三、第四纪沉积物和矿产

（一）第四纪沉积下界

第四系下界如何确定，至今在国际上仍有不同意见，实际上它涉及到一些基本理论问题，由于第四系有海相陆相之分，二者很难找到共同的标准。1977 年，国际第四纪会议建议，以意大利的弗利卡（Vrica）剖面作为上新

统和更新统的分界剖面，其地质年龄今定为 164 万年。有的学者认为第四纪

下限应定在人类出现时开始，地质年龄定在距今 350—330 万年。中国地质学者认为第四纪应定在黄土沉积的下界，因为黄土沉积反映了气候和环境发生了显著的变化，黄土开始沉积时间距今 248 万年，故第四纪开始暂定在距

今 248 万年。

（二）第四纪沉积物特征

第四纪沉积物在大陆上分布极广，除去岩石裸露的陡峻山坡外，几乎到处都为第四纪沉积物所覆盖。第四纪沉积物的特点是：大多数未胶结，呈松散状态；保存比较完整；厚度一般不大，数十米至数百米，但在一些拗陷盆地可达一、二千米；沉积类型比较复杂，相变剧烈，主要有河流沉积、湖相沉积、风成沉积、冰川沉积、冰水沉积、洞穴沉积、残积、坡积、洪积、重力堆积、火山堆积、生物沉积和海相沉积等。第四纪沉积记录了地球发展最新阶段的历史和自然环境的变化，所以研究它具有重要的理论和现实意义。

（三）第四纪海侵

中国的第四系主要是陆相沉积。海相沉积只限于滨海地带及河口沉积， 或者遭受第四纪海侵的地方。如华北平原第四系河湖相沉积中，时夹薄层海相沉积，据研究对比，在更新世华北沿海地区共有 5 次海侵，从古至新分别称为海兴海侵、黄骅海侵、白洋淀海侵、献县海侵和沧州海侵；在全新世还

有一次海侵，称为天津海侵。导致这种海侵的原因，一般认为主要与间冰期引起的海面上升有关。因海侵时间短促，规模较小，所以也有人称之为海泛。

（四）黄土与气候波动记录

第四纪最具有特色的沉积物应该算是黄土。中国、欧洲、北美和南美都有大面积黄土分布。中国北方黄土广布，总面积约 38 万 km2，主要分布于甘肃、陕西、山西、河南，以及河北、内蒙古等地区，是世界上黄土发育最好和分布面积最大的地区。黄土层一般厚 100—200m，最厚可达 300 多 m。黄士是在特定环境下形成的一种粉砂性（间含亚砂、亚粘）、多钙性、多孔隙、多垂直节理的松散土状堆积，粒级为 0.05—0.001mm，组成矿物成分有石英、长石和未分解的角闪石、辉石、黑云母等碎屑，有时含哺乳动物和蜗牛等化石。原生黄土一般没有明显层理。

黄土在黄土塬区保存较好，堆积厚而连续。刘东生等根据黄土性质和动物化石，把黄土地层划分为早更新世午城黄土（Q1）、中更新世离石黄土（Q2）和晚更新世马兰黄土（Q3）。午城黄土一般为黄红色，离石黄土为淡棕色， 马兰黄土为黄灰色。习惯上把前二者称老黄土，后者称新黄土。在距今 240 多万年以前黄土已经开始堆积。气候干冷时，黄土堆积速度快，形成黄土堆积；气候转为温湿时，黄土堆积速度减缓，成土作用加强，形成土壤层。在连续黄土剖面中，共夹有 30 多层古土壤层，记录了第四纪时期古气候波动

