第二章 中国第四纪地层2

第二章 中国第四系

第一节 中国第四系的划分

中国第四系的划分目前还有争议，本教材采用的划分方案以2.48Ma 为第四纪下限， 即2.48 Ma 、0.73 Ma 、0.13 Ma、0.01 Ma方案

一、中国第四系的划分依据

1、据法国对维拉弗朗阶（Villafranchian ）的 研究可分为三层 ： 上维拉弗朗阶的K-Ar 法年龄为1.3×106a 。 中维拉弗朗阶的K-Ar 法年龄为1.8~2.6×106a 。 下维拉弗朗阶的K-Ar 法年龄为3.4×106a 。

维拉弗朗阶的中、上部哺乳动物群属于更新统，而下维拉阶则属下上新统。中国泥河湾组分可为上、下两部份，上部泥河湾动物群与维拉朗动物群中上部相当，下部泥河湾动物群与维拉弗朗下部相当。

2、在第18次国际地质会议（IGC ）上曾提出以 “示冷性”Hyalinea lalihica 动物群的出现作为第四纪的开始。在北京东郊顺义钻孔深436米处海相层中出现 Hyalinea balthica 动物群，约2.30Ma （Li 1979， Wang & He 1982、 Lin 1983）。

3、中国黄土开始沉积于2.50Ma BP （Friedrich Heller & Liu 1982, Liu & Ding 1982, yue 1982）。

4、中国喜马拉雅山冰川地区测得第四纪下限，贡巴砾岩中部为松山/高斯极性时的界面，约2.40Ma B.P. （Wang & Li1982）。

二、中国第四系的划分方案

下更新统：

1、中国黄土L8~黄土底界（约2. 48~0.73Ma B.P.）

午城黄土（L15~黄土底界；2.45~1.15M a ），早更新世早、中期黄土地层。

午城黄土的标准命名地点在山西隰县午城柳树沟，位于一砾石层之上，未见午城黄土直接与上新世三趾马红土层接触。命名地点在山西隰县午城剖面的午城黄土并不完整，仅包括黄土-古土壤序列L15-L30。黄土颜色较红，结构致密而坚实、块状、质地均匀、大孔隙少，粘粒含量较高、含具块状致密结构的石灰质块状或板状结核，其间夹有红棕色褐色埋藏土壤层。

在午城黄土中曾发现中国长鼻三趾马（Hipparion （Proboscidpparion ） Sinensis ）、三趾马一新种（Hipparion SP. nov）、中国貉（Nyctereutes sinensis）、短脚野兔（Hyppolagus brachypus ）、李氏野猪（Suslydekkeri ）等动物化石。同时还出现了较多的杉（Quercus ）、

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胡桃（Jugiaus ）、松（Piuus ）等木本植物花粉。

下离石黄土下部（L8~L15；0.73~1.15Ma ），早更新世晚期黄土地层。

离石黄土以山西离石县陈家崖为典型分布地区。离石黄土分布面积很广，厚度也大，它构成黄土高原的主要基础，为塬、梁、峁黄土地形骨架。在午城柳树沟可见离石黄土直接覆盖在早更新统午城黄土之上，呈不整合接触；它的顶部被晚更新世的马兰黄土所覆盖或直接裸露在地表。离石黄土一般厚约100米左右。其特点是自上而下普遍含有棕红色的埋藏古土壤层。根据离石黄土中存在一显著的不整合面，可将其分为上、下两部分。

下离石黄土下部色较红，土质较硬，包括黄土-古土壤序列L8~L15，其中含S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14七层古土壤层和钙质结核，古土壤层的厚度均较薄，间距小，地形上常呈缓坡，所含钙质结核排列很密，上部的具同心圆结构，下部渐变为致密块状。其中发现含有丁氏鼢鼠（Myospalax tingi）、赵氏鼢鼠（Myospalax chaoya seui）、裴氏转角羊（Sprrocerus Peii）、午城马（Bquus wuchemgensis）、肿骨大角鹿（Megaloceros pachyosteus）等化石。

