什麼是第四紀地質
A. 第四紀地質
(一)第四紀地層
第四紀地層分布十分廣泛，出露面積約占調查區總面積的80%以上。地層總體特點:在岩性上從河谷到濱湖平原，由二元構相逐漸過渡到多元構相，在垂直方向上由粗變細;成因類型復雜，除廬山為冰磧、冰水堆積外，其他地區主要為沖積、洪積、沖湖積和湖積;地層厚度變化從支流到「五河」主流河谷再至濱湖平原，厚度逐漸增大，如朱港一帶厚度為76m，而在梅家洲厚度達154m。
根據岩性岩相特徵、層位關系、生物化石和14C資料等，全區按露頭區和覆蓋區釐定為11個第四紀地層單位(表2－1)。
表2－1 第四紀地層劃分簡表
(二)第四紀古氣候環境
調查區第四紀堆積物組合、孢粉組合和化學成分等特徵的長期綜合研究成果表明，區內第四紀古氣候環境演變特點為整個第四紀的氣候存在著旋迴性冷暖氣候變化的特徵。早更新世存在兩個氣候波動旋迴，大排嶺冰期—大排嶺—鄱陽間冰期—鄱陽冰期—鄱陽—大姑間冰期，其顯示為寒冷與濕熱交替的氣候環境;中更新世存在大姑冰期－大姑－廬山間冰期的氣候旋迴，呈現為寒冷向溫暖潮濕氣候環境演變;晚更新世則存在有廬山冰期－廬山－蘆林間冰期－蘆林冰緣期，呈現乾冷－溫暖濕潤－乾冷的氣候變化;進入全新世氣候總體為溫暖、濕潤，在全新世早期約1000a左右氣溫相對較低，到距今8000～3000a則為全新世大暖期，森林繁盛，物種空前繁盛，氣候溫暖濕潤，距今約3000a後氣溫有所下降，在距今約650a進入小冰期時代，近代氣溫又開始有所上升。
(三)新構造運動
第四紀以來，調查區構造進入一個新的發展時期。地殼以垂直升降運動為主，差異斷塊活動明顯。早更新世，地殼處於擠壓鬆弛階段，以垂直沉降活動為主，沿「五河」古河道和河漫灘，發育早更新世地層。到了中、晚更新世，差異性斷塊活動明顯，地殼以隆升作用為主，發育多期山嶽冰川及其冰積物(如北部廬山地區)和中、晚更新世地層中廣泛分布的黏性土層。進入全新世，地殼活動較弱，處於穩定抬升的過程。
區內活動斷裂都屬繼承性活動斷裂帶，新生斷裂帶不發育，規模較小。根據活動斷裂帶空間分布特徵，大致歸納為北東向活動斷裂帶、北北東向活動斷裂帶和北西向活動斷裂帶。北東向活動斷裂帶，控制了中新生代以來的沉積盆地的發展及沉積相變異。其形成於早古生代，中生代直至第四紀仍然處於繼續活動狀態。北北東向活動斷裂帶，控制了第四紀沉積物的堆積相及厚度變化。其形成於中生代，第四紀仍在活動。北西向活動斷裂帶，控制了第四紀地層分布和堆積物厚度變化及水系格局，形成於中生代，直至第四紀仍在活動。
總的來看，自新生代以來，由於地殼水平擠壓鬆弛引起均衡調整作用，地殼以垂直運動為主，差異性斷塊作用明顯。同時，新構造運動具有繼承性、新生性、間歇性和差異性特徵。
B. 什麼是地貌及第四紀地質圖
在高中階段，基本上地貌和地形做同一個概念使用的，其實二者還是有差別內的。
地形只是看地表的起伏狀況容及其對地理環境影響的，而地貌則主要研究各種地表形態形成過程原因的。比如風成地貌就就是解釋在風力作用下如何形成各種地表形態的，風蝕蘑菇、風蝕龕、雅丹等等。
一個注重表面，一個側重成因及過程。
當然地貌是長期地質作用的結果，直接和第四紀有密切聯系。講第四紀各種地質構造地質作用的就是第四紀地質學。如果用地圖的形式表示就是第四紀地質圖
C. 第四紀地質學研究的主要對象和內容是什麼
主要研究2.4個百萬年以來的地質事件和氣候變化等
