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第四纪古环境研究方法 一、沉积学方法 二、古生物学方法 三、地貌学方法 四、矿物学方法 五、地球化学方法 六、同位素方法 七、磁化率方法 八、植物硅酸体方法 九、有机高分子方法 一、沉积学方法 1、沉积构造 沉积构造可以反映水动力条件和沉积环境 六、同位素方法 七、磁化率方法 食肉类牙齿特征 奇蹄类牙齿特征 偶蹄类牙齿和角特征 三、地貌学方法 寒冷气候：冰川、冻土地貌 温暖气候：岩溶、河流、湖泊地貌 干旱气候：风蚀、风积地貌 （1）成因类型 （2）几种特殊地貌 冰斗 温度变化＝H冰斗高度变化值km×6.0 （2）几种特殊地貌 古冰楔 发育在不同沉积层： 粘土层：－5～－7℃ 砂层：－8～－9℃ 砾石层：－10～－11℃ 砾石层中古冰楔 粘土层中古冰楔 （2）几种特殊地貌 湖岸线、海岸线、 水下阶地、水下古河床 内蒙岱海湖面波动 四、矿物学方法 （2）粘土矿物 气候干冷：伊利石、蒙脱石含量高 气候温湿：高岭石含量高 （1）碎屑矿物 气候干冷：不稳定碎屑矿物含量高 气候暖湿：稳定碎屑矿物含量高 北京平原区一钻孔的第四纪地层划分 五、地球化学方法 用于生态环境分析的有：Fe3+、Fe2+、Al2O3、SiO2、MnO2、CaCO3、TiO2等。 1、风化强度指数 Harnois的化学风化指数 CIW= Al2O3x100(Al2O3+CaO+Na2O) 总的趋势：风化指数越小，气候越干冷；反之，气候就越温暖。 土壤学中常用的指数： （游离的）Fe2O3/(全)Fe2O3 2、CaCO3 原生的CaCO3 海相地层中：冰期时大气环流加强，赤道海洋获得大量营养补给，生物产量高，CaCO3沉积丰富。反之，低。 陆相地层中：含量高，气候干冷。 4、计算古温度 硅氧化物率：SiO2/Fe2O3＋Fe2O3 黄壤 砖红壤 红壤 2.3-2.7 1.5-1.6 2-2.2 硅铝率：SiO2/Al2O3 硅铁率：SiO2/Fe2O3 3、粘粒分子率 主要利用Fe3+/Fe2+的比值。 t－推算的古温度值 T－当地现今的年平均温度值 M－某样品的Fe3+/Fe2+的值与各样品的Fe3+/Fe2+的平均值的差 X－各样品的Fe3+/Fe2+的平均值 t=T+(TM)/X或t=－2T+Tm/X （1）植物的生态类型 气候与植物类型和组合 云杉、冷杉、松、落叶松等构成 寒带（暗）针叶林 温度变化＝H海拔变化值km×5. 5℃ （2）植物孢粉的应用 这是最常用的方法。注意孢粉的组合、搬运。 孢粉在剖面上的组合。 几种比值得变化：藜/蒿、麻黄/水龙骨、栎/（冷杉+云杉） （3）植物大化石的应用 A、叶缘： 锯齿型叶 全缘叶 浅裂型叶 升高 全缘叶 Lobed浅裂 serrated锯齿型 叶缘形态与气候的关系 热带雨林 全缘叶 比例 ?75％ 副热带雨林 57－75％ 亚热带雨林 40－50％ 温热带雨林 0－35％ D、叶质： 气候干冷：厚细腻。 热带雨林：叶面光滑。 B、叶脉密度： 温带雨林：密度大，网眼小 热带雨林：密度小，网眼大 C、叶面类型： 温带雨林：叶面粗糙，有纤毛。 气候干冷：粗糙。 （4）取样要求 A、岩性的选择 利于孢粉研究的岩性： 细粒（粘土、粉砂质粘土、粘土粉砂、粉砂；而砾石、砂不适合孢粉研究）； 颜色深：黑色、灰色等较好，而红色较差 B、样品要求 （2）重量：250g （3）在剖面上等间距取样，间距可根据剖面性质、地层年代决定。 （1）样品袋用塑料自封袋 2、树木年轮的方法 （1）年轮宽度、密度的变化。 （2）碳、氧同位素的变化。 年轮宽——湿热 年轮窄——干冷 树木年轮的宽窄变化 树木年轮的宽窄与气候变化 过去140年和过去1000年气温变化（与1961年-1990年的平均值比较）。上图数据来自测温仪器，下图数据红线是来自测温仪器，蓝线来自树木年轮、珊瑚、冰芯以及历史文献。 过去200年贺兰山树轮?－纤维素的δ13C序列和树轮宽度对比（据马利民等，2003） 采样要求： （1）一个采样点至少要采集20棵相同树种的样本； （2）悬崖优于石壁，迎风坡优于背风坡，陡坡优于缓坡，山脊优于山谷； （3）宜选择树龄较长、年轮纹印清晰、敏感度高、伪轮和样品断裂较少的针叶树种； （4）树芯样本的采集使用生长锥在距离地面130cm左右钻取树木横截面上的树芯； （5）圆盘样本的采集使用长柄龙锯或油锯在距离地面30～40cm高度截取树木横截面圆盘样本。 3、动物学的方法 环境类型： 宏观和微观两个方面。 地理型：北方型（古北界）、南方型（东洋界） 生态型：草原型、灌丛型、森林型、荒漠型 气候型：喜干型、喜湿型、喜冷型、喜暖型