2、上泥河湾组（约2.48~0.73Ma B.P.）

上泥河湾组命名地点在河北阳原县泥河湾村（114°46′E ，40°15′N ）。地表露头以红崖村南沟剖面为代表，总厚118.1米，分为53层。

第42层至51层为磁性地层布容正向世，系黄绿色亚粘、亚砂及灰白色砂砾层。 第25~41层为河湖相灰白色砂砾层与黄绿色粘土类沉积，称为泥河湾组，含有相当于欧洲上维拉弗朗动物群的上泥河湾动物群，可与三门动物群及元谋动物群（3~4段）相当（李炎贤，1981）。这套地层相当与第四系下更新统，年龄约2.48~0.73Ma BP。

第1~24层位于古地磁高斯正向时内，其底部4.6米厚，称为红崖冰碛层，此冰碛层之上以不整合接触沉积了沼泽淤泥层，含有寒冷气候环境的孢粉组合，称之为“南沟冷期”，出现在凯纳极生事件之前，约大于距今3.10Ma ，这套地层均划归入上新统内。

3、鄱阳冰碛层（1.50~1.00Ma B..P）

命名地点在江西庐山鄱阳湖畔的姑塘镇（116°07′E ，29°38′N ）。是在疏松的大姑冰期红色泥砾剖面中，夹有一部分过湿热变化很深的绛红色古老冰碛物，胶结坚固似“砾岩”状，冰碛中充满铝土质白条白斑，风化剥落后成蜂窝状孔洞，本期冰水相砾石层出露在九江南湖宾馆甘棠湖畔。本层传统作为中国下更新统冰碛层的代表。

中更新统

1、下离石黄土上部与上离石黄土（L8~S1；0.73~0.13Ma ）

包括黄土-古土壤序列L8~L2，含有L7、S6、L6、S5、L5、S4、L4、S3、L3、S2五层古土壤层与黄土层。各层均较厚，间距较大，古土壤底部含钙质结核层。所含化石以方氏鼢鼠（Myocpalax foutauieri ）为多，S5中含肿骨大角鹿（Megaloceros pachyosteus）等化石。

2、周口店组（约0.73~0.20 Ma BP）：

命名地点在北京西山周口店，以周口店动物群为代表，周口店北京人的年龄测定结果为0.23~0.70Ma BP。周口店间冰期的另一标志为在南方发育了网纹红土，按一般网纹层的发育最适宜气候为年平均气温18~25℃。

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3、大姑冰碛（0.90~0.73Ma BP）：

命名地点在鄱阳湖畔的大姑山。大姑冰期的冰流由庐山王家坡冰川谷向东北方向流注，终碛垅的最远处终止于大姑山，共形成5条环带状冰退终碛垅。岩性主要是红土泥砾或赭红色粘土包裹砾石的混杂堆积，后期湿热化的冰碛物呈黄白色。本期的冰川遗迹在国内各地保存较好，分布较普遍。

上更新统

1、 晚更新世黄土（0.13~0.01 Ma BP）

包括S1与L1即马兰黄土，马兰黄土为灰黄色粉砂质黄土，含鸵鸟蛋等化石，厚数米至数十米。

2、 丁村组（约0.10~0.07Ma BP）

命名地点在山西襄汾丁村，（约35°55N ′及111°28′E ）的汾河二级阶地，为灰黄色、灰绿色粘砂、砂砾层，厚约14米，古植被为针阔叶混交林及禾草草原，混生 Artemisia sp. ，Chenopodiaceae ， Compositae 等，反映温湿和干凉气候，年龄约10Ma BP 。所含丁村人动物群与华南马坝人动物群相当。

3、 庐山冰碛（约0.20~0.10Ma BP）

命名地点在庐山王家坡冰川谷中的长岭头地段。此期冰碛物主要分布在庐山顶部海拔800米以上地段，所形成的大坳冰斗群，斗底标高约1200米。冰碛物由疏松的黄土与未风化的大小块砾混杂堆积而成。据孢粉组合所反映的古气候，推算当时的温度低于今7~8℃。本期冰川规模较小，在中国西部为中、小型山谷冰川，在东部则为小型山谷冰川类型。对于庐山是否存在冰碛还存在争论。