主要研究對象包括第四紀黃土，冰川和湖泊等沉積物
內容包括一般地質學的各種研究方法，如粒度，磁化率，珊瑚，樹輪，石筍，孢粉，14C定年，穩定同位素等
D. 第四紀地質歷史的基本特點
作為地球挽近發展階段的第四紀的時間，雖然它的時間是最短的，但研究證明，其地質歷史卻是比較復雜的。第四紀地質歷史，包括第四紀地形、第四紀堆積物以及其中所含的生物殘骸的發育和形成歷史，也包括第四紀構造運動、岩漿活動、變質作用等各種地質過程的發生和演化的歷史。與前第四紀比較，第四紀各種地質過程的變化，具有比較明顯的差異。也就是說，與前第四紀地質歷史比較，第四紀的地質歷史具有比較明顯的特點。
第四紀地質歷史是第四紀一般自然環境變化歷史的一個組成部分，並且受著一般自然環境變化歷史的控制。因此，第四紀地質歷史的特點，也是第四紀總的自然環境的特點的一個方面，並且也是由第四紀總的自然環境的特點所決定的。第四紀地質歷史的基本特點如下：
（一）地質歷史記錄保留得比較完整
由於第四紀的時間很短，所以，發生於第四紀的各種地質過程所產生的結果，即第四紀地形、堆積物及其中所含的生物殘骸、地質構造、岩漿岩等等各種地質現象及其有關自然現象的保留，都比較好；並且，這些現象大部分分布在地表或近地表部分，易於進行觀察研究，從而有利於恢復第四紀的地質歷史。此外，現時正在進行著的各種地質過程，是第四紀地質歷史的一種連續的過程，所以，可以直接對這些過程及其有關現象進行研究，並據以進行較確切地類比回溯第四紀地質歷史。
（二）氣候變化顯著
第四紀地質歷史的另一個基本特點是氣候變化顯著。始自新第三紀以來的氣候變冷過程，在第四紀之初明顯地加劇。第四紀的氣候變化，在很大程度上控制著第四紀地形、海面變化、堆積物、土壤、生物群落以至人類的發生和發展。因此，自上一世紀中葉以來，地質工作者一直把氣候的顯著變冷並導致地球表面廣大地區出現冰川，作為一個主要標志，以劃分上新世與更新世之間的界限。而這一界限，也就是新第三紀與第四紀之間的界限。
圖1-2中只畫出了第四紀早期的氣候變化。從圖中可見，第三紀氣候雖有變化，但卻不如第四紀明顯。
研究證明，第四紀的溫度變化的幅度是比較大的，而且有反復的溫度降低和升高的過程。第四紀溫度變化是全球范圍的，但在不同緯帶和地區內存在著差異。溫度變化最明顯的是中緯度地帶，兩極和近赤道地區的變化幅度較小。第四紀的溫度降低時期（冷期）與溫度升高時期（暖期）之間的最大平均溫度差計算為16—25℃。
在冷期中，在較為潮濕的地區內，降雪量超過融雪量，降雪長年累積、部分地消融、壓實，並轉變成為冰川。地球上大規模出現冰川的時期，叫做冰期（glacial age）。冰川首先由兩極地區和中緯乃至低緯帶的高山頂部發生。伴隨著氣候的繼續變冷，冰川的厚度不斷增大，其分布范圍也不斷向周圍擴大，這種過程叫做冰進。冰期中，冰川的最大規模達到覆蓋地表面積的1/3。冰川的出現，進一步加劇了氣候的變冷。計算證明，冰期中冰川地區的平均溫度，較現時低8—13℃。
圖1-2中緯帶第三紀和第四紀平均溫度變化圖（據Teichmuller）
在暖期中，氣候較現時平均溫度高8—13℃。冰期中所累積的冰川，在暖期中大量消融。在冰川的邊緣和末端，消融量最大。消融使冰川的厚度變小，並由其邊緣和末端向冰川中心和發源地收縮。冰川的厚度持續減小以及冰川邊緣和末端的持續退縮。這種由於冰川消融所引起的冰川厚度變薄以及冰川邊緣和末端向著中心及源頭退縮的過程，叫做冰退。冰退使陸地表面冰川的總面積和總體積逐漸縮小。而冰退過程持續進行的結果，則是導致陸地表面冰川在大范圍內消失。
