第四紀地質學的發(fā)展

1、第四紀下限年代的延伸與第四紀地質學的發(fā)展2011-07-01 21:13:36|分類 資源共享|標簽第四紀的由來第四紀下限年代第四紀地質學安芷生劉東生|字號大中小訂閱一、第四紀(Quaternary)的由來意大利采礦工程師GiovanniArduino (1714-1795)將地質歷史劃分為第一紀(Primary)、第二紀 (Secondary)、第三紀(Tertiary)和第四紀(Quaternary)，創(chuàng)立了 Quaternary 一詞(Schneer,1969)。后來，Desnoyers(1829)用Quaternary 一詞描述覆蓋于Seine盆地第三紀地層之上的海相、湖相及河流 相等

2、松散沉積物。1833年，Reboul用Quaternary代指含現(xiàn)生動植物物種的地層(Reboul，1833)。二、第四紀(Quaternary)下限年代之爭1833年，Lyell將第三紀(Tertiary)劃分為始新世(Eocene)、中新世(Miocene)、老上新世 (OlderPliocene)和新上新世(Newer Pliocene)，并把這之后的時期稱為 RecentEpoch (Lyell, 1833)。后來，Lyell(1839)又引入 Pleistocene 一詞取代 NewerPliocene，并指出 Pleistocene 等同于 Desnoyers 所認為的Quater

3、nary的下部的地層(Gradstein etal., 2004a)。1837年，Louis Agassiz用冰期理論解釋 歐洲和北美發(fā)現(xiàn)的一些沉積物Forbes(1846)認為這些沉積物形成于冰期等同于Quaternary(Gradsteinet al.,2004a)。1853 年，H?rnes(1853)引入 Neogene 一詞，其包含Tertiary 和 Quaternary(Gradsteinetal., 2004a)。在1948年倫敦召開的第十八屆國際地質大會上，會議建議選擇意大利的沉積序列為上新世/更新世(第三 紀/第四紀)界限的層型，同時考慮將這一界限置于體現(xiàn)新近紀氣候開始變冷

4、的層位(Pillans andNaish， 2004)。1984年，在莫斯科召開的第二十七屆國際地質大會上批準了意大利南部的Vrica剖面為上新世/ 更新世界限的層型剖面(Aguirre and Pasini，1985)。這一界限的天文年代約為1.81Ma (Hilgen，1991)。 但這一界限一直沒有被廣大第四紀工作中所接受。1995年在柏林召開的第十四屆INQUA大會上，許多研 究者依據(jù)海、陸氣候變化記錄認為1.81 Ma的界限在海、陸記錄中并不特殊，提出以Gauss/Matuyama古地磁界限(約 2.6Ma)為上新世更新世界限(Bardaji et al., 1997; Ding e

5、t al., 1997; Partridge， 1997；Shackleton, 1997; Suc et al., 1997)，但這一提議被國際地層委員會拒絕。三、“第四紀”(Quaternary)一詞去留之爭1995年，Berggren等(1995)提出將新生代劃分為新近紀和古近紀兩個紀，廢除第三紀和第四紀，其 中新近紀包括中新世、上新世、更新世和全新世，古近紀包括古新世、始新世和漸新世。2004年春國際地層委員會公布的“國際地層表”采用了這一提議，第四紀在這一年表中被取消了(Gradstein et al., 2004a,2004b)，對此，Gibbard和Kolfschoten(200

6、4)的解釋為，因為第一紀、第二紀和第三紀已被取消了，因此，第四紀已顯得過時了。“第四紀”一詞的取消引起了第四紀工作者的震動。對此INQUA地層學與年代學委員會主席BradPillans 在“Episodes雜志2004年6月的一期中提出將第四系降級為一個亞系保留，其下限年代延伸到2.6Ma，并 提出了 7條理由(Pillans，2004)。我國科學家對他的這種無原則的看法提出了異議，認為鑒于第四紀在 目前研究中的重要地位，應作為一個獨立的紀保留下來，并且其下界年代應延伸到2.6Ma(劉東生，2004； 安芷生和艾莉，2005)。從2005、2006年地層委員會公布的“國際地層表”中可以看到，第

7、四系雖處于一種特殊的位置：既不是亞系，也沒有與古近系和新近系并列，但沒有被取消。四、第四紀地位的確立與下限年代的延伸2.6Ma前后，深海氧同位素發(fā)生顯著偏正、北半球永久冰蓋形成并導致了全球海平面的降低、中國的 紅粘土沉積轉變?yōu)辄S土沉積、中美地區(qū)的冰磧物開始出現(xiàn)等均標志著全球性的氣候劇變；同時，這一界限與Gauss/Matuyama古地磁界限的年代接近（Pillans andNaish, 2004）。因此，2.6Ma 一直以來被廣大 第四紀工作者作為第四紀的下限。同時，第四紀（系）被各種地質圖廣泛使用，目前普遍認為第四紀的下 限為2.6Ma，而且早已被大多數(shù)地質工作者所接受。2007年，INQU