4、 大理冰碛（约0.07~0.01Ma BP）：

命名地点在云南省大理县点仓山（100°05′E ，25°48′N ）。大理期终碛垅在玉龙山东坡，其海拔高度为3200~3040米。中国东部大理冰期遗迹以秦岭主峰太白山地区及台湾玉山等地保存最好，可分为两次副冰期，其余海拔较低的广大地区基本处于冰缘气候下，东北与华北广泛分布有猛玛象-披毛犀动物群。大理冰期的极盛时期，发生了全球性最大海面下降，中国沿海及大陆架地区，最低海面曾降到-150米等深线位置，大致与大陆架坡折线相重合。

全新统（0.01~今）

主要为冲积、湖积、洪积、风积等沉积物，厚数米。华北、西北等地在马兰黄土之上有一层黑垆土S0，为全新统特点。

三、以气候变化为标志的中国第四纪地层划分

刘东生等（2000年）根据冰川沉积物、中国海区气候记录、河-湖相沉积、古人类演化、动物群演化、黄土沉积及天文事件，并辅以古地磁时间标尺，建立了以气候变化为标志的中国第四纪地层划分方案（图2-1）。这一方案是对我国第四纪地层划分最完整的总结。

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图2-1 以气候变化为标志的中国第四纪地层对比表（1）

（刘东生等，2000年）

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图2-1 以气候变化为标志的中国第四纪地层对比表（2）[（1）与（第二节2）是一幅完整的图，二者拼接阅读 中国第四系地层

]

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一、 西北、华北第四系典型剖面

关于中国黄土地层将在第七章《中国黄土及环境记录》中详细论述，本节不在重复。 （一）下更新统

古泥河湾湖沉积

泥河湾组 是1924~1926年由巴尔博、桑志华和德日进等人所建立，命名地点在河北省阳原县泥河湾村，为我国北方早更新统标准地层之一，相当于欧洲的维拉弗郎期动物群。在小渡口剖面分为上、下两部。下部：为含钙质较多的灰绿、灰白色砂质粘土或泥灰岩与灰黄色含砾亚砂土互层；上部：为灰黄色砂质粘土与杂色亚砂土呈韵律出现。

小渡口地层剖面

上覆地层 上更新统 土黄、灰黄色粉砂土，垂直节理发育

---------假整合----------

泥河湾组上部（厚46.7米）

13．黄绿色砂层，含钙质结核和石膏 1米

12．杂色亚砂土，具薄层理，含少量钙质结核 11.4米 11．灰白色，灰绿色粉砂和砂质粘土 1.3米 10．灰黄色粉砂质粘土，具薄层理 15米

9．灰白色粉砂质粘土夹薄钙质层和砂凸镜体 4米

8．土黄色砂、粉砂质粘土，具薄层理或交错层含钙质结核。底部含三门马化石 27.5米

------假整合------

泥河湾组下部（43. 8~44.8米）

7．灰绿色泥灰岩夹薄层含钙粉砂质粘土 7.5米

6．灰黄色砂质粘土，夹薄层含粉砂质粘土，偶含小砾及钙核 16.6米 5．灰白色含钙粉砂质粘土夹薄层泥灰岩 11.2米 4．浅褐色粉砂质粘土，底部具交错层 2.5米 3．灰绿色含钙亚粘土 1米 2．灰黄色砂质粘土 4米

1．灰绿色粉砂质夹薄层亚砂土，可见厚度 1~2米

不整合

下伏地层 前第四系

泥河湾组进行古地磁测定结果约始于高斯正极性世的玛莫事事件至松山板极性世之始，约距今2.40~2.Ma80及3.00 Ma左右。

泥河湾组的蚌壳有： Limnea ， Lamprotula ， Cuneopsis ， Corbicula ，Pisidium ， Planorbis 六属；太谷组的鱼，属于 Family Bagridae Subfamily Ameiurinae（现多生活在美洲）和Subfamily Bagrinae（现多生活在亚洲）。

