shù)語是1869年年Gervais提出的，提出的，1932年被國際第四紀(jì)委年被國際第四紀(jì)委員會議決定采用。員會議決定采用。 Blytt(1876)研究北歐沼澤沉積物中植物研究北歐沼澤沉積物中植物化石，以化石，以，以，以，由老到新劃分由老到新劃分出（北極期）、前北方期、北方期、大西洋出（北極期）、前北方期、北方期、大西洋期、亞北方期、亞大西洋期和現(xiàn)代期。這一期、亞北方期、亞大西洋期和現(xiàn)代期。這一氣候演變規(guī)律后來得到了氣候

22、演變規(guī)律后來得到了R. Sernander 的證的證實，并對上述各期泥炭或樹木進(jìn)行了實，并對上述各期泥炭或樹木進(jìn)行了14C測年，測年，其成果已成為國際上普遍采用的其成果已成為國際上普遍采用的Blytt- -Sernander冰后期氣候方案（表冰后期氣候方案（表3-4 ） 。 3.1.4 第四紀(jì)氣候演化第四紀(jì)氣候演化（1）世界第四紀(jì)氣候演化）世界第四紀(jì)氣候演化據(jù)陸上及深海沉積物及保存的化石記據(jù)陸上及深海沉積物及保存的化石記錄。第四紀(jì)更新世全球可劃分錄。第四紀(jì)更新世全球可劃分及及，其中無論是冷期還是暖期，其中無論是冷期還是暖期，都包含都包含北半球北半球無論暖或冷期，從極地到赤道可分成無論暖或冷期，

23、從極地到赤道可分成：極地冰蓋、大陸冰川、永凍層、極地冰蓋、大陸冰川、永凍層、苔原、溫帶森林、地中海植被、荒漠和草原、苔原、溫帶森林、地中海植被、荒漠和草原、熱帶疏林草原（盧旺達(dá)）、赤道雨林。熱帶疏林草原（盧旺達(dá)）、赤道雨林。但冷暖但冷暖期植被帶緯度范圍差別很大。期植被帶緯度范圍差別很大。冰期冰期，大陸冰川、，大陸冰川、永凍層向中緯度推進(jìn)，森林、荒漠面積縮??；永凍層向中緯度推進(jìn)，森林、荒漠面積縮小；間冰期間冰期，與現(xiàn)代氣候相似的暖期，大陸冰川向，與現(xiàn)代氣候相似的暖期，大陸冰川向北推進(jìn)，只分布在北推進(jìn)，只分布在7777-81-81N N，森林面積擴(kuò)大，森林面積擴(kuò)大，荒漠面積相應(yīng)也在擴(kuò)大。荒漠面積相

24、應(yīng)也在擴(kuò)大。 在在僅在極地及山岳地帶如安第斯僅在極地及山岳地帶如安第斯山有冰川發(fā)育，大部分地區(qū)為山有冰川發(fā)育，大部分地區(qū)為雨期雨期，降雨豐，降雨豐富，湖水面積擴(kuò)大，水位升高，沙漠面積縮富，湖水面積擴(kuò)大，水位升高，沙漠面積縮小，水系發(fā)達(dá)。小，水系發(fā)達(dá)。時，氣溫升高，有些地時，氣溫升高，有些地方因副熱帶高壓向中緯度移動，出現(xiàn)干燥氣方因副熱帶高壓向中緯度移動，出現(xiàn)干燥氣候，沙漠面積擴(kuò)大，這一時期稱為候，沙漠面積擴(kuò)大，這一時期稱為間雨期間雨期。，氣候具有明顯的垂直分帶性，氣候具有明顯的垂直分帶性，如海拔如海拔5000m以上的高山從山頂向山下可以區(qū)分以上的高山從山頂向山下可以區(qū)分出：山岳冰川、永凍土、針

25、葉林帶、針葉闊葉混出：山岳冰川、永凍土、針葉林帶、針葉闊葉混交林帶、闊葉林帶。交林帶、闊葉林帶。盡管沒有大規(guī)模的冰川作用，但冷濕氣盡管沒有大規(guī)模的冰川作用，但冷濕氣候與干暖氣候或濕暖氣候多次交替，構(gòu)成冰后期候與干暖氣候或濕暖氣候多次交替，構(gòu)成冰后期氣候特點，如在北歐就可劃分出氣候特點，如在北歐就可劃分出5次大的氣候期。次大的氣候期。 （2）中國第四紀(jì)氣候演化）中國第四紀(jì)氣候演化 中國位于亞洲大陸東部。西北部深入歐亞大陸中國位于亞洲大陸東部。西北部深入歐亞大陸內(nèi)陸，屬大陸干燥與半干旱氣候，東部則瀕臨內(nèi)陸，屬大陸干燥與半干旱氣候，東部則瀕臨太平洋，屬季風(fēng)氣候。太平洋，屬季風(fēng)氣候。 據(jù)研究，據(jù)研究，

