第四纪地质学及地貌学的实践和理论意义

第四纪地质学和地貌学的研究对象、任务和内容~

1. 研究对象
第四纪地质学的研究对象主要是第四纪的沉积物，这也是地球表层最为常见和分布广泛的地质体之一。第四纪沉积物是记录发生在第四纪时期各种地质事件的良好载体，是第四纪地质研究的天然 “实验室”，含有丰富的地质信息。如果我们采用各种手段，如野外观察、室内化学分析、化石分析、矿物分析等，是可以从第四纪沉积物中获得我们所需的各种地质信息的。通过对这些信息处理、分析和研究，就能揭示地球表层在第四纪不同时期的原貌。但是在第四纪时期，地表环境复杂，气候曾发生过剧烈变化，导致了在不同地区和不同时期有着不同的营力作用，因此在地球表层形成了各种成因类型的沉积物。这些沉积物在时间和空间上不仅发生岩性上的变化，而且在厚度、岩相上差异也很大。不仅如此，除极少的沉积物外，绝大多数的第四纪沉积物都是松散未固结的，而且有的尚处在形成之中。可见第四纪地质学的研究对象复杂而多变。
地貌学的研究对象是地表形态，即地形。地形就是地表的高低起伏、坡度、切割程度等方面的特征。地球表面的地貌规模大小悬殊，大到整个球体地球，小到一条冲沟、一个倒石锥等; 形态各异，如突兀的角峰，深切的河谷，平坦的平原，奇特的雅丹，神奇的岩溶; 其成因复杂，有由河流、冰川、风等外部营力塑造的，也有由构造运动、火山活动等内部营力形成的; 地表形态始终处在不断的发展变化之中，随着地表营力的变化，其形态也发生变化，如山脉的高度变化，河谷深度和长度的变化，斜坡的坡度变化，平原的面积变化，等等。因此，地貌学的研究对象也是一个复杂而多变的地质体。
2. 研究任务和研究内容
在工业革命以后，人们不仅对自然资源的需求越来越多，而且还进行了大量的工程建设。在自然资源的寻找和利用以及工程建设过程中，常常会遇到很多的地貌和第四纪地质问题，如开采砂金矿需要研究沉积物的特征，拦河筑坝需要研究河谷形态特征，工程建筑需要研究地貌和第四纪沉积物特征等。人们在解决这些实际问题的过程中，总结出了一些自然规律，如第四纪沉积物分布规律、地貌形成的规律等，并逐步上升到理论，利用这些理论更好地服务于人类。因此，第四纪地质学与地貌学的两个主要任务是:
1)通过各种研究手段，提取各种信息，重建第四纪时期的地质演化历史，探究演变规律，预测未来变化。在第四纪时期，环境、气候、生物、地貌等都发生过重大的变化，这些变化构成了第四纪时期的地质演化历史。我们不仅要知道在这个时期曾经发生过哪些地质事件，而且要探究它们发生的背景和动力机制，弄清这些地质事件的发生过程和规律，其目的就是为了对地表环境未来变化进行预测，为人类服务。
2)将理论研究应用于实践，解决实际问题，减灾防灾，改善人们的生活环境。不管是过去，还是现今，地球表层的自然灾害频繁发生，如干旱、土地沙化、泥石流、滑坡、地震、火山爆发等等，它们对人类生命及生存环境影响重大。通过对这些灾害形成机理的详细研究，可以弄清它们发生的地质背景和规律性，并对它们可能发生的空间、时间、强度进行预报，以减少人们的生命财产损失。人类工程的增多和对自然资源需求的增加，如拦河筑坝、城市建设、地下工程、矿产和地下水开采等，都需要第四纪地质学和地貌学的知识。
