地貌学与第四纪地质学复习提纲.docx

05级地貌学与第四纪地质学复习提纲

L地貌学研究的对象、内容和定义

地貌学的研究对象是地球表面形态，从全球到微地貌，可进一步划分为地貌点、线、面、体 等四要素。地貌点如裂点、山峰等，地貌线如河流、断层、地层分界线等，地貌面如夷平面、 平原、斜坡等，地貌体如海洋、高山等；

地貌学研究地球表面形态特征，通过确定地貌类型如阶地、河漫滩等，测量其高度、坡度、 地面破坏程度等等，研究其分布规律，即此类型的地貌形态在研究区域内的分布范围及频率 等，分析其形成原因，即形成此地貌主要是内力作用还是外力作用，具体是什么因素造成的, 从而最终揭露其发展演化规律，为预知未來做铺垫； 地貌学是一门四维科学。

定义：地貌学是研究地球表面的形态特征、分布规律以及形成原因、发展演化的一门科学。 2. 第四纪独立研究的原因

第四纪是指约2.4百万年来地球发展的最新阶段，笫四纪是自然与人类相互啊作用的时代， 单独研究它有重要的意义，通过反演古气候环境，人们能预知未來，预报地质灾害等。第四 纪独立研究原因有：

① 第四纪有其重要的特点：在短暂的地质时期内发生过多次急剧的全球环境变化，包括气候 变化、海平面升降变化、古地磁极变化、古环境变化；构造运动强烈、显著；人类及其物质 文明的形成发展；广泛的堆积陆相沉积物和矿产；

② 第四纪地貌记录了当时地质事件的许多细节，研究第四纪地貌学，人们能充分掌握第四纪 构造运动以及其对人类的影响：

③ 第四纪经历了许多大规模的地质事件，如……仍在进行屮，并且与人类的生活密切相关。 总之，研究第四纪地质环境来掌握第四纪地质规律，可使人们更好的与自然相处，充分利用 大自然，对大自然的突变采収及时的应对措施。 3. 地貌学、第四纪地质学的相互关系 主要有三：

成因上的联系，任何由外力作用营造出来的地貌均有相应沉积物，第四纪地质学研究的是第 四纪沉积物和地貌，学习地貌学，认识地貌与沉积物的关系，能够为查明第四纪地貌体够理 论资料和实践基础，同时，掌握第四纪地质学能够更好地解释地球上地貌成因；

时间上的联系，第四纪沉积和侵蚀作用到处可见，对以同时进行，例如河流的凹岸侵蚀、凸 岸堆积，掌握地貌学原理能够为查明第四纪地貌形成时间提供依据；

研究上的联系，地貌学与第四纪地质学相互交叉，相互关联，构造运动对地球形态有塑造作 用，第四纪构造运动多发，使得地球表面形态万千，地球上第四纪地貌发育、广泛分布，因 此研究地貌学必须先掌握相关笫四纪地质学知识，研究笫四纪地质学必须先掌握地貌学特征 等知识。

4. 第四纪古地磁极性分期、名称及界线的时代

极性期：以某种极性占优势持续时间较长的时间单位，0.1-100百万年，极性事件：极性时 中短暂极性倒转吋期20—50万年；(布容正极性期(0~0.73Ma),松山反极性期(0.73~2.48 Ma),高斯正极性期(2.48-3.40 Ma))

5. 热释光法(Thermoluminesence) (TL)、光释光法(Optically Stimulated Luminescence ) (OSL)和电子自旋共振法(Electron Spin Resonance) (ESR)的简单原理、测年对象和测年范 围 熱释光(光释光)：天然矿物(石英、长石)不纯，矿物结构中存在品格缺陷，这些晶陷能 捕获自由电子。当有缺陷的石英矿物吸收铀、社、钾40、宇宙射线等放射性原子衰变辐射 出来的能量