26、。冷期（冰期）冷期（冰期），發(fā)育規(guī)模較大的山岳冰川，在，發(fā)育規(guī)模較大的山岳冰川，在下風(fēng)區(qū)下風(fēng)區(qū)形成黃土堆積形成黃土堆積。暖期（間冰期）暖期（間冰期），或，或發(fā)發(fā)育湖泊育湖泊或形成或形成古土壤古土壤。，江西一帶出現(xiàn)過一次規(guī)模較大的山，江西一帶出現(xiàn)過一次規(guī)模較大的山麓冰泛，在珠峰、華北、云南、陜西等均有冰麓冰泛，在珠峰、華北、云南、陜西等均有冰磧物存在，并磧物存在，并在華北區(qū)在華北區(qū)(山西山西)形成午城黃土形成午城黃土。鄱陽鄱陽-大姑間冰期大姑間冰期，使南方湖泊發(fā)育，北方形，使南方湖泊發(fā)育，北方形成古土壤。成古土壤。，為規(guī)模較大的山谷冰川或山麓冰筏，為規(guī)模較大的山谷冰川或山麓冰筏發(fā)育期，保存的發(fā)育

27、期，保存的冰磧物以發(fā)育網(wǎng)紋狀構(gòu)造的棕冰磧物以發(fā)育網(wǎng)紋狀構(gòu)造的棕紅色泥礫為特征紅色泥礫為特征。 大姑大姑廬山間冰期廬山間冰期，氣候濕熱，氣候濕熱，東部普遍發(fā)育東部普遍發(fā)育網(wǎng)紋紅土，西部則為巨厚的礫石層堆積網(wǎng)紋紅土，西部則為巨厚的礫石層堆積。在西。在西部高山地區(qū)生長著茂密的針闊葉混交林，年平部高山地區(qū)生長著茂密的針闊葉混交林，年平均氣溫均氣溫10左右。左右。，在，在東部東部海拔海拔800m以上的山區(qū)出現(xiàn)以上的山區(qū)出現(xiàn)冰川，其外圍為冰水堆積；冰川，其外圍為冰水堆積；西部山區(qū)西部山區(qū)則在海拔則在海拔1000m以上出現(xiàn)冰川。以上出現(xiàn)冰川。廬山廬山大理間冰期大理間冰期，氣候干熱為，氣候干熱為古土壤發(fā)育期古

28、土壤發(fā)育期，富含鐵錳風(fēng)化殼富含鐵錳風(fēng)化殼。，長江中下游未發(fā)育冰川，但在，長江中下游未發(fā)育冰川，但在西部山區(qū)有冰川發(fā)育。我國此時氣候普遍西部山區(qū)有冰川發(fā)育。我國此時氣候普遍寒冷，寒冷，西北和華北地區(qū)出現(xiàn)大面積的風(fēng)成西北和華北地區(qū)出現(xiàn)大面積的風(fēng)成黃土堆積黃土堆積，甚至在，甚至在長江下游一帶出現(xiàn)風(fēng)成長江下游一帶出現(xiàn)風(fēng)成粘土粘土（下蜀粘土）。（下蜀粘土）。 進(jìn)入進(jìn)入，氣候橫向上具有明顯的波動，氣候橫向上具有明顯的波動性性( (冷暖交替冷暖交替) )和明顯的分帶性（表和明顯的分帶性（表3-5 ）。）。 表表3-5 我我國國華華北北、東東北北與與北北歐歐、前前蘇蘇聯(lián)聯(lián)、日日本本的的全全新新世世氣氣候候?qū)?/p>

29、比比 （據(jù)據(jù)周周昆昆叔叔簡簡化化） 時時代代 氣氣候候期期 華華北北平平原原 東東北北平平原原 挪挪威威、瑞瑞典典 前前蘇蘇聯(lián)聯(lián) 日日本本 古古氣氣候候 （華華北北、東東北北） 全新世晚期 亞大西洋期 松為主的森林草原 松樺為主的森林草原 云杉、山毛櫸、棟 云杉、 松、 樺占優(yōu)勢(500a B.P.);云杉占絕對優(yōu)勢(500-2500a B.P.) 松、冷杉 涼較干 亞北方期 棟、椴、 全新世中期 大西洋期 松較多的闊葉樹森林草原 闊葉樹森林草原 （有松樺參與） 棟、榆、椴 闊葉樹種和榿木大量出現(xiàn) 棟、 山毛櫸 溫暖 榿木、榆 冷杉、 云杉 北方期 松為主的森林草原 松、樺、榛 松、 樺花粉占

30、絕對優(yōu)勢 樺、云杉、松 全新世早期 前北方期 樺或樺松為主的森林草原 樺、松 云杉花粉占絕對優(yōu)勢 較冷較干 氣候變化原因氣候變化原因 冰期及間冰期交替的周期性，長達(dá)幾億年，每冰期及間冰期交替的周期性，長達(dá)幾億年，每一周期又包含多級小周期。這些變化需用冰川發(fā)生一周期又包含多級小周期。這些變化需用冰川發(fā)生原因解釋。代表性假說有：原因解釋。代表性假說有：（1）Simpson（辛普森）假說（辛普森）假說 認(rèn)為第四紀(jì)冰期與間冰期多次交替出現(xiàn)是認(rèn)為第四紀(jì)冰期與間冰期多次交替出現(xiàn)是太陽太陽放射能變化引起放射能變化引起。放射能增大放射能增大，溫度上升，介于赤，溫度上升，介于赤道兩極間的環(huán)流增大，引起雪和降水量