根据第四纪地质学与地貌学的研究任务，这门学科不仅要解决一些地质学方面的理论问题，还要解决人类活动所需的实际问题。因此，第四纪地质学与地貌学的主要研究内容包括以下几个方面:
1)第四纪沉积物的岩性、成因、分布及工作方法的研究。第四纪沉积物是赋存各种地质事件信息的重要载体，是天然的数据库。我们不仅要研究第四纪沉积物本身的特征，而且还要研究如何从沉积物中获取这些地质信息的方法。通过对第四纪沉积物的研究可甄别出各种地质事件发生的原因、背景和过程。因此，第四纪沉积物的研究是第四纪地质研究的基础。
2)第四纪气候变迁和海平面波动的研究。第四纪时期的一个非常显著的特征是气候在总体降温的背景下发生剧烈的波动，由此引发冰期(冷期)与间冰期(暖期)、湿润期与干旱期、高海面与低海面之间的频繁波动。第四纪地质学要研究气候波动的空间尺度、时间尺度和变化幅度，及其产生的原因和变化趋势。
3)第四纪生物界的构成和演化，以及人类及其文化演化的研究。第四纪是一个各种生物非常繁盛的时期，不仅种类繁多，而且还出现了人类。人类的出现是生物圈演化的重大事件，给整个生物圈带来重大的影响。我们需要研究生物圈在第四纪的演化特征、重大的生物演化事件、生物演化与环境的关系、人类及其文化演化的动力因素。
4)第四纪地层和年代学的研究。第四纪地层研究是第四纪地质学的一个重要内容，如果沉积物没有时间框架，就失去了地质事件研究基础，因此需要确定第四纪地层的年代，并对其进行划分对比，建立起地层层序。为此需研究第四纪测年的方法和原理、各种测年方法的适用范围和取样要求。
5)地球表层地貌形态特征、成因、分布、演化的研究。固体地球表面的地貌形态复杂，成因各异，而且还处在不断的发展过程中。我们要研究这些地貌的形态特征、规模、形成动力和物质基础、影响因素、分布规律，以及演化过程等，同时还要研究地貌对人类工程以及对地质灾害的影响。
6)第四纪构造运动的研究。研究第四纪断层的活动性，地震和火山的活动规律，构造运动对地貌、气候、环境的影响。
7)应用第四纪地质的研究。将第四纪地质学知识应用于解决人们生活和工作中的实际问题是第四纪地质学的重要目的之一，人类工程、人体健康、生态环境、自然灾害、资源开发等或多或少都受到第四纪地质环境的影响，对这些方面的研究可以提高人类生存环境的质量和减少自然灾害。
3. 与其他学科的关系
地球科学研究的对象是地球的各个圈层，即大气圈、水圈、生物圈和固体地球。对每一个圈层的研究都涉及到一门或一门以上的学科，如气象学和气候学研究大气圈，水文学和海洋学研究水圈，生物学和生态学研究生物圈，地质学和地球物理学则研究固体地球。第四纪地质学与地貌学均属于地球科学范畴，它们以研究地球最近一个时代的演化历史为主要目的，重建这个时期的地球表层及其环境演变序列，以及探究岩石圈与其他圈层间的相互作用。因此，第四纪地质学和地貌学与地球科学的多个学科都有密切的关系(图 1-3)，是一门多学科相互渗透和交叉的综合学科。