变化的历史。在 240 多万年中至少经历了 24 个气候旋回。

关于黄土的成因是一个反复争论的问题。欧洲和北美的黄土分布在冰川作用区外围，黄土剖面中夹有古土壤层。一般认为这些黄土是冰碛物和冰水沉积物的粉砂颗粒，被风吹扬搬运到冰川作用区外围地带堆积而成的，黄土是冰期的产物，古土壤层是间冰期的产物。中国黄土主要分布于干旱沙漠地区外围，一般认为中国黄土主要是西北沙漠、戈壁地区的粉砂颗粒，被西风急流携带到目前的黄土源区，降落堆积而成。黄土由风力搬运堆积，大约有下列依据：①黄土基本无层理；②黄土中矿物颗粒多具棱角；③黄土中含有角闪石、辉石、黑云母等矿物，反映干燥气候条件，若气候潮湿这些矿物早就风化分解了；④黄土颗粒有自西而东、自北而南有逐渐变小的趋势，说明黄土颗粒是由西风吹扬而来的；⑤黄土厚度（在甘肃一般为 50—100m）有自西而东、自北而南有逐渐变小的趋势；⑥在同一地区自山下到山上常可见到都有黄土分布；⑦黄土地形常和被黄土覆盖的古地形基本一致，说明只有风力搬运才能铺天盖顶进行堆积；⑧黄土中常发现鸵鸟蛋、蜗牛等干燥区动物化石。

（五）中国第四系概况

中国第四系分布广泛，类型多样，横向多变，以陆相为主。表 15-3 列出部分主要第四系。

表 15-3 中国第四系地层简表

1. 华北和东北地区 华北平原和松辽平原均有第四系发育（参阅表 15-

1. 。华北平原主要为河湖相沉积，包括粘土、粉砂、细砂等，并夹玄武岩及凝灰岩，总厚约二、三百米。中夹数层海相层，含有孔虫、介形虫等。沿海地区曾有多次短暂海侵。东北第四系与华北相似，但厚度稍小，在上更新统（如顾乡屯组）产猛犸象、披毛犀等化石，说明曾出现寒冷气候。

华北上升区（山区）也发育较好的第四系，其典型地层如下：

1. 马兰组（上更新统，Q3）黄土堆积，因北京西山马兰台黄土堆积而得名。

2. 周口店组（中更新统，Q2）石灰岩洞穴堆积，以泥砂、砾石、灰烬

层为主，含有丰富哺乳动物化石，并发现了“北京人”（猿人），闻名国内外。

1. 泥河湾组（下更新统，Q1）典型湖相兼河流相沉积，主要由浅绿色、浅红色粘砂、砂粘、泥灰岩、砂层、砾石层等组成，含有淡水软体动物及脊椎动物化石。标准地点在河北省桑干河流域阳原县泥河湾、虎头梁、红岩村一带。在河南三门峡黄河两岸亦有相同层位出露，称三门组。

1. 华南地区

   沉积类型比较复杂，主要为洞穴堆积、阶地堆积、土状堆积及小盆地堆积。长江下游宁镇山脉地区，下更新统称雨花台组，以砾、砂为主；中、上更新统称下蜀组，为红色粘土沉积。

此外，如广西柳城巨猿洞穴堆积，云南发现元谋人的河湖相元谋组等， 都属下更新统；四川万县盐井沟洞穴堆积，分布甚广的雅安砾石层（局部含砂金）等，皆属中更新统；广西柳江人洞穴堆积，四川江北砾石层等皆属上更新统。

1. 中国西部及青藏地区

   西部山高盆大，升降运动强烈，在山麓地带有粗碎屑堆积。如天山北麓（即准噶尔盆地南缘）下更新统称西域组，以砾石

为主，厚 1350m，含三门马化石。中更新统称乌苏组，厚 30m；上更新统称新疆组，厚 150m，皆以砾石或砾、砂、粘土等为主。盆地中全新世则主要为风沙堆积或盐湖沉积，代表干燥气候条件下的产物。如柴达木盆地共有 24 个盐湖，盐类总储量为 600 亿 t，其中察尔汗盐湖是我国最大的可溶性钾镁矿床、面积 5800km2 多，氯化钾储量约占全国的 97％，还含有大量的镁、锂等元素。

青藏高原，近年考察证明曾有多次冰川活动。在藏北遗留有众多的湖泊，蕴藏丰富的硅藻土、硼砂及盐类矿产。

（六）第四纪矿产

第四纪的矿产以砂矿为主，如钨、锡、金、金刚石及稀有元素等。广西富川、钟山、贺县地区是有名的钨、锡砂矿区，并含稀有元素。金沙江、黑龙江流域有现代河流的冲积砂金矿。南海诸岛上有现代鸟粪堆积，可作磷矿开采。内蒙古等的内陆湖泊中有钠盐，西藏高原上的内陆湖泊中有硅藻土、硼砂，在柴达木盆地有钠盐及钾、镁、锂等。在台湾还有与第四纪火山活动有关的硫磺和其他矿产。

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