31、增大，使雪道兩極間的環(huán)流增大，引起雪和降水量增大，使雪線降低，形成線降低，形成冰進(jìn)冰進(jìn)；放射能減小，情況剛好相反。；放射能減小，情況剛好相反。在冰川以外地區(qū)，則表現(xiàn)為洪積期和間洪積期。在冰川以外地區(qū)，則表現(xiàn)為洪積期和間洪積期。（2）Milankovitch(米蘭科維奇）假說米蘭科維奇）假說 太陽放射能可看作是一個常數(shù)，由于地球太陽放射能可看作是一個常數(shù)，由于地球赤道要素的緩慢變化，可引起在不同緯度帶內(nèi)赤道要素的緩慢變化，可引起在不同緯度帶內(nèi)和不同季節(jié)內(nèi)接受太陽能的量發(fā)生變化和不同季節(jié)內(nèi)接受太陽能的量發(fā)生變化。在時。在時間過程中，大氣層頂部接受到的間過程中，大氣層頂部接受到的太陽放射能太陽放射能

32、，可以按不同緯度帶和季節(jié)加以計算。其結(jié)果產(chǎn)可以按不同緯度帶和季節(jié)加以計算。其結(jié)果產(chǎn)生了以生了以milankovitch命名的命名的放射曲線放射曲線。這一曲線。這一曲線與最近與最近1500Ma一些大的冷暖事件有較好的對應(yīng)一些大的冷暖事件有較好的對應(yīng)性，即放射能變化可直接與冰進(jìn)和冰退的進(jìn)程性，即放射能變化可直接與冰進(jìn)和冰退的進(jìn)程關(guān)聯(lián)起來。關(guān)聯(lián)起來。 20世紀(jì)世紀(jì)40年代南斯拉夫科學(xué)家年代南斯拉夫科學(xué)家米蘭科維奇米蘭科維奇（M. Milankovitch, 1941）提出地球軌道三要素（地球軌道偏心率變化）提出地球軌道三要素（地球軌道偏心率變化10萬年周萬年周期期、黃赤交角變化、黃赤交角變化4萬年周

33、期萬年周期、歲差變化、歲差變化2萬年周期萬年周期）變化旋）變化旋回與第四紀(jì)冰期和間冰期有關(guān)的假說。回與第四紀(jì)冰期和間冰期有關(guān)的假說。 米蘭科維奇通過準(zhǔn)確計算，發(fā)現(xiàn)由于地球軌道變化使到達(dá)地米蘭科維奇通過準(zhǔn)確計算，發(fā)現(xiàn)由于地球軌道變化使到達(dá)地面的太陽輻射量的變化與第四紀(jì)冰期和間冰期一一對應(yīng)。研面的太陽輻射量的變化與第四紀(jì)冰期和間冰期一一對應(yīng)。研究成果在當(dāng)時未得到地質(zhì)學(xué)家的承認(rèn)和重視。直到究成果在當(dāng)時未得到地質(zhì)學(xué)家的承認(rèn)和重視。直到70年代海年代海斯（斯（Hays，1976）等人依據(jù)對深海鉆孔中有孔蟲殼的氧同位）等人依據(jù)對深海鉆孔中有孔蟲殼的氧同位素變化分析，確認(rèn)了冰期與間冰期的轉(zhuǎn)換存在素變化分析，

34、確認(rèn)了冰期與間冰期的轉(zhuǎn)換存在2、4、10萬年萬年周期。周期。 米蘭科維奇冰期理論的確認(rèn)是米蘭科維奇冰期理論的確認(rèn)是20世紀(jì)自然科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)。世紀(jì)自然科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)。（3）Ewing和和Donn假說假說 用用洋流和北冰洋變化洋流和北冰洋變化來說明周圍陸塊冰盾的來說明周圍陸塊冰盾的反復(fù)發(fā)生。暖期（間冰期），北極冰由于反復(fù)發(fā)生。暖期（間冰期），北極冰由于來自大來自大西洋的暖流西洋的暖流而被解體，引起降水量增大，周圍陸而被解體，引起降水量增大，周圍陸地冰川增長。同時引起海面降低，海水變淺，陸地冰川增長。同時引起海面降低，海水變淺，陸橋浮出，阻礙暖流向北方穿透，北冰洋被凍結(jié)，橋浮出，阻礙暖流向北方穿透

35、，北冰洋被凍結(jié)，降水量減小，海面再度上升，陸橋被淹沒，暖流降水量減小，海面再度上升，陸橋被淹沒，暖流向北方移動，再度引起北冰洋冰融解，循環(huán)再次向北方移動，再度引起北冰洋冰融解，循環(huán)再次開始。該假說認(rèn)為第四紀(jì)是在北極達(dá)到有利于這開始。該假說認(rèn)為第四紀(jì)是在北極達(dá)到有利于這種循環(huán)過程的時候開始的，與地質(zhì)資料有矛盾。種循環(huán)過程的時候開始的，與地質(zhì)資料有矛盾。（4）R.F.Flint假說假說 該假說把延緩第三紀(jì)以來的該假說把延緩第三紀(jì)以來的造山運動造山運動，引起，引起地形起伏地形起伏及第四紀(jì)冰的出現(xiàn)與太陽放射能變化聯(lián)及第四紀(jì)冰的出現(xiàn)與太陽放射能變化聯(lián)系起來，系起來，說明氣候變化和冰川的起因，即說明氣候變

