中国第四纪地质概述

第四纪是地球历史上最新的一个地质时代，大约开始于260万年前，一直延续至今；在这个时期，地球的气候、环境、生物等都发生了显著的变化；中国作为世界上地质条件复杂、地貌多样的国家之一，其第四纪地质特征尤为突出。中国地域辽阔，地形地貌复杂多样，从高原到平原、从山地到盆地，各种地质环境应有尽有；这种多样性为第四纪地质作用的发育和演化提供了丰富的物质基础。

一、第四纪地质年代的划分

（一）地质年代划分依据

第四纪地质年代的划分主要依据地层、沉积物、古生物、古气候等方面的特征。地层特征是划分地质年代的基础，通过地层的堆积序列、厚度变化、岩性特征等，可以初步确定不同地质时代的界限；沉积物特征是划分地质年代的重要依据，通过沉积物的类型、成分、结构等，可以推断出古环境、古气候的变化；古生物特征是划分地质年代的辅助依据，通过古生物化石的种类、数量、分布等，可以了解古生物演化的历史；古气候特征是划分地质年代的重要参考，通过古气候记录的分析，可以揭示气候变化对地质年代划分的影响。

图1中国第四系综合地层年代框架

（二）第四纪地质年代的划分

1.更新世

更新世是第四纪的主要时期，以气候的冷暖交替和冰期的出现为特征。在中国，更新世的划分主要依据冰期、间冰期的交替以及相应的沉积环境变化。根据冰期的特征，可以将更新世划分为多个冰期和间冰期，如大理冰期、庐山冰期、大姑冰期等。这些冰期的出现与全球气候变化密切相关，反映了地球气候系统的复杂性和敏感性。

（1）更新世早期：这一时期以冰期-间冰期旋回为主要特征，气候波动较大，沉积物类型多样，包括冰碛物、河流相沉积等。

（2）更新世中期：此时期气候进一步恶化，冰川活动加强，形成了广泛的冰盖和冰缘地貌。同时，人类祖先开始在中国地区出现并逐渐发展。

（3）更新世晚期：这一时期气候逐渐变暖，冰川开始退缩，湖泊和河流相沉积广泛发育。人类文化开始萌芽并迅速发展，形成了丰富的史前文化遗址。

图2人类进化发展

2.全新世

全新世是更新世之后的地质时代，以气候相对稳定、人类活动逐渐增多为特征。在中国，全新世的划分主要依据沉积物的类型、分布以及人类活动的遗迹。全新世沉积物主要包括黄土、河流沉积、湖泊沉积等，这些沉积物记录了全新世以来的气候变化和环境演变。同时，全新世也是人类文化发展的重要时期，通过考古发掘和历史文献的记录，可以了解人类在这一时期的活动轨迹和文化特征。

全新世是第四纪的最后一个时期，也是人类文明迅速发展的时期。这一时期气候相对稳定，适宜人类居住和农业发展。同时，随着人类活动的加剧，对自然环境的影响也逐渐显现。

图3中国第四纪地质图

二、第四纪沉积与环境

（一）第四纪沉积物的类型与分布

中国第四纪沉积物类型丰富，包括黄土、河流沉积、湖泊沉积、冰川沉积、风成沉积等。这些沉积物在空间上呈现出不同的分布特征，反映了第四纪时期不同地区的气候、地形和地貌条件。黄土主要分布在黄土高原地区，是风成沉积的典型代表（黄土、风成砂分布于西北干旱-半干旱地区；下、中更新统黄土厚度大，为水成夹风成；上更新统-全新统以风成为主，黄土的形成均需经过后期碳酸盐化阶段。风成砂早、中更新世时沙漠、戈壁的发育是很局限的；晚更新世时西北区大片沙漠形成）；河流沉积则广泛分布于各大江河流域，记录了河流的演化历史；湖泊沉积主要分布于内陆湖泊地区，反映了湖泊的水文变化和环境演变（更新世早期，湖相沉积物发育，如柴达木古湖、三门峡古湖、昔格达古湖和洞庭湖古湖等区均发育较大湖泊；晚期，逐渐被河流相沉积物取代）；冰川沉积则主要分布于高山地区，是冰川活动的重要记录。