后，会产生自由电子，这些自由电子有的被晶陷捕获，具有一定的寿命保存在石 英品格中，经过一定吋I'可后可完全充满晶格。对矿物加热（用光照射）吋，矿物晶格发生震 动而将与埋藏吋间有关的自由电子从品格中逐出，自由电子产生跃迁与空穴复合，并以发光 形式释放能量，产生光信号。理论上，光信号随着矿物埋藏时间增加而增大，代表其受到环 境辐射的时间时间越长。产生自由电子和晶陷被充满的速率与地层中铀、针、钾40和宇宙 射线强度（即年剂量率）成正比。公式：年龄age =总吸收剂量/年剂量率，总吸收剂量是 由矿物发光产生的光信号总强度换算得到的，环境提供给矿物的年剂量率是由周围放射性元 素含量决定的。

熱释光测年对象：石英、长石、错石、磷灰石、古陶瓷片、断层泥等，一般不用于沉积物； 测年范围：几十万年

光释光测年对象：石英、长石、鉛石、磷灰石等，可用于沉积物，测年范闱：儿十万年； 电子自旋共振法：基本原理与熱释光原理类似，但是电子白旋共振法是基于样品中存在顺磁 中心，顺磁中心密度与样品吸收的放射性剂量成正比，具有顺磁中心的样品可用顺磁共振波 谱仪测出其ESR信号累积强度，其大小与样品所吸收的总吸收剂量成正比，从而求得样品 的总吸收剂量。通过分析采样地点周围沉积物中放射性元素含量，可算出样品的年剂量率。 公式：年龄age二总吸收剂量/年剂量率；

测年对彖：石英、方解石、火山喷出物等，样品可重复使用； 测年范围？

6. 裂变径迹法（Fission Track） （FT）的简单原理、应用及常见测年矿物（磷灰石、箔石、 楣石）对退火温度

矿物中还有含有微量的天然重同位素铀238,它的一个原子核分裂成2个中等质量的原子核 碎片，这两个核素能量相当高，被迫于成反向直线运动从而在寄主矿物晶格中形成一条损伤 径迹。这种裂变径迹对化学试剂敏感，可用滴加化学试剂使径迹加宽从而显露出来。裂变径 迹密度与矿物形成以來的时间成正比，故可通过测量矿物中的裂变径迹量计算出地质体的年 龄。自发裂变、人工诱发裂变遵循放射性衰变的一般规律，均与放射性元素的含量和时间有 关，通常采用人工诱发裂变获得铀238含量与产生裂变径迹密度的关系为依托，再根据放射 性衰变原理及公式可求出年龄。

测年对彖：磷灰石、楣石、诰石、火山玻璃等；

应用：测定火山灰年龄可得到火山喷发时间；测定断层活动时间；测定山脉抬升速率，如磷 灰石在地下3公里无径迹，而己上有径迹，则以3公里为界，在0—3公里取样测年，再由 取样高度与界面高度Z间的距离H可得山脉抬升速率；测定盆地热历史时间； 退火温度是指超过矿物重结晶温度，裂变径迹被完全消除时的温度。

磷灰石：100+-20度；钳石：200—250；栩石：250+-50度 7.

测年的简单原理、测年对象和测年范围

碳14是在约12—18公里高空的氮14受宇宙射线的热中子流轰击，从氮14中打出一个质子, 使氮14变为碳14,活的有机体屮的碳14与大气屮碳14保持平衡，生物死亡后并被立即埋 藏，生物遗体中碳14与大气中碳14停止交换，由于碳14要发生放射性衰变，这样遗体中 碳14含量按指数规律自行衰减，公式

木炭、树木、骨头、花粉、碳酸盐壳、角质等 测年范围：小于5万年

&铀系列法（铀系列不平衡测年法）测年的简单原理及测年对象

在铀系列测年中，母体同位素铀238、铀235的半衰期远远比其子体同位素的半衰期大，这 样便出现经历了若干个子体同位素的半衰期后铀238、235的含量仍基本保持初始的含量不 变，如果