36、化和冰川的起因，即太陽地太陽地形說。形說。 該假說較好解釋了第四紀(jì)反復(fù)的氣候變化和該假說較好解釋了第四紀(jì)反復(fù)的氣候變化和冰期、間冰期交替。但地球各部分接受太陽能的冰期、間冰期交替。但地球各部分接受太陽能的變化，卻沒說明。此外，如大的氣候變化是由太變化，卻沒說明。此外，如大的氣候變化是由太陽地形說的方式引起的一些小的變化，仍然可由陽地形說的方式引起的一些小的變化，仍然可由其他原因引起，這一問題仍需要研究。其他原因引起，這一問題仍需要研究。3.2 第四紀(jì)海平面變化第四紀(jì)海平面變化 海平面意義：海平面意義： 地球巖石圈表面凹凸不平，陸地和海盆起伏最地球巖石圈表面凹凸不平，陸地和海盆起伏最大。在大。在

37、水圈里水圈里97.2%的水分以液態(tài)儲存在海盆里的水分以液態(tài)儲存在海盆里，2.15%的水分以固態(tài)儲存在極地和高山冰川中，其的水分以固態(tài)儲存在極地和高山冰川中，其余極少部分或保存于陸地江、湖、土壤巖隙，或散余極少部分或保存于陸地江、湖、土壤巖隙，或散布在大氣層中。海水體的上表面與大氣圈交界，形布在大氣層中。海水體的上表面與大氣圈交界，形成成海平面海平面，覆蓋著地球表面的，覆蓋著地球表面的70.9%，與大陸、島，與大陸、島嶼交界，形成嶼交界，形成海岸線海岸線。 平均海平面高程的確定平均海平面高程的確定，依賴于沿海的潮汐，依賴于沿海的潮汐觀測記錄，使用沿海岸或與開放海域能自由連通觀測記錄，使用沿海岸或

38、與開放海域能自由連通的水域設(shè)置的驗潮儀，近的水域設(shè)置的驗潮儀，近9000個潮位讀數(shù)的個潮位讀數(shù)的算術(shù)算術(shù)平均值平均值。每一驗潮站的平均海平面根據(jù)該站。每一驗潮站的平均海平面根據(jù)該站特定特定年限內(nèi)潮位讀數(shù)平均值年限內(nèi)潮位讀數(shù)平均值推算出來?，F(xiàn)在有據(jù)青島推算出來?，F(xiàn)在有據(jù)青島驗潮站驗潮站1950至至1956年觀測值所確定的年觀測值所確定的“黃海平均黃海平均海平面海平面”。另還有。另還有“吳淞口平均海平面吳淞口平均海平面”。地球形態(tài)：地球形態(tài)： 1000多年前多年前，古希臘人首先提出地球是，古希臘人首先提出地球是球形球形。1687年年，牛頓推算地球為，牛頓推算地球為扁球形扁球形。1959年年，蘇聯(lián)，

39、蘇聯(lián)發(fā)射的先鋒發(fā)射的先鋒2衛(wèi)星，根據(jù)軌道偏心率的周期變化，衛(wèi)星，根據(jù)軌道偏心率的周期變化，指出地球平均子午線剖面是指出地球平均子午線剖面是梨狀體梨狀體。在參考橢球。在參考橢球體上，體上，南極凹入南極凹入30m，北極凸出，北極凸出10m，南半球中，南半球中緯度地區(qū)凸出緯度地區(qū)凸出7.5m。海平面高低不平海平面高低不平早為沿海潮早為沿海潮汐觀測和大地水準(zhǔn)測量所發(fā)現(xiàn)。巴拿馬運河南端汐觀測和大地水準(zhǔn)測量所發(fā)現(xiàn)。巴拿馬運河南端（太平洋岸）高于北端（大西洋岸）（太平洋岸）高于北端（大西洋岸）22cm。巴拿馬海峽巴拿馬海峽中東地塊中東地塊白令海峽白令海峽海平面海平面是是海水和大氣層的交界面海水和大氣層的交界

40、面，海岸線海岸線是是海水海水和陸地的交界線和陸地的交界線。全世界海岸線總長為。全世界海岸線總長為44萬公里，萬公里，其中大約其中大約80%為基巖海岸，為基巖海岸，20%為砂泥質(zhì)海岸。為砂泥質(zhì)海岸。據(jù)國際地球聯(lián)合會（據(jù)國際地球聯(lián)合會（IGU）海岸環(huán)境委員會）海岸環(huán)境委員會（CCE）研究，過去）研究，過去100年來驗潮記錄表明現(xiàn)在年來驗潮記錄表明現(xiàn)在海平面變化總趨勢是緩慢上升海平面變化總趨勢是緩慢上升，但，但10%的砂岸在的砂岸在推進(jìn)，它們或者位于推進(jìn)，它們或者位于地殼均衡抬升很快地區(qū)地殼均衡抬升很快地區(qū)，如，如加拿大和斯堪的那維亞半島，或位于加拿大和斯堪的那維亞半島，或位于沉積物堆積沉積物堆積很