（二）第四纪沉积物与环境的关系

第四纪沉积物与环境之间存在着密切的关系。一方面，沉积物的类型、成分和结构等特征受到环境条件的控制，如气候、地形、地貌等因素都会影响沉积物的形成和分布。另一方面，沉积物本身也记录了环境的变化信息，通过分析沉积物的物理性质、化学成分、生物化石等，可以揭示过去的气候、环境演变历史。

1.沉积物与气候关系

第四纪气候的冷暖交替对沉积物的形成和分布产生了深远影响。在冰期时期，气候寒冷干燥，冰川活动频繁，形成了大量的冰川沉积物；而在间冰期时期，气候温暖湿润，河流、湖泊等水体活跃，形成了丰富的河流沉积和湖泊沉积。通过对这些沉积物的分析，可以揭示出古气候的变化规律，为理解现代气候变化提供重要参考。

2.沉积物与地貌关系

第四纪地貌的演变与沉积物的形成密切相关。在构造运动的作用下，地形起伏变化，为沉积物的堆积提供了空间。同时，沉积物的堆积也反过来影响了地貌的形态。例如，黄土的堆积形成了独特的黄土高原地貌；河流的侵蚀和堆积作用塑造了河流地貌；冰川的刨蚀和堆积则形成了冰川地貌。因此，通过对沉积物的研究，可以揭示出地貌的演化历史。

3.沉积物与生态关系

第四纪沉积物中保存了大量的古生物遗骸和遗迹，这些生物信息反映了古生态环境的特征。例如，湖泊沉积物中的孢粉记录了古植被的演替过程；河流沉积物中的化石则揭示了古动物的分布和迁徙规律。通过对这些生物信息的分析，可以了解古生态环境的变迁，为现代生态保护和修复提供科学依据。

（三）第四纪沉积物的成因与环境演变

第四纪沉积物的成因与环境演变密切相关。黄土的成因主要受到风力和气候变化的影响，其堆积过程记录了古气候的波动和演变；河流沉积的形成则与河流的水动力条件和流域内的地质环境有关，其变化反映了河流系统的演化和地貌的塑造；湖泊沉积则受到湖泊水位、水质和流域内人类活动等多种因素的影响，其沉积序列记录了湖泊环境的演变和人类活动的影响；冰川沉积则是冰川运动和消融的产物，其分布和特征反映了冰川活动的范围和强度；海岸沉积则受到海洋动力、海平面变化和人类活动等多种因素的影响，其变化记录了海洋环境的变化和人类对海岸带的改造。

中国第四纪环境演变受到多种因素的影响，包括气候变化、构造运动、人类活动等。在气候变化方面，冰期的出现和间冰期的交替对环境产生了深远的影响。冰期时，气温下降，冰川扩张，海平面下降，导致环境发生显著变化。间冰期时，气候相对温暖湿润，有利于生物的生长和繁衍。构造运动也对环境产生了重要影响，如地壳的升降、断裂等都会改变地形地貌和沉积环境。人类活动则是第四纪环境演变的重要因素之一，随着人类社会的发展，对自然环境的改造和利用越来越强烈，导致环境发生显著变化。

三、第四纪冰川与气候

（一）第四纪冰川的分布与特征

中国第四纪冰川的分布广泛，类型多样，包括山地冰川、冰帽、冰原等多种类型。其中，以青藏高原及其周边地区的冰川最为发育，规模宏大，对当地气候和生态环境产生了深远的影响。

在青藏高原，冰川广泛分布于喜马拉雅山、昆仑山、祁连山等山脉，形成了壮观的冰川景观。这些冰川以积累区大、消融区小、运动速度慢等特点著称，对当地的水源涵养、河流补给以及生态平衡起着重要作用。此外，天山、阿尔泰山、秦岭等山脉也分布着一定数量的冰川，虽然规模较小，但同样对当地气候和环境产生了显著影响。

