第三章 地质年代与第四纪地质概述

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1、本章提要地质年代表是依据全球地层系统划分和对比建立起来的地质历史编年。第四纪是距今最近的地质年代，新构造运动和第四纪沉积物与人类工程活动关系密切。第四纪沉积物常成为松散土层(土体)覆盖在前第四纪形成的坚硬岩层(岩体)之上。第四纪沉积物按成因类型可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖泊沉积物、海洋沉积物、风积土、冰碛与冰水沉积。第三章地质年代与第四纪地质概述地质年代3.1地质年代地质年代是指地壳发展历史与地壳运动、沉积环境与生物演化相应的时代段落。地质学以相对年代和绝对年代两种方法计算时间。相对年代表示地质事件发生的先后顺序，确定方法

2、有：(1)地层层序律(2)生物层序律(3)切割律石灰岩花岗岩矽卡岩闪长岩辉绿岩砾岩绝对年代表示地质事件发生至今的年龄称(同位素年龄)。通常用来测定地质年代的放射性同位素有：钾一氩、铷一锶、铀一铅和碳一14等。地质年代表通过对全球各个地区地层划分和对比以及对各种岩石进行同位素年龄测定，按年代先后进行系统性的编年，列出“地质年代表”。它的内容包括地质年代单位、名称、代号和绝对年龄值等。地方性岩石地层单位各地区在地质历史中所形成的地层事实上是不完全相同的。地方性岩石地层划分，首先是调查岩石性质、运用确定相对年代的方法研究它们的新老关系，对岩

3、石地层进行系统划分。岩石地层单位，或称做地方性地层单位，可分为群、组、段等不同级别。3.2.1第四纪地质概况3.2第四纪地质概述第四纪时期有两大事件：人类的出现和冰川作用。第四纪时期地壳有过强烈的活动，为了与第四纪以前的地壳运动相区别，把第四纪以来发生的地壳运动称为新构造运动。地球上巨大块体大规模的水平运动、火山喷发、地震等都是地壳运动的表现。第四纪气候多变曾多次出现大规模冰川。地区新构造运动的特征，对工程区域稳定性问题的评价是一个基本要素。3.2.1.1第四纪气候与冰川活动第四纪气候冷暖变化频繁，气候寒冷时期冰雪覆盖面积大，冰川作用

4、强烈发生，称为冰期。气候温暖时期，冰川面积缩小，称为间冰期。第四纪冰期，在晚新生代冰期中，规模最大，地球上的高、中纬度地区普遍为巨厚冰流覆盖。当时气候干燥，因而沙漠面积扩大。中国大陆在冰期时，海平面下降，渤海、东海、黄海均为陆地，台湾与大陆相连，气候干燥、风沙盛行、黄土堆积作用强烈。第四纪冰川不仅规模大而且频繁。根据深海沉积物研究，第四纪冰川作用有20次之多，而近80万年每10万年有一次冰期和间冰期。3.2.1.2板块构造1915年德国魏格纳提出大陆漂移说，他认为大约距今1.5亿年前，地球表面有个统一的大陆，他称之为联合古陆。3.2.

5、2第四纪沉积物第四纪历史虽然只有二百万年左右，但新构造运动强烈，海平面和气候变化频繁。因而第四纪沉积环境极为复杂。第四纪沉积物形成时间短，成岩作用不充分，常常成为松散、多孔、软弱的土层覆盖在前第四纪坚硬岩层之上。残积物岩石经物理风化和化学风化作用后残留在原地的碎屑物称残积物或残积土。残积层向下逐渐过渡为半风化岩石和新鲜基岩。残积物不具有层理，粒度和成分受气候条件和母岩岩性控制。残积物表部土壤层孔隙率大、压缩性高、强度低。而其下部残积层常常是夹碎石或砂粒的粘性土或是被粘性土充填的碎石土、砂砾土，其强度较高。坡积物雨水或雪水将高处的风化碎

6、屑物质洗刷而向下搬运，或由本身的重力作用，堆积在平缓的斜坡或坡脚处，成为坡积物。坡积物形成于山坡，常沿下卧基岩分界面滑动；坡积物随斜坡自上而下呈现由粗而细的分选现象，且厚度变化较大。尤其是新近堆积的坡积物，土质疏松，压缩性较高。洪积物大雨或融雪水将山区或高地的大量碎屑物沿冲沟搬运到山前或山坡的低平地带堆积而成。洪积物在沟口往往呈扇状分布，扇顶在沟口，向山前低平地带展开，称为洪积扇。洪积扇一般分为上部、中部和下部三部分。上部多以砾石、卵石为主要成分。强度高、压缩性小，可作为工业、民用建筑的良好地基。但其孔隙大，透水性强不易建坝。中部以砂

7、土为主，下部以粘性土为主，它们一般都是良好地基。主要在砂土向粘性土过渡地带及主要为粘性土分布地带，由于透水性的差异及地下水埋藏浅等因素的影响，常有泉水出露，形成沼泽。沼泽地带泥炭层强度低、压缩性大。冲积物冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖的坡积、洪积物质剥蚀后搬运、沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积物。根据形成条件和环境分为：河漫滩冲积物：主要分布于河流的中下游和平原区河流。洪水期河水漫溢，河漫滩被淹没，沉积的土粒较细，为粉土、粉质粘土或粘土。河漫滩冲积物之下常为早先河床沉积的砾、砂和粉细砂。河床冲积物：因河床水流速度大，

8、沉积物较粗。山区河流或河流上游大多是粗大的石块、砾石和粗砂。河流中下游或平原区河流河床沉积物逐渐变细，但厚度增大。牛轭湖冲积物：主要为较厚淤泥和泥炭层，常夹有细砂或粉质粘土层。河口三角洲冲积物：所搬运的大量细小碎屑物沉积