（二）中更新统

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周口店组

周口店地区的更新统主要分布于北京猿人洞穴内外，以富含哺乳动物和古人类化石而闻名于世。根据杨子赓等最近研究结果为代表，现列如下：

北京猿人洞剖面

上部-周口店组 分成五段，内分13层。（图2-2）

第一段：包括1~3层，经铀系法测年为25.6万年。气候特点为干旱温带气候。 第1、2层：钙质层粉砂角砾层含化石 4米 第3层：钙质胶结角砾岩含化石 3米

第二段：仅有第4层，经热发光测年为29~31万年，气候特点为向干旱转化。 第4层：灰烬夹角砾层含化石 6米

第三段：包括5~6层，气候特点属温带半湿润气候。 第5层：钟乳石层含化石硬灰岩 1米 第6层：角砾层夹灰烬含化石胶结坚硬 5米

第四段：包括7~11层，经裂变径迹测年为46.2万年。气候特点为趋向干冷的半干旱温带气候，中部有短时间温湿阶段。 第7层：深灰色粉细砂岩 2米 第8、9层：含化石角砾岩夹灰烬 6米 第10层：红色土夹薄层灰烬 2米 第11层：含化石粗砂角砾岩 2米

第五段：包括12~13层，古地磁年龄约70万年左右。气候为温带半干湿润气候。 第12层：红色粗砂含砾石层 2米 第13层：红褐色粘土含角砾 2米

下部-龙骨山组 包括14、15层，气候特点为偏干的温带气候，上部向湿暖及半湿润方向发展。古地磁年龄为80万年左右。

第14层：红粘土砾石层 第15层：红色砂砾层

由上述地层中找到哺乳动物化石达97种，集中于11层以上，以温带古北界种类为主，对气候的适应幅度很大。如南方成分有：Macacarobustus ， Hystrix cf. Subcristata ， Ursusthibeianus kokeni， Ailuropoda sp.， Cynailurus sp. ， Palaeoloxodon cf. Namadicus 及 Coelodonta antiquitetis yenshanensis，还有争 论的种类 Culo sp.，在动物群不存在典型的冰期动物。Ceolodonta autiquitatis yenshauensis 是生活在凉爽气候的草原犀类。

其中绝灭属约占11%，能鉴定到种的动物有63%是绝种的。

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图2-2 周口店剖面（据贾兰坡，1959）

（三）上更新统

1、丁村组

本区上更新统底部常为冲洪积的砂砾石层和亚砂土、亚粘土堆积，一般也分上、下两部：

下部：灰、灰黄色有时呈杏黄色含粘土的砂砾石层，层理明显，交错层发育，砾石分选较差，砾径一般1~3厘米，最大10~15厘米。滚圆度较好，成分复杂多为灰岩、砂岩、钙质结核及大量厚壁蚌化石碎片，厚15~20米。所含主要哺乳动物化石：有 Mespalax fontanieri Mile-Edwards ， Equus heinionus Pallas ， E. Przewalskyi Poliakof ， Elephas cf. Namadicus ， Coelodonta antignitates Blumenbach ， Elaphus canadensis Desmarest ，Bos primigenius Bojanus ；鱼类：鲤 Cyprinus ；瓣鳃类：对丽蚌 Lamprotuta antiqua ， 大楔蚌Caneopsis maximas，还有三枚人牙及大量旧石器。

上部：微红色黄土状亚粘土，有时夹1~2层古土壤，向下渐变成亚砂土或粉砂土、厚3~5米。

2、萨拉乌苏组

该组是我国北方晚更新世最著名的地层见图2-3，定名于内蒙古伊克昭盟萨拉乌苏河流域，发现“河套人”及大批哺乳动物化石。岩性自下而上一般分为砂砾石、粉砂、淤泥、黄灰-黄褐色亚砂土和亚粘土，多为河湖相、厚约12~30米。C 14测年37500±1900a BP 。其中富含动物化石： Coeloclonta antiquitatis ， Elephas cf. namadicus ，鬣狗、猫、Equus prezewalskyi ，野驴 Equus hemionus ，披毛犀、斑鹿、Elaphus canadenensis ， Megeloceros Ordosianus ， Gazella prezewalskyi. Spiroceras sp.， Ovisammon ， Bos primigenius。 （四）全新统