中国第四纪冰川的特征主要表现在以下几个方面：一是冰川规模巨大，积累了大量的冰雪物质，为当地河流提供了源源不断的水源；二是冰川运动活跃，不断塑造着地表形态，形成了独特的冰川地貌；三是冰川对气候变化敏感，其进退变化往往与气候波动密切相关。

（二）第四纪冰川与气候的相互关系

中国第四纪冰川与气候之间存在着密切的相互关系。一方面，冰川的发育和分布受到气候条件的控制；另一方面，冰川的进退变化也对气候产生了影响。

首先，气候条件对冰川的发育和分布起着决定性的作用。在寒冷干燥的气候条件下，降雪量大于消融量，冰川得以形成并不断扩大；而在温暖湿润的气候条件下，降雪量减少，消融量增加，冰川则逐渐退缩。因此，中国第四纪冰川的分布和规模与当时的气候条件密切相关。

其次，冰川的进退变化也对气候产生了影响。当冰川扩张时，大量的冰雪物质覆盖在地表，反射了更多的太阳辐射，导致地表温度降低；同时，冰川融化产生的淡水注入海洋，影响了海洋环流和全球气候。相反，当冰川退缩时，地表裸露出来，吸收更多的太阳辐射，导致地表温度升高；同时，冰川融化产生的淡水减少，对海洋环流和全球气候的影响也相应减弱。

此外，冰川与气候之间的相互作用还表现在其他方面。例如，冰川融水为河流提供了源源不断的水源，影响了河流的水文特征和生态环境；同时，冰川的变化也影响了区域降水分布和大气环流模式等。

四、第四纪地貌与构造

（一）第四纪地貌类型及其特征

中国第四纪地貌类型丰富多样，主要包括山地、高原、盆地、平原、河流、湖泊等。这些地貌类型在空间上呈现出不同的分布特征，反映了中国复杂的地质构造背景和气候环境。

山地和高原是中国第四纪地貌的重要组成部分。青藏高原、天山山脉、秦岭等地形高耸，气候寒冷，冰川作用强烈，形成了独特的冰川地貌。这些地区的地貌形态多样，包括冰川槽谷、冰碛物、冰蚀地貌等，为第四纪冰川作用的研究提供了丰富的素材。

盆地与平原多分布于中国的东部和中部地区。四川盆地、华北平原等地地势平坦，气候温和湿润，河流作用显著，形成了河流地貌和湖泊地貌。这些地区的河流地貌包括冲积扇、洪积扇、河流阶地等，湖泊地貌则包括湖泊沉积、湖岸线变化等。

此外，中国的河流、湖泊等水体地貌也具有独特的特点。长江、黄河等大江大河穿越中国大地，形成了壮观的河谷地貌和河流三角洲。这些河流地貌不仅反映了河流的侵蚀、搬运和堆积作用，还记录了地质历史时期的气候变化和构造运动。

（二）第四纪构造运动及其特征

中国第四纪构造运动（⑴上更新世中晚期-早更新世初期，新构造运动表现在：①青藏高原剧烈抬升，天山、祁连山等各大山系也相应强烈抬升；②一些山间盆地形成，如云南元谋盆地、四川昔格达盆地等；③黄土高原南部下沉；④青藏高原和东北、华北地区均有较强火山活动。⑵早更新世晚期。新构造运动表现在：①青藏高原继续抬升，藏北上更新统-下更新统相地层发生倾斜，高原周边玉门组砾石层错动等；②一些湖泊消失，如昔格达湖等；③黄土高原北部上升，南部下降；④部分地层发生间断，如渭南地区等；⑤华北地区有较强玄武岩流溢出。⑶中更新世中期。新构造运动表现在：①青藏高原继续抬升；②黄土高原北部下降；③中国东部及西南均有强烈火山活动，如五大连池、大同、雷州半岛及腾冲地区。⑷晚更新世晚期-全新世早期。新构造运动表现在：①青藏高原强烈抬升，其上升幅度约达800-1000m；②黄土高原整体上升；③华北和苏北发生较大海侵；④东北地区松辽分水岭形成；⑤火山活动强烈；⑥黄河、长江是在第四纪中最终贯穿一切山岭和湖泊连成大江的）主要表现为地壳的升降、断裂和褶皱等。这些构造运动不仅直接塑造了地貌形态，还影响了气候、水文等环境因素。