41、快地區(qū)很快地區(qū)，如黃河河口與美國密西西比河河口。，如黃河河口與美國密西西比河河口。3.2.1 海平面變化的一般特點海平面變化的一般特點 現(xiàn)在的海洋相互之間都現(xiàn)在的海洋相互之間都是連通的，因此海平面的任何波動必然是連通的，因此海平面的任何波動必然會通過世界海洋的傳遞，在任何地方都會通過世界海洋的傳遞，在任何地方都能感覺到。能感覺到。 由于地球自轉(zhuǎn)，離心力大的地方，海平面凸起，由于地球自轉(zhuǎn)，離心力大的地方，海平面凸起，相反，海平面凹陷；海底地貌高處，海平面相反，海平面凹陷；海底地貌高處，海平面微微上凸，海底地貌低凹陷處，海平面下陷；微微上凸，海底地貌低凹陷處，海平面下陷；氣旋型的漩流中心部位的海平

42、面向上凸起，氣旋型的漩流中心部位的海平面向上凸起，反氣旋型的渦流中心部位的海平面凹陷；海反氣旋型的渦流中心部位的海平面凹陷；海流轉(zhuǎn)折的地方，其外圍部分海平面凸起，中心流轉(zhuǎn)折的地方，其外圍部分海平面凸起，中心部分海平面凹陷。如北大西洋洋面較高，赤道部分海平面凹陷。如北大西洋洋面較高，赤道印度洋洋面較低，其最大高差可達(dá)印度洋洋面較低，其最大高差可達(dá)200m200m。海平面所構(gòu)成的海平面所構(gòu)成的空間不平整面被作為空間不平整面被作為“大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面”，它，它很接近一個很接近一個“橢球橢球”，這個橢球體實際上是這個橢球體實際上是一個半徑差為一個半徑差為40km的的球體球體, ,因此全球因此全球海平

43、面海平面是是大地水準(zhǔn)面的細(xì)節(jié)部分，在大地水準(zhǔn)面的細(xì)節(jié)部分，在任意點上的變化幅度任意點上的變化幅度，部部分決定于它的水準(zhǔn)面所在的位置分決定于它的水準(zhǔn)面所在的位置。 陸地陸地上的上的融冰水融冰水進(jìn)入海洋，或因全球變冷部分進(jìn)入海洋，或因全球變冷部分海水海水變成陸冰，都會造成全球的海平面波動，在陸變成陸冰，都會造成全球的海平面波動，在陸地邊緣表現(xiàn)為地邊緣表現(xiàn)為海進(jìn)與海退海進(jìn)與海退。這種海平面變化，。這種海平面變化，稱之為稱之為“水動型海平面升降水動型海平面升降”。海平面升降量。海平面升降量在各處并不相同，因為水體分布變化同時改變在各處并不相同，因為水體分布變化同時改變了局部重力場，進(jìn)而引起大地水準(zhǔn)面重

44、新調(diào)整。了局部重力場，進(jìn)而引起大地水準(zhǔn)面重新調(diào)整。 地殼上負(fù)載的增加導(dǎo)致高程緩慢下沉，負(fù)載地殼上負(fù)載的增加導(dǎo)致高程緩慢下沉，負(fù)載減少導(dǎo)致類似的緩慢減少導(dǎo)致類似的緩慢“均衡均衡”反彈或回復(fù)。反彈或回復(fù)。這個問題尤其與第四紀(jì)海平面變化有關(guān)，由這個問題尤其與第四紀(jì)海平面變化有關(guān)，由于陸地冰體的增長和消融，及由此產(chǎn)生的大于陸地冰體的增長和消融，及由此產(chǎn)生的大陸冰體負(fù)載變化導(dǎo)致均衡下沉或抬升。陸冰體負(fù)載變化導(dǎo)致均衡下沉或抬升。 研究復(fù)研究復(fù)雜海平面記錄時，區(qū)分雜海平面記錄時，區(qū)分“絕對絕對”與與“相相對對”海平面是有幫助的。海平面是有幫助的。 “絕對絕對” 海平面海平面, ,是海水表面的絕對平面，可以是

45、海水表面的絕對平面，可以用一些穩(wěn)定的、不會被構(gòu)造或均衡作用改變的用一些穩(wěn)定的、不會被構(gòu)造或均衡作用改變的基準(zhǔn)點之間的高差來測量基準(zhǔn)點之間的高差來測量( (如古生物化石、標(biāo)準(zhǔn)如古生物化石、標(biāo)準(zhǔn)地層、同位素絕對年齡測定等）。地層、同位素絕對年齡測定等）?！跋鄬ο鄬Α?海平面，即所記錄的相對于陸地的位海平面，即所記錄的相對于陸地的位置。那些野外證據(jù)置。那些野外證據(jù)( (古海岸線、珊瑚礁、海蝕穴、古海岸線、珊瑚礁、海蝕穴、紅樹林等等紅樹林等等) )一般只指示相對海平面。一般只指示相對海平面。 地貌標(biāo)志地貌標(biāo)志 最顯著的是在許多海岸地帶都可見的最顯著的是在許多海岸地帶都可見的呈呈“梯級梯級”狀，在現(xiàn)今海

