第四纪气候变化及海平面变化.pptxVIP

第一节 第四纪沉积物年龄测定第二节 前第四纪气候变化概述 第三节 第四纪气候变化 第四节 晚更新世以来的海平面变化 第一节 第四纪沉积物年龄测定近四十多年来，新技术、新方法的应用在第四纪研究中有了明显的进展，开发出多种沉积物测定年龄的方法，提高了第四纪研究的精度。虽然每种研究方法都具有很强的专业性，但从事第四纪研究的工作者了解主要的第四纪测定年龄方法的基本原理和应用条件，有助于提高工作质量和与国际研究接轨。从1949年W.F.利贝(Lebby)提出放射性碳法(14C法)以来，现在可供选择的第四纪沉积物年龄测量方法选20多种，但各种方法的发展进程和应用程度是相差较大的。随着对第四纪事件研究的深入和多种年龄测量方法的应用，对第四纪的认识也越来越深入。第四纪沉积物年龄测量方法有三类：物理年代法、同位素年代法和其他方法。 一、物理年代学方法1、古地磁学方法 古地磁学方法是利用岩石天然剩余磁性的极性正反方向变化，与标准极性年表对比，间接测量岩石年龄的方法。地球是一均匀磁化球体，其磁场相当于放在地心的一个磁偶极子的磁场。磁偶极子的磁轴与地轴的交角为11.5°(下图左)。磁轴的延长线与地面相交于?两点，分别称地磁北极(N极，正极)和地磁南极(S极，负极)。火成岩温度达到居里点(一般为?500~650℃)便获得磁性，沉积岩和变质岩中含有铁磁性矿物颗粒，三类岩石都会受到形成时的地磁场的作用而磁化，磁化方向与当时地磁场方向一致，这是一种全球现象。地理极、地磁极及地理赤道、地磁赤道地磁要素图（引自地质科学研究员《古地磁学》讲义，1984）地球上任何一点的总磁场强度(T)是一个矢量(上图右)，它可以分解为磁偏角(D)、磁倾角(I)、水平磁场强度(H)、东向水平磁场强度(Y)、北向水平磁场强度(X)和垂直磁场强度(Z)6个变量，其中只要知道X、Y、Z或H、D、I三个矢量便可求出另外3个，从标本中测得的天然剩余磁场要素，便获得古地磁的基本资料。地磁要素(磁倾角、磁偏角)和磁极位置都随时间而变化。磁极位置的变化时间长而不显著，如距今两千多万年来(中新世以来)的火山岩剩磁的磁极位置总是绕地理极变化，中国第四纪以来的磁极位置都集中在北纬80°～90°范围内绕地轴游移，而地磁极性方向变化周期则为0.01～1Ma，所以极性变化更适合于第四纪沉积物年龄测量。古地磁极性的正反方向交替变化是古地磁历史的基本特征。正极性(正向磁化)是指岩石剩磁的极性方向与现代地球极性方向一致，其磁倾角为正值，磁偏角接近于零。反极性(或磁极性颠倒)是指岩石剩磁的极性方向与现代地球极性方向相反，其磁倾角为负值，磁偏角接近180°。在地球地磁极性正反变化历史中，在长期以某种极性为主的时期内有若干短时期极性方向变化的事件发生，反映出极性变化的大趋势与小变化之间的关系。有关地磁极性方向变化的原因是古地磁学中尚来解决的基本问题。古地磁极性年表是根据一系列主要用K—Ar法测定年龄的不同时间尺度的极性变化事件编制的地球极性时间表，目前用于第四纪研究的极性年表是A.考克斯等1969年根据陆地和大洋已有的140多个数据拟定的约5Ma BP以来的地磁极时间表，后经许多研究者补充修正，综合成下图。用于第四纪的古地磁极性年表 该表使用两级时间单位：极性时(过去称世或期)和极性亚时(过去称事件)。极性时是指以某种极性占优势持续时间较长的时间单位；极性亚时是极性时中短暂(1万年至十几万年)极性倒转时期。该表把约5MaBP以来极性时变化从早—晚分为：吉尔伯特反极性时、高斯正极性时、松山正极性时和布容正极性时，每个极性时中各包含若干个极性反方向变化亚时。古地磁学方法在第四纪测定年龄中应用广泛，主要用于沉积较连续、厚度较大的剖面或钻孔岩芯。虽然古地磁极性变化的全球性使方法具有相对的独立性，但也有不足之处，如难以判断不同层位相同极性所属时代。但本方法与古生物地层学和其他年代学方法结合，就能扬长避挥短发其优势。古地磁学方法在黄土、湖沼沉积物、大陆架和平原钻孔岩芯研究中广泛应用。河北平原肃宁县东官亭村一个厚达500m第四纪沉积物的古地磁极性变化 ??2.热发光法(TL)根据从沉积物堆积之日起，其中的破碎绝缘矿物晶体(如石英、长石)所接受的周围地层中放射性物质的辐射总剂量(TD)、年均吸收剂量(AD)和矿物移至沉积地点之前的初始剂量(ID)关系计算沉积物年龄(t):一般非金属破碎绝缘矿物(如石英)具有受激发光现象，其发光强度与矿物以前吸收的辐射能量成正比，而辐射量的积累是时间的函数，因此通过测量材料的发光强度可以推算其年龄。热发光现象有2个阶段：①贮集阶段，有缺陷的石英受到来自地层中的铀、钍作用产生自由电子，这些处在亚稳态的电子具有一定寿命保存在石英晶格中(又称贮能电子)，其数量与矿物所受辐射量成正比。②发光阶段，对取