地壳的升降运动是导致地貌变化的主要因素之一。在青藏高原等地区，地壳的强烈抬升使得地表形态发生显著变化，形成了高山、峡谷等地貌景观。而在华北平原等地区，地壳的相对沉降则使得地表平坦化，形成了广阔的平原。

断裂构造在中国第四纪地貌中扮演了重要角色。断裂带是地壳中应力集中和释放的区域，它们往往控制着地貌的发育和分布。中国的许多大断裂带，如郯庐断裂带、昆仑断裂带等，都对当地的地貌形态产生了深刻影响。这些断裂带不仅控制了山脉、盆地的形成和分布，还影响了河流、湖泊等水体的发育和演变。

褶皱运动也是中国第四纪构造运动的重要表现形式。褶皱运动使得地壳发生弯曲和变形，形成了褶皱山脉和褶皱盆地等地貌类型。这些褶皱地貌不仅具有独特的形态特征，还蕴含着丰富的地质信息，为我们了解地球历史和预测地质灾害提供了重要的依据。

（三）第四纪地貌与构造的相互关系

第四纪地貌与构造之间存在着密切的相互关系。构造运动是地貌形成和演化的基础，而地貌形态则反映了构造运动的特征和过程。

一方面，构造运动为地貌的形成提供了动力。地壳的升降、断裂和褶皱等构造运动使得地表形态发生显著变化，形成了各种地貌类型。这些地貌类型不仅具有独特的形态特征，还蕴含着丰富的地质信息，为我们了解地球历史和预测地质灾害提供了重要的依据。

另一方面，地貌形态也记录了构造运动的历史。通过对地貌形态的观察和分析，我们可以推断出构造运动的类型、规模和发生时间等信息。这些信息对于理解地球表面的演化过程、预测未来地貌变化以及制定区域发展规划具有重要意义。

此外，第四纪气候也对地貌与构造的相互关系产生了影响。气候的变化不仅影响了地表的风化、侵蚀和堆积作用，还影响了构造运动的活跃程度和方式。因此，在研究第四纪地貌与构造时，我们需要充分考虑气候因素的影响。

（四）第四纪地貌与构造的演化过程

中国第四纪地貌与构造的演化过程是一个复杂而多变的过程，它受到了多种因素的影响和制约。在地质历史时期，中国经历了多次构造运动和气候变化，这些事件对地貌的形成和演化产生了深远影响。

在冰期时期（传统的按冰碛物来划分，至少存在四个冰期：从早到晚，西部依次为希夏邦马冰期、聂聂雄拉冰期、基龙寺冰期及绒布寺冰期；东部依次为鄱阳冰期、大姑冰期、庐山冰期及太白冰期），气候寒冷干燥，冰川作用强烈，对山地和高原地区的地貌形态产生了显著影响。冰川侵蚀和堆积作用形成了独特的冰川地貌，如冰斗、角峰、U型谷等。同时，冰川融水也塑造了河流和湖泊等水体地貌。

在间冰期时期，气候温暖湿润，河流和湖泊等水体地貌的发育更加显著。河流侵蚀和沉积作用形成了冲积平原和河流三角洲等地貌类型。湖泊则通过水位的升降和湖岸线的变化记录了气候和环境的变化。

此外，构造运动也在不同程度上影响了地貌的演化过程。地壳的升降运动改变了地表形态和结构，为地貌的发育提供了基础。断裂和褶皱等构造运动则通过改变地层的连续性和完整性，为地貌的演化提供了重要的地质背景。