46、面以上的狀，在現(xiàn)今海面以上的古海岸線古海岸線，有，有的還保存完整的地貌形態(tài)，如的還保存完整的地貌形態(tài)，如海成階地海成階地、海蝕崖海蝕崖、海蝕平臺海蝕平臺、海灘海灘及及有關(guān)的海相沉積有關(guān)的海相沉積等。古海岸線等。古海岸線遺跡不但在高于現(xiàn)今海面不同位置上出現(xiàn)，并且遺跡不但在高于現(xiàn)今海面不同位置上出現(xiàn)，并且3.2.2 海平面變動標(biāo)志海平面變動標(biāo)志 許多地貌證據(jù)證實，第四紀(jì)海平許多地貌證據(jù)證實，第四紀(jì)海平面位置時高面位置時高時低時低。古海岸線古海岸線 有的還被淹沒在現(xiàn)今海面下不同深度，有的還被淹沒在現(xiàn)今海面下不同深度，如如淹沒的海成階地、三角洲、河谷與沖積淹沒的海成階地、三角洲、河谷與沖積物、陸生生物

47、化石、陸相沼澤泥炭物、陸生生物化石、陸相沼澤泥炭等。在等。在我國我國東南沿岸東南沿岸就有海面就有海面上升時遺留下來的上升時遺留下來的海成階地、海成貝殼堤；海成階地、海成貝殼堤；平原平原地下深處埋地下深處埋藏有數(shù)層海相地層等。世界上許多地區(qū)也藏有數(shù)層海相地層等。世界上許多地區(qū)也發(fā)現(xiàn)類似遺跡，如地中海沿岸的數(shù)級海成發(fā)現(xiàn)類似遺跡，如地中海沿岸的數(shù)級海成 階地、美國加利福尼亞州太平洋沿岸的海階地、美國加利福尼亞州太平洋沿岸的海成階地及海相沉積、西北歐沿岸被淹沒的成階地及海相沉積、西北歐沿岸被淹沒的河谷等。河谷等。 上述標(biāo)志都是確定上述標(biāo)志都是確定海平面變化的重要海平面變化的重要依據(jù)依據(jù)。但最可靠證據(jù)是

48、。但最可靠證據(jù)是遺留在陸地上的海遺留在陸地上的海相地層相地層和和遺留在海面以下的陸相地層遺留在海面以下的陸相地層，及，及其他海陸相標(biāo)志。其他海陸相標(biāo)志。 地層標(biāo)志地層標(biāo)志 憑沿岸階地高度憑沿岸階地高度只能判斷海平面的只能判斷海平面的相對變化，用地層劃分及絕對年齡測定才能判相對變化，用地層劃分及絕對年齡測定才能判斷海平面的絕對變化、變化年代和升降幅度。斷海平面的絕對變化、變化年代和升降幅度。 例：我國對東海大陸架例：我國對東海大陸架沉積物分析和沉積物分析和14C測年測年，證實證實東海東海陸架自陸架自晚更新世海平面變化：晚更新世海平面變化：2.6萬萬年前為波動式下降；年前為波動式下降；2.61.5

49、萬年間出現(xiàn)三次間萬年間出現(xiàn)三次間歇性下降；歇性下降；1.5萬年后海面迅速上升；在萬年后海面迅速上升；在70004000年間，海侵達(dá)到最盛，海面略高于年間，海侵達(dá)到最盛，海面略高于現(xiàn)今位置?，F(xiàn)今位置。 對對黃海黃海最末次冰期中所形成的沉積物進(jìn)最末次冰期中所形成的沉積物進(jìn)行詳細(xì)分析研究表明，行詳細(xì)分析研究表明，在距今在距今7.21.2萬萬年間，年間，黃海黃海也曾發(fā)生過也曾發(fā)生過3次明顯海侵和次明顯海侵和3次強(qiáng)烈海退。次強(qiáng)烈海退。3.2.3 第四紀(jì)早、中期的海平面變動第四紀(jì)早、中期的海平面變動 (1)全球第四紀(jì)全球第四紀(jì)早、中期的海平面變動早、中期的海平面變動 第四紀(jì)是第四紀(jì)是冰期與間冰期冰期與間冰

50、期交替變化及交替變化及新構(gòu)造運動劇烈升降新構(gòu)造運動劇烈升降時期，這些必然影時期，這些必然影響全球海平面變化。探討第四紀(jì)海平面響全球海平面變化。探討第四紀(jì)海平面變化的變化的傳統(tǒng)方法傳統(tǒng)方法是地貌學(xué)的侵蝕面對比是地貌學(xué)的侵蝕面對比和侵蝕年代學(xué)方法，和侵蝕年代學(xué)方法，現(xiàn)在研究現(xiàn)在研究是基于深是基于深海巖心及有孔蟲的氧同位素分析。海巖心及有孔蟲的氧同位素分析。 維爾（維爾（P.R.Vail，1976）指出）指出寒武紀(jì)以來，全球海平面變寒武紀(jì)以來，全球海平面變化大致發(fā)生過化大致發(fā)生過兩次大的升降兩次大的升降循環(huán)循環(huán)，每次周期約，每次周期約3億年。從億年。從O-C1是高海面期是高海面期，以后下降，以后下降