本区全新统厚度小，成因类型复杂。

下部：多数为冲积、洪积砂石层，也有细粉砂互层含砾石和泥质透镜体，砾径约为1厘米，具有一定的分选和磨圆，水平层理明显，多分布在河川谷地的一、二级阶地及河漫滩上，其上覆有具层理的黄土沉积，厚度一般1~4米。在兰田泄湖剖面中含硅藻化石。

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上部：浅灰黄色黄土状土，多分布在各河川沟谷一、二级阶地砂砾石层上，孔隙大，不含大的钙质结核，下部一般有一种黑垆土。其中常含新石器时代彩陶及各种磨制石器，打击石器及骨器等，并含有哺乳类化石：Myospalax cf. fontanieri Milne-Edwards ， Canis famiaris L.，；孢粉：Pinaceae ， Picea ，冷杉Abies ，铁杉Tsuga ，松属 Pinus 。

图2-3 内蒙古伊克昭盟萨拉乌苏河剖面（袁复礼，1982）

1、3、5、7：砂层中的湖相堆积夹层；2、4、6：河流相砂层；8：风沙层；T ：新粘土；F ：旧石器层

二、 鄱阳湖与赣江中下游平原区第四系

（一）下更新统

1、九江市锁江塔钻孔岩芯剖面

上覆地层 8．砂砾石层

------假整合-------

九江砾石层（厚49.7米） 7．砂夹粘土层 9.3米 6．砂砾石层 2.15米 5．红色粘土 7.1米 4．砂砾石层 9.41米 3．红色粘土 9.89米 2．砂砾石层 11.85米

不整合

下伏地层 1. 第三系紫红色砂岩 2、鄱阳冰碛层

李四光于30年代所建。此层在本区主要分布于姑塘镇以东，白水湖、甘棠湖以北地区，出露厚度2~2.8米，不整合于白垩系南雄组以及前地层之上。

姑塘镇北鄱阳湖畔剖面 （总厚6.4米） 鄱阳冰碛层

5．黄褐色含砾亚粘土 0.3米 4．绛色网纹红土 ＞0.8米

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3．灰白色砂砾石层 2.5米

2．绛色泥砾：由砾石细屑物组成，砾石成分为石英砂岩、石英等，砂径一般为10×20厘米，最大者15×20厘米，小者0.6×10厘米，滚圆状，大小混杂，无层理，无分选，砾石无规则地竖立或横卧于细屑物中，结构紧密，湿热化程度高，白条纹较多呈蜂窝状，断裂构造较发育 ＞2.8米

不整合

下伏地层

1．中志留统夏家桥组：黄绿色长石石英砂岩、硬砂岩、砂质页岩 （二）、中更新统 1、 大姑冰碛层

本期堆积物出露广，在庐山主要分布于芦林、植物园（三逸乡）、王家坡、七里冲、濂溪-妙智、莲花洞、八里湖和赛阳-通远一带，出露厚度一般2~7.2米，覆盖于鄱阳-大姑间冰期及以前的地层之上。按其成因可划分冰碛相棕红色泥砾和冰水相棕红、灰白色砂砾石层，两者为过渡关系。

2、 网纹红土及灰黑色泥炭堆积

分布于白石嘴、姑塘镇鄱阳湖畔、杨家村、甘棠湖畔等地，覆于鄱阳冰碛泥砾或不整合于石炭系黄龙灰岩之上。按其成因分为：绛色网纹土，出露于姑塘镇鄱阳湖畔、甘棠湖畔等，覆于鄱阳期降色泥砾之上，湿热化较深，呈蜂窝状，结构紧密，厚约1米。灰黑色泥炭、黄色粘土，仅出露于白石嘴。下部为泥炭，含木本、草本花粉，上部为黄色粘土，较粘韧，具交错层理，厚1~2.4米。

（三）、上更新统

庐山冰碛层 主要分布于王家坡、大校场等地的冰川谷和冰窖中，覆盖于大姑期泥砾和不整合于震旦系南沱组砂岩之上，厚2~5米。

第二章 思考题

1． 中国第四系划分方案：（2.48；0.73；0.13；0.01 Ma方案）。 2．以气候变化为标志的中国第四纪地层对比 3．中国华北第四系主要剖面。

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