图 1-3 第四纪地质学及地貌学与其他学科的关系

地貌学在很大程度上是研究固体地球表面剥蚀(侵蚀)与堆积的关系，而目前的地表形态大都形成于第四纪。第四纪堆积物正是近期地貌演变的天然记录，而一些堆积地貌形态的形成过程，也是第四纪沉积物的形成过程。因此，地貌学与第四纪地质学有着不可分割的联系。
第四纪地质学与地貌学不仅研究的时空范围一致，研究对象和内容相关，而且研究方法亦有许多相似的地方，如区域调查，沉积物岩性、岩相分析，动力分析，以及地球物理方法、同位素测年、遥感等新技术的应用等，都是两者共同的研究方法。

第四纪地质学与地貌学的研究，不仅可以丰富地球科学的基础理论，而且在国民经济建设和生态环境保护和治理中发挥着重要作用，因此第四纪地质学与地貌学的研究既有理论意义，也有实际意义。下面重点论述它的实际意义，主要包括以下几个方面。
1. 矿产资源勘查
第四纪沉积物中蕴藏着各种砂矿，如金、金刚石、锡石、钨矿、独居石、金红石、钛铁矿、锆石等砂矿。砂矿的形成不同于原生矿产，由于砂矿的形成和赋存与第四纪沉积物及地貌关系密切，因此在第四纪砂矿的勘查过程中，必须应用第四纪地质学及地貌学的原理来寻找矿床，分析砂矿形成的条件，砂矿层的成因、岩性及分布，砂矿埋藏的古地貌特征，恢复现代水文网的发展和演变，并根据古代埋藏谷地、阶地、岩溶等为勘探砂矿提供可靠依据，弄清砂矿的物源和原生矿床的位置，正确地对砂矿进行评价。许多特殊的第四纪沉积物本身就是矿产资源，如泥炭、石膏、岩盐、钾盐、石英砂等。
2. 水文地质
第四纪地质和地貌是水文地质和工程地质的基础资料。随着国家经济建设和工业的发展，以及人们生活水平的提高，工农业用水和生活用水量日益增加，其重要的水源之一是地下水，而大量地下水储存于第四纪堆积物中。第四纪沉积物的岩性、厚度、成因和年代，对地下水的形成、分布、埋藏、水质、水量和运动规律都有直接影响。我国地域辽阔，环境复杂，不同地区存在不同性质的地下水资源的开发和利用问题，如华北平原的埋藏古河道问题，沿海平原地区在海平面升降交替过程对地下水水质的影响，我国西南广大岩溶地区的地下水利用等，都会遇到一系列的地貌与第四纪地质问题。
3. 工程地质勘探
第四纪沉积物是各种工程建筑的基础，如在水坝、水库、渠道、港湾、楼房、工厂和电站等建设中，都需要了解沉积地层的工程力学性质、岩性的三维变化、地基的稳定性、断层的活动性。各种工程的设计和管理，要求避开不利的因素，如滑坡、泥石流、地面塌陷、活动断层等。在大型工程修建之前，需要进行地震危险性研究，如断裂的活动性质、地壳的升降幅度、地震的危害性等，还要进行有关工程稳定性的第四纪地质研究。
4. 环境地质和灾害地质
第四纪以来的火山活动、地震活动和构造运动的研究，对预防自然灾害有重要意义。环境地质、地貌问题的研究对港口、城市规划与建设可以提供重要的基础地质资料。另外，一些地方性疾病与第四纪沉积物的成因、岩性以及地貌位置等密切相关，如碘缺乏症多发生在山区，氟中毒症多出现在干旱的平原区，肝炎和肝癌多分布在地形低洼水流不畅的沼泽和三角洲地带。近年来，人类活动对地质地貌动力的影响，以及对气候变化、海平面升降的影响也日益引起人们的注意。
5. 农业生产
不同地貌类型和第四纪沉积物对热量、光照、水分和土壤性状有着直接影响。地形高低、坡向和坡度、地面物质结构是形成不同农业生产类型的重要因素。农业生产的物质基础是土壤，而不同的气候带形成了不同的土壤类型，不同岩性决定了土壤的物质成分，不同地貌位置影响了土壤的厚度和含水性。因此，第四纪地质和地貌研究成果，往往可以对农业生产规划的编制、农田水利建设、水土保持等起到重要的指导作用。

近年来，在社会主义现代化建设蓬勃发展的我国，第四纪地质学及地貌学正日益广泛地被用来解决各种生产实践问题。

在进行水文及工程地质勘察时，不同类型的地形形态和第四纪堆积物在空间上分布的资料是非常重要的。例如，水库坝址和库区的选择，首先要考虑河谷形态和第四纪堆积物的分布。坝址宜选在峡谷和第四纪堆积物较少的地段，库区则宜座落在宽谷地段等等。

在进行地质测量和找矿时，地形形态和第四纪堆积物分布的资料，能够作为分析地质构造和矿产分布的重要依据，其中对砂矿、石油和盐类矿产的找寻和勘测最为重要。

第四纪堆积物的成分和岩相资料，能够提供找寻和评价地下水、工程建筑原料和工程地基的依据。第四纪堆积物的含水性，是与其粒度密切相关的。砂砾石层是含水层，粘土和亚粘土则是隔水层；为细粒物质所充填的角砾或砾石堆积物是一种稳定的地基，而含有机质的淤泥层，则需要采取措施才能进行工程建筑等等。

在地质调查和找矿方面，也应考虑第四纪堆积物的分布资料。例如，对残积物的分析研究，可以用来推断被覆盖的基岩情况，结合其它方面的资料可以帮助确定地质情况和矿产分布情况。

新构造运动的特点可以表现在新地质构造、地形、第四纪堆积物和现代外力地质作用等方面，这些表现能够为矿产找寻和勘探，以及水文地质和工程地质勘察提供理论基础。

新构造运动，地形和第四纪堆积物的成因，在很大程度上决定着水文及工程地质条件。例如，冰积物基本上是不透水的；风成的黄土比其它成因类型的黄土具有更大的湿陷性；砂矿的成因类型，与其所赖以存在的第四纪堆积物的成因类型是一致的等等。

为正确地评价水文及工程地质环境，找寻矿产和确定矿产的成因类型，还需要研究地形形态、第四纪堆积物和新构造运动的发展历史。对一些长远的水文及工程地质措施而言，尤为重要的是研究地形，第四纪堆积物和新构造运动的进一步发展趋势。