8、A和國際地層委員會提議（Ogg andPillans, 2008）：（1） 第四紀（系）為一個完全正式的地層單元，為新世代（界）的一個紀（系）處于新近紀（系） 和古近紀（系）之上；（2）第四紀（系）的下限置于Gelasian階的底部，對應MIS103，其年代為2.6 Ma；（3）更新世下限與第四紀一致，位于Gelasian階的底部；（4）之前選定的意大利南部的Vrica剖面（之前上新世/更新世界限的層型剖面）的Calabrian階作為更新世的第二個階。2009年3月17日，國際地層委員會對第四紀、更新世、新近紀和上新世界限的重新進行了討論，投 票的結果顯示（ HYPERLINK /forum/

9、viewtopic.php?f=6&t=21 /forum/viewtopic.php?f=6&t=21 ），上述提議得到了絕大多數(shù) 的支持票。至此，歷經100多年爭論的第四紀下限終于正式確定，并得以延伸到2.6Ma。多家期刊均報 道了這一消息，包括Nature和Science周刊（Kerr, 2009; Leigh,2009）。圖1是Nature周刊對這一消息的 報道（Leigh, 2009 ）。五、第四紀地質學發(fā)展展望第四紀（系）在地質年表中“紀”（系）地位的確立和其下限年代的延伸迎來了第四紀地質學的發(fā)展史上 一座新的里程碑。這不僅使第四紀的獲得了其在地質年表中的應有地位也使其研究的年代范

10、圍擴展到2.6 Ma,由原來1.8 Ma增加了0.8Myr，同時這也是對全體第四紀地質工作者的鼓舞。我國第四紀地質事業(yè)在 劉東生先生的領導下正蓬勃發(fā)展，第四紀（系）“紀”（系）地位的確立和其下限年代的延伸是對劉先生生 前對于在地質年表中保留第四紀的呼吁及對此所作的努力的回報，相信劉先生開創(chuàng)的中國第四紀地質事業(yè)也將因此而長盛不衰。參考文獻安芷生，艾莉.尚未完成的地質年代表-第四紀懸而未決的前程.地層學雜志，2005, 29(2): 99-103劉東生.關于是否在地層系統(tǒng)中取消“第四紀(Quaternary) 一名詞的討論和危機.第四紀研究，2004,24(5): 481-485Aguirre E

11、,Pasini G. The Pliocene-Pleistocene boundary. Episodes, 1985, 8: 116-120Barchxji T, Gay J L, Silva P G et al. The Plio-Pleistocene boundary inSoutheast Spain: a review. Quaternary International, 1997, 40: 27-32Berggren W A, Hilgen F J, Kent D V et al. Late Neogene chronology: Newperspectives in high

12、 -resolution stratigraphy. Geological Society ofAmerica Bulletin, 1995, 107(11): 1272-1287Desnoyers J, 1829. Observations sur un ensemble de dep?ts marins plusrecents que les terrainstertiaries du bassin de la Seine, etconstituant une formation geologique distincte; recedeesduneaperc-ude la non-simu

13、laneite des bassins tertiares. Annals SciencesNaturelles, Paris, 402-491 pp.Ding Z L, Rutter N W,Liu T S. The onset of extensive loess depositionaround the G/M boundary in Chinaand its paleoclimatic interpretations.Quaternary International, 1997, 40: 53-60Forbes E. On the connection between the dist

14、ribution of existing faunaand flora of the British Isles, and the geological changes which haveaffected their area, especially during the epoch of the NorthernDrift.Great Britain Geological Survey Memoir, 1846, 1: 336-342Gibbard P,Kolfschoten T V, 2004. The Pleistocene and Holocene Epochs.In: F M Gr

15、adstein, et al.(Editors), A Geologic Time Scale 2004.Cambridge University Press, Cambridge, pp. 441 -452.Gradstein F M, Ogg J G,Smith A G, 2004a. A Geologic Time Scale 2004. Cambridge University Press,Cambridge, 1-589 pp.Gradstein F M, Ogg J G, Smith A G et al. A new Geologic Time Scale,with special

16、 reference toPrecambrian and Neogene. Episodes, 2004b,27(2): 83-100Hilgen F J. Astronomical calibration of Gauss to Matuyama sapropels inthe Mediterranean and implication for the Geomagnetic Polarity TimeScale. Earth and Planetary Science Letters, 1991, 104:226-244H?rnes M, 1853. Mittheilung an Prof

17、. Bronn gerichtet. Wien, 3. Okt.,1853. Neues Jahrbuch MineralogieGeologie Geognosie undPetrefaktenkunde, 806-810 pp.Kerr R A. The Quaternary period wins out in the end. Science, 2009, 324: 1249Leigh M A. Quaternary geologists win timescale vote. Nature, 2009, 459: 624Lyell C, 1833. Principles of Geo

18、logy, Being an Attempt to Explain theFormer Changes of the EarthsSurface by Reference to Causes Now inOperation, III. John Murray, London, 1-398 pp.Lyell C, 1839. Elements de Geologie. Pitois-Levrault, Paris, 1-648 pp.Ogg J G,Pillans B. Establishing Quaternary as a formal international Period/System. Episodes, 2008,31(2): 230-233Partridge T C. Reassessment of the position of the Plio-Pleistoceneboundary: is there a case for loweringit to the Gauss/Matuyamapalaeomagnetic reversal? Quaternary International, 1997, 40: 5-10Pillans B. Proposal to redefi