兩次冰川之間的溫暖時期叫做間冰期（Interglacial Age）。
包括現時在內的全新世冰川，占陸地表面面積的大致1/10。被認為，這是一種冰期與間冰期之間的過渡時期，叫做冰後期（postglacial Age）。冰後期的氣候處於冰期與間冰期之間的過渡位置，比較地接近於間冰期。
第四紀是一個冰期與間冰期互相交替的時期。為表示這一特點，在一些地質文獻中，把第四紀叫做冰川紀。
冰期和間冰期是第四紀氣候的周期性大幅度變化的結果。在同一個冰期中，還可以分出一些較小的氣候變化的周期，即分為幾個氣候變化幅度較小，時間較短的變冷和變暖的時期。這些時期引起小范圍的較短時間的冰進和冰退，叫做冰階（glacial stage或stadial）和間冰階（Interglacial stage或Interstadial）。詳細的研究，還可以進一步分出由更小的氣候變冷和變暖的周期性變化，形成規模更小的冰進和冰退。
地球大部地區的研究認為，第四紀出現過四個比較明顯的冰期和介於這些冰期之間的三個間冰期，以及一個冰後期。但這個問題目前尚有不同意見。
（三）第四紀生物界
根據在第四紀地層中所收集的第四紀生物殘骸資料，已經得出了較為清晰的第四紀生物界的分布、分類和發展的輪廓。這些資料包括陸地和海洋生物殘骸。由於第四紀的時間短，生物的發展，不如其它各地質紀那樣顯著，但卻具有自己的特點。
第四紀生物界的變化是由第四紀生態環境變化引起的。而生態環境變化，又主要取決於氣候和構造運動兩個因素。第四紀氣候反復變冷和變暖所引起的冰期和間冰期的交替，引起了海面的反復下降和升高；而海面變化又使從而發生反復的一定范圍的海陸變遷，其中包括一些陸橋的出現和消失。與此同時，劇烈的第四紀構造運動以及伴生的岩漿活動，也劇烈地改變著陸地和海洋地形。所有這些自然變化，都影響著第四紀生態環境的劇烈變化。
第四紀生態環境的變化，引起了第四紀生物界的遷徙、重新組合、形態變異，以及一些種屬的滅絕和一些新種屬的出現。
由於生態環境變化隨地區而不同，而且第四紀生物界各個門類的適應能力也有差異，所以，第四紀生物界的變化，在各個地區和各個門類之間，都是不平衡的。
第四紀氣候變化及其伴生的生態環境變化，是一種隨緯度不同而具帶性的現象。這種變化，在中緯度地帶，較兩極和赤道帶更為明顯；並且，陸地上的變化，較海洋中的變化更為明顯。所以，第四紀生物界的變化，也是中緯度地帶較高緯度地帶和低緯度地帶更為明顯；陸地生物群的變化較海洋生物群的變化更為顯著。
第四紀海洋生物群的變化，主要表現在地理分布和組合方面。除分布和組合的變化而外，還發生了較為顯著的形態變異，一些種屬滅絕，出現了一些新的種屬。在第四紀開放海和大洋中，海生生物群的變化很小；在一些內陸海或封閉海盆中，例如黑海、波羅的海和地中海等，變化比較明顯。
第四紀海洋生物群的研究，主要是無脊椎動物和微體生物的研究。第四紀海洋無脊椎動物群的歷史，是一種定居和遷移，並伴有某些種的絕滅和新生的歷史。這一結論主要是根據北海和地中海等內海地區的研究推定的。地中海第四紀動物群與現時動物群基本上是類似的，具有某些遙遠的北方喜冷動物的外來種屬，說明了第四紀海洋動物的遷徙。