51、，J1降到最低點降到最低點。從。從J開始，海開始，海平面迅速上升，平面迅速上升，K3達(dá)最高峰達(dá)最高峰，然后逐漸下降至今。期間還然后逐漸下降至今。期間還有過許多不同時間尺度和升有過許多不同時間尺度和升降幅度的波動周期降幅度的波動周期(見見3-2圖圖)。 （三次冰期（三次冰期Z，C-P，Q）高海面期高海面期高海面期高海面期圖3-2 寒武紀(jì)以來全球海平面相對變化圖（據(jù)維爾等） 從從3-2圖可見圖可見: 第四紀(jì)前的幾次最大海侵期：第四紀(jì)前的幾次最大海侵期：早早-晚奧陶紀(jì)、中晚奧陶紀(jì)、中-晚志留紀(jì)和晚志留紀(jì)和早早-晚石炭紀(jì)、中晚石炭紀(jì)、中-晚白堊紀(jì)晚白堊紀(jì)。 曲線及古生物化石、沉積物等曲線及古生物化石、

52、沉積物等均證實處在石炭均證實處在石炭二疊紀(jì)大冰二疊紀(jì)大冰期之后的期之后的白堊紀(jì)白堊紀(jì)是全球是全球氣溫最氣溫最高時期高時期，也是全球高海面期。，也是全球高海面期。 曲線具曲線具明顯不對稱性明顯不對稱性及及不規(guī)則不規(guī)則鋸齒狀，鋸齒狀，這種型式特征與古氣這種型式特征與古氣候、古環(huán)境及地殼構(gòu)造運動等候、古環(huán)境及地殼構(gòu)造運動等有密切關(guān)系。有密切關(guān)系。曲線還說明曲線還說明地球活動的脈動性地球活動的脈動性或節(jié)奏性?；蚬?jié)奏性。高海面期高海面期高海面期高海面期圖3-2 寒武紀(jì)以來全球海平面相對變化圖（據(jù)維爾等） 當(dāng)當(dāng)。如。如第四紀(jì)前第四紀(jì)前海平面的迅速海平面的迅速下降，反映了強(qiáng)烈構(gòu)造運動下降，反映了強(qiáng)烈構(gòu)造運動

53、( (造山運動、板塊造山運動、板塊碰撞等碰撞等) )，引起了大陸底部的可塑性流動。而，引起了大陸底部的可塑性流動。而海面的徐緩上升，說明地球正經(jīng)歷長期的侵海面的徐緩上升，說明地球正經(jīng)歷長期的侵蝕和夷平，洋盆中接受大量沉積。蝕和夷平，洋盆中接受大量沉積。 第四紀(jì)前海面升降曲線可概括如下特點：第四紀(jì)前海面升降曲線可概括如下特點：。不對不對稱曲線反映地殼運動有明顯的節(jié)奏性，稱曲線反映地殼運動有明顯的節(jié)奏性，每每次強(qiáng)烈地殼運動后，就間隔一次強(qiáng)烈地殼運動后，就間隔一較長較長的侵蝕的侵蝕與夷平時期。與夷平時期。因為愈是早期的變化遺跡保存愈不完整。因為愈是早期的變化遺跡保存愈不完整。 據(jù)氧同位素變化可見，據(jù)

54、氧同位素變化可見，70萬年前，約每萬年前，約每10萬年發(fā)生萬年發(fā)生一次主要海平面升降變化周期，升降幅度大約一次主要海平面升降變化周期，升降幅度大約120m，且且上升速度一般大于下降速度上升速度一般大于下降速度，是由于冰川融化速，是由于冰川融化速度比建造速度快。度比建造速度快。，因水分大量固結(jié)在大陸而，因水分大量固結(jié)在大陸而引起引起海面下降海面下降，使世界上幾乎所有大陸，使世界上幾乎所有大陸架都成為廣闊陸地，在這些陸地上發(fā)育架都成為廣闊陸地，在這些陸地上發(fā)育土壤、河流、湖泊、三角洲等，且生長土壤、河流、湖泊、三角洲等，且生長著森林和草原，生活著陸生哺乳動物以著森林和草原，生活著陸生哺乳動物以及淡

55、水魚類和軟體動物等。及淡水魚類和軟體動物等。，冰川大量消融引起，冰川大量消融引起海平面上升海平面上升，幾乎所有大陸架被淹沒，原來陸地及生活在這幾乎所有大陸架被淹沒，原來陸地及生活在這些陸地上的各種動植物，或代表陸地環(huán)境的各些陸地上的各種動植物，或代表陸地環(huán)境的各種沉積層和地貌，又都被淹沒在海面下。原與種沉積層和地貌，又都被淹沒在海面下。原與大陸連接的半島變成島嶼，原來相連的大陸被大陸連接的半島變成島嶼，原來相連的大陸被海洋阻隔。最著名的是連接亞洲陸地與北美大海洋阻隔。最著名的是連接亞洲陸地與北美大陸的陸的白令海峽白令海峽，曾經(jīng)幾次成為大陸橋。，曾經(jīng)幾次成為大陸橋。 白令海峽最窄處白令海峽最窄處