地震，是断裂运动的一种伴生现象。断裂活动性的确定，需要地形和第四纪堆积物的资料。为预测地震，需要研究新断裂运动。研究新断裂运动，需要同时研究与新断裂运动伴生的其它各种新构造运动。研究新构造运动，就必需研究新构造运动在地形和第四纪地质现象上的各种表现。

研究地质学的一个非常重要的现实主义原理是“将今论古”，即用研究现代地质作用和现象的方法去了解地质历史时期的地质过程。为研究前第四纪的地质历史，第四纪地质学和地貌学的研究，乃是必须的。

土壤的形成与第四纪气候、地形、堆积物、水文和植物群落直接相关。所以，第四纪地质学和地貌学的研究，也可为土壤学提供理论依据。

人类的出现、演化和生活的环境，是第四纪地质历史的一部分。所以，古人类学的研究，不能脱离第四纪地质学和地貌学的研究。在研究人类现代生活环境方面，第四纪地质学和地貌学的研究，尤为重要。

现代动物和植物群，是第四纪动物群和植物群的直接延续。为了有效地从历史的观点去研究现代生物，第四纪地质学和地貌学的研究，是必不可少的。

现代气候的变化所带来的生态环境以及其它方面的变化，已经引起人们的巨大关注。例如，气候变化所引起的南极、格林兰、高山地区（包括我国天山和喜马拉雅高山地区）的冰川的融解，海面的变化，干旱和沙漠的发展等等，已经直接波及人类的环境。为理解气候变化的规律，不进行第四纪地质学和地貌学的研究，是不可设想的。

第四纪地质学、地貌学和新构造运动学的实践和理论意义，不限于上述，它是非常广泛的。为此，世界各国都非常重视作这方面的研究。

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文圣区18813217735： 简述地质学与地貌学的关系应该从哪几个方面来说 - ？
攸詹新赛： 地质学是关于研究地球的物质组成、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史的知识体系.是研究地球及其演变的一门自然科学. 地貌学是研究地球表面的形态特征、成因、分布及其演变规律的学科,它是地质学的一部分. 他们两门科学的交汇形成了第四系地质学. 第四纪地质学重点研究近几百年时期环境发展演化包括地壳运动(怎么形成的大山大河)、气候变化、沉积环境(哪里是坡积、冲积、洪积堆积物)、生物演替等方面.先后提出洪积理论和冰川理论.

文圣区18813217735： 地貌学及第四纪地质学怎么样 - ？
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文圣区18813217735： 为什么中国的地貌和第四纪地质具有独特性 - ？
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文圣区18813217735： 怎样进行第四纪沉积物的成因研究 - ？
攸詹新赛： 第四纪地质学概念、研究对象、任务和类容地貌学概念、研究对象在第四纪Q中上标:el 残积物、pd 土 壤、col 崩积物、dis 撒积物、dp 滑积物、sl 土流堆积物、dl 坡积物、pl 洪积物、al 冲积物、df 泥石流堆积物、cad 溶洞碎屑堆积物、ca 溶洞...

文圣区18813217735： 地质勘探专业知识 - ？
攸詹新赛： 普通地质学、测量学、矿物学、岩石学、矿床学、构造地质学、大地构造学,古生物地史学、地球化学、地球物理、计算机制图、环境地质学、第四纪地质及地貌学、国土资源规划与管理、资源遥感等.“地质勘探”即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测,确定合适的持力层,根据持力层的地基承载力,确定基础类型,计算基础参数的调查研究活动.是在对矿产普查中发现有工业意义的矿床,为查明矿产的质和量,以及开采利用的技术条件,提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料,对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、水文、地貌等地质情况进行调查研究工作.

文圣区18813217735： 什么是农业地质调查? - ？
攸詹新赛： 采用地质学、第四纪地质学、地貌学、水文地质学、地球化学、土壤学、生态学、环境学及其他有关地球科学的方法和理论,调查区域农业的生态系统与地质体及地质作用这一整体系统及其内在依存关系.调查的主要对象是农业生物所必需的养分及其循环的控制性地质因素,包括岩石、土壤、水、地貌以及相关的现代地质作用等.以关键带的地质环境演化和对农业的影响划定调查的时段和重点,综合性调查成果应反映调查区域的农业生态和地质条件.这是一项基础性、公益性、战略性和综合性的地质调查.