五、人类活动与第四纪环境

（一）人类活动对第四纪环境的影响

1.土地利用与植被变化

随着人口的增长和社会的发展，人类对土地的需求不断增加。大规模的农业开垦、城市扩张和基础设施建设导致了土地利用方式的改变和植被覆盖率的下降。这些活动不仅破坏了原有的生态环境，还影响了土壤、水分和气候等自然要素的分布和循环。

2.水资源开发与利用

水是生命之源，也是人类活动不可或缺的资源。在第四纪，随着人类对水资源的开发利用，河流、湖泊等水体受到了不同程度的干扰和破坏。过度抽取地下水、修建水库大坝等行为改变了水体的自然流动和分布，影响了水生态系统的稳定性和健康。

3矿产资源开发与利用

第四纪时期，人类开始大规模开采矿产资源，以满足社会对能源和原材料的需求。煤炭、石油、天然气等化石燃料的开采和利用产生了大量的废弃物和污染物，对大气、水体和土壤环境造成了严重的污染和破坏。同时，矿产资源的开采也导致了地表形态的改变和生态系统的破坏。

4.气候变化与人为排放

人类活动对气候的影响日益显著。大量排放的温室气体改变了大气成分和结构，导致了全球气候变暖、极端气候事件频发等问题。这些气候变化不仅影响了人类的生存环境和生活质量，还对第四纪环境产生了深远的影响。

（二）第四纪环境变化对人类活动的影响

1.自然环境的承载能力

第四纪环境的承载能力是有限的。人类活动必须遵循自然规律，尊重环境的承载能力。过度开发和利用自然资源会导致环境恶化、资源枯竭等问题，最终制约人类社会的发展。

2.对农业生产的影响

第四纪环境的变化对农业生产产生了重要影响。气候变暖导致农作物生长周期延长，病虫害增多；水土流失和土壤退化则降低了土地的肥力，减少了农作物产量；水资源短缺和水污染则制约了农业的发展。

3.对人类居住环境的影响

第四纪环境的变化也对人类居住环境产生了影响。极端气候事件如暴雨、洪水、干旱等频发，给人类居住安全带来了威胁；大气污染和酸雨则危害了人类的健康；同时，环境变化还可能导致人类迁移和城市规划的调整。

4.对社会经济的影响

第四纪环境的变化也对社会经济产生了影响。资源短缺和环境问题制约了经济的可持续发展；气候变化导致的灾害风险增加了社会成本；同时，环境问题也引发了社会关注和公众参与，推动了环境保护政策的制定和实施。

（三）人类活动与第四纪环境的可持续发展

面对人类活动对第四纪环境的影响以及第四纪环境对人类活动的制约作用，需要寻求可持续发展的道路。

1.合理利用和保护自然资源

制定科学合理的资源利用政策和管理措施，确保资源的可持续利用和环境的保护。同时，加强资源循环利用和节能减排技术的研究和应用，降低人类活动对环境的负面影响。

2.应对气候变化和极端气候事件

加快气候变化监测和预警系统的建设，提高应对极端气候事件的能力和水平。同时，推动绿色低碳发展，减少温室气体排放，缓解全球气候变暖的趋势。

3.保护生态系统和生物多样性

保护生态系统的完整性和稳定性，推动生物多样性保护和可持续利用，维护地球生物圈的平衡和健康。

4.提高公众环保意识和参与度

提高公众对环保问题的认识和关注度，鼓励公众积极参与环保行动和志愿服务活动，共同推动人类与第四纪环境的和谐共生。

六、结束语

中国第四纪地质是一个复杂且重要的研究领域，涉及多个学科和多个方面。通过对第四纪地层、冰期、古气候、人类活动等方面的研究，可以深入了解地球历史的演变规律以及人类与自然环境的相互关系。未来，随着科学技术的进步和社会需求的变化，中国第四纪地质研究将迎来更加广阔的发展前景。

致谢：中国地质科学院地质研究所、闵隆瑞、尹占国、长大地质博物馆、邓成龙等，微信及百度等网络媒体。