56、90km90km，最深處，最深處62m62m，如果海面下降，如果海面下降50m50m，這里就會出現(xiàn)，這里就會出現(xiàn)300km300km寬的陸橋；如海面下降寬的陸橋；如海面下降100m100m，則將出現(xiàn)，則將出現(xiàn)1100km1100km的陸橋。的陸橋。 據(jù)冰川體積粗算，冰期時的海面與現(xiàn)在的海面相據(jù)冰川體積粗算，冰期時的海面與現(xiàn)在的海面相差差132m132m。在更新世最末次冰期中的氣候最寒冷期，。在更新世最末次冰期中的氣候最寒冷期，我國我國黃海海岸線黃海海岸線已東退到現(xiàn)今水下已東退到現(xiàn)今水下110m110m等深線附等深線附近，當(dāng)時黃海已全部裸露成陸，近，當(dāng)時黃海已全部裸露成陸，東海岸線東海岸線最遠(yuǎn)曾

57、最遠(yuǎn)曾退到現(xiàn)代海平面以下退到現(xiàn)代海平面以下150150160m160m附近，附近，日本海日本海的海的海面當(dāng)時大約也下降了面當(dāng)時大約也下降了130m130m；波羅的海岸線波羅的海岸線后退到后退到130130140m140m等深線附近；等深線附近；大西洋陸架大西洋陸架（美國沿岸部（美國沿岸部分）當(dāng)時海面也下降到分）當(dāng)時海面也下降到-130m-130m處。處。 第四紀(jì)因冰期、間冰期的更替引起第四紀(jì)因冰期、間冰期的更替引起。在。在地中海地中海存在有存在有-100m深深度的度的；在；在南非西海岸南非西海岸-100m深處有縱長深處有縱長650km的一條的一條；在；在北美東海岸北美東海岸有有；在；在紐芬蘭南

58、岸紐芬蘭南岸有被淹沒的有被淹沒的；在；在地中海地中海的隆河口有淹沒的的隆河口有淹沒的。實例很多，在實例很多，在亞馬遜河口外亞馬遜河口外有有140km長的一段長的一段被淹沒在海面以下被淹沒在海面以下70m深處；在深處；在馬來半島馬來半島和和婆羅洲之間巽他陸架上有一條長婆羅洲之間巽他陸架上有一條長1000km的的，深度達(dá)深度達(dá)-90m。(2)中國第四紀(jì)中國第四紀(jì)早、中期的海平面變動早、中期的海平面變動 我國東海海底我國東海海底100200m處發(fā)現(xiàn)處發(fā)現(xiàn)，在，在-40多米處發(fā)現(xiàn)多米處發(fā)現(xiàn)、等及等及。當(dāng)時長江的入海口曾延伸于大陸。當(dāng)時長江的入海口曾延伸于大陸架，古長江三角洲發(fā)育遍及黃海南部和東海北架，

59、古長江三角洲發(fā)育遍及黃海南部和東海北部。我國第四紀(jì)早中期的海平面變化情況同世部。我國第四紀(jì)早中期的海平面變化情況同世界其它地區(qū)相似。界其它地區(qū)相似。從資料看，我國東部沿海地從資料看，我國東部沿海地區(qū)在第四紀(jì)早中期出現(xiàn)過數(shù)次高海面，因而發(fā)區(qū)在第四紀(jì)早中期出現(xiàn)過數(shù)次高海面，因而發(fā)生過生過1-3次海侵次海侵。 3.2.4 3.2.4 中國晚更新世以來的海平面變動中國晚更新世以來的海平面變動 距今距今13131 1萬年前的晚更新世，東部萬年前的晚更新世，東部平原地區(qū)發(fā)生過平原地區(qū)發(fā)生過3 3次次大的海侵（圖大的海侵（圖3-33-3），），在大平原區(qū)，海相沉積分布范圍可從現(xiàn)在大平原區(qū)，海相沉積分布范圍可

60、從現(xiàn)代海岸向內(nèi)陸延伸代海岸向內(nèi)陸延伸。東海、黃東海、黃海大陸架經(jīng)歷了海大陸架經(jīng)歷了2 2次次較大的海退。較大的海退。 圖3-3 近10萬年中國北方3次海侵范圍及海岸線分布圖（據(jù)趙松齡等）（據(jù)趙松齡等） 據(jù)鉆孔資料，我國據(jù)鉆孔資料，我國晚更新世晚更新世- -全新世早期的沉積厚度一般在全新世早期的沉積厚度一般在40100m間。間。鉆孔剖面呈現(xiàn)有鉆孔剖面呈現(xiàn)有三套海相層三套海相層（圖（圖3-4中的中的A、C、E層），其間又被兩套陸相層（圖層），其間又被兩套陸相層（圖3-43-4中的中的B B、D D層）隔開。海底鉆孔資料同樣表層）隔開。海底鉆孔資料同樣表明，明，也與濱海平原也與濱海平原一樣，剖面上存