A：现在所测得碳14含量，A0：初始碳14

含量，等于大气中碳14含量，一般认为恒定不变，为已知，t：年龄 测年对象：生物有机体，如

一个含铀矿物经历了儿百万年而不被打扰，它能达到长期的平衡状态。但是，如果 系统是开放的且逸出其子体同位素，则原先的平衡状态将被打破，这种不平衡状态发生在老 的平衡与新的平衡之间。在风化作用期间，不同元素之间的化学差异将导致水圈中元素通过 搬运、沉积形式而发生分离。一旦同位素迁移停止，系统又处于封闭状态。自然界水处于氧 化环境，大部分铀以UO2++的形式溶解在水屮，与碳酸根、硫酸根等阴离子结合成化合物, 相反地，社基本上不溶解于水中，因此，当一个矿物形成于水环境中，它可能含有铀而基本 上无社，当矿物处于封闭环境中，形成之后其铀、社同位素含量将随着吋间而发生变化，因 此，其年龄可通过计算社230的含量而得到。

测年对象：化石矿物、碳酸盐、硫酸盐、蛋白石、锐钾铀矿、泥炭块等

9. 确定地貌的相对年龄（先成河、后成河）、地质年龄（岩相过渡法、年间法、相关沉积法） 相对年龄：

抬升地区，地貌年龄较老者位置较高，比如阶地，由于地壳抬升，位置越高者年龄越老；被 切割者年龄较老，切割者年龄较新；

下沉地区，老地貌被埋藏在新地貌下面，或新地貌叠置在老地貌之上，如珠江三角洲沉积物, 下老上新；

岩石（卵石）风化程度，一般风化卵石百分比含量越多、卵石风化圈厚度越大、卵石钙膜厚 度越大、重矿物百分比越小和重矿物风化指数越大，岩石受风化程度越大，形成年龄越老； 先成河与后成河，判别河流的性质能够判明河流与峡谷的相对年龄； 确定地貌的所处阶段，幼年期、成熟期还是老年期可以确定其相对年龄； 地质年龄：

岩相过渡法，当一个年龄未知的地层与另一个年龄已知的地层的岩相之间呈过渡关系，可根 据已知地层年代推出另一地层年代，如冲积扇后端细岩测年易，可根据此推断出前端粗岩的 年龄：用于沉积地貌

年界法，与不整合年代法相似，当底下地层受到外界的侵蚀后又被沉积物覆盖，则侵蚀作用 发生的年代介于底下最新地层的年龄和上覆最老地层的年龄之间；

相关沉积物法，基于侵蚀与沉积是同时形成的这一规律，侵蚀地貌年龄能根据周边环境的沉 积物推断出，如可据山脉周边堆积物推出山脉的抬升年龄

10. 戴维斯（Davis）的地理循环理论（Theory of Geographic cycle）的基本原理

地貌是构造运动、外力作用、时间三个变量的函数。地理循坏的初始化过程是地壳快速地抬 升到侵蚀基准面以上的高度，Z后流水作用又将其剥蚀到与基准面同高的高度。 河流发展阶段可划分为上升阶段、幼年阶段、成熟阶段、过渡阶段、老年阶段。

上升阶段：地形被抬高了一定高度，由于局部侵蚀基准面高于侵蚀基准面（海平面），原先 的平衡状态被破坏，地层开始出现裂缝，水进入裂缝可侵蚀围岩；

幼年阶段：河流侵蚀能力加强，河流不断的加宽加深，使得河流两岸不断的向外拓展，河流 深度不断加大；

成熟阶段：河流仍不断的加宽和加深，山谷发育，两条相邻河流中间共用的河岸宽度逐渐变 窄，可由原先的平面变为狭窄的分水岭，地形起伏达到最大；

过渡阶段：地形起伏逐渐减小，河流发生溯源侵蚀作用，河流不断后退，河岸高度逐渐降低; 老年阶段，河流的侵蚀能力达到最小，几乎为0,地形起伏整体较为和缓，表面基本在同一 水平高度，即侵蚀基准面，地貌主要表现为准平原和残丘。此时河流并无主流与支流之分； 戴维斯认为每一次构造运动抬升的结果是河流将依次经历以上发展阶段，但并非每次构造运 动都经历5个发展阶段，倘若新一次构造运动发生时，河流仍未结束上一次构造运动对它的 影响，即未到老年阶段，河流将从第1个阶段开始，重新依次经历以上发展阶段。地貌上存 在不同高度夷平面