第四紀陸地生物群受到氣候變化的影響比較明顯。第四紀陸地生物群雖然都在冰期和間冰期的交替過程中發生遷移、重新組合、滅絕、新生和變異，但在脊椎動物、無脊椎動物和植物等不同生物中的反映是有差異的。
在一個地區內，由較暖時期至較冷時期或由較冷時期至較暖時期的動物群變化，一般是由於當氣候變得不適宜於動物群生存時，其分布緩慢地持續地向著更為有利的居住地區遷移引起的。由於混居而引起了動物群的不同的分布變化。當冰川收縮和消失時，一個生活於冰蓋附近的冰種—冰緣動物群的某些成員，向冰川的退卻的方向遷移；而其它一些成員，卻保留在原地，變成非冰川動物群的一部分。當冰川發生和擴大時，喜冷動物群發生並隨著冰進而擴大其分布范圍，從而使非冰川地區的動物群中，包含著冰川動物群遺留下來的外來種屬。在第四紀冰期與間冰期交替過程中，動物群的這種混合過程，反復地進行了幾次，以致一般順序的冰期和間冷期的哺乳動物群中，都含有一些混合的成分。
第四紀陸地植物群特點的形成，更多是由於兩極向赤道方向的反復往返地遷移，而不是由於植物本身的演化的原因。第四紀冰期中的冰川作用，中斷了極地植物帶的發展，而在間冰期中，植物帶又再度恢復起來。
在中緯度地帶，冰期中的冰川並不是連續的，而是分散、孤立和多中心的。中緯度地帶冰川地區的氣候不利於植物的生長。所以，植物群在各個地區的變化頗大。冰期的一般趨勢是中緯度地帶的植物群向赤道方向遷移；間冰期的植物群重新由赤道向兩極方向返回。
在赤道附近地帶，第四紀氣候變化對植物群的影響較小。
由於植物群的遷涉是緩慢和困難的，所以，在第四紀冰期和間冰期交替過程中，一些植物不能返回原地帶，一部分為了適應新的氣候環境，發生變異；另一部分不能適應新的環境，因而滅絕。
一般來說，植物和無脊椎動物群的適應能力較差，遷移緩慢，易於滅絕和變異，其化石對氣候的反映比較靈敏；但哺乳動物，特別是陸地哺乳動物，大部分種屬適應能力較強，遷移迅速，因而對於氣候的反映不甚靈敏。所以，在某種場合下，雖然可以根據單一植物種屬做出關於第四紀氣候環境的推測，但對於哺乳動物卻不能簡單地這樣做，必須研究整個哺乳動物群的特徵，才能減少來自不同種屬對氣候反映的誤差。在第四紀冰期和間冰期，大多數哺乳動物的區系，都是如同現時一樣地互相超復的。例如，在同一地點的單一地層中，可以出現混合的草原和苔原動物群，並且還可以含有林原動物。
生物區系一般是連續的，但由於冰期的干擾，也可出現不連續。這也是第四紀生物界的一個特點。
（四）第四紀沉積環境的基本特點
1.大陸沉積環境第四紀冰川的出現和消失，在大陸地區內，形成了三種沉積環境，即冰川環境、冰緣環境和非冰川環境。在每一環境中，都出現一些特定的沉積過程和沉積物的共生組合。
（1）冰川環境冰川環境是指第四紀冰期和冰後期的冰川地區的環境。在冰川環境內，出現一種以冰川作用為主的剝蝕和沉積作用系統，其中包括風力、機械風化、重力、冰川和冰水的剝蝕和堆積作用等等。在這種環境下的上述過程，形成了風積物、機械殘積物、重力堆積物、冰川堆積物、以及冰水堆積物的共生組合。
（2）冰緣環境冰緣環境指第四紀冰川外圍或冰川地區以外的寒冷環境。這種環境的地質作用包括凍融、機械風化、生物、冰水、湖沼、風、泥（石）流的剝蝕和堆積作用等等。由這些作用所形成的堆積物有凍土、機械殘積物、泥（石）流堆積物、生物堆積物、湖沼堆積物、風積物等等。
（3）非冰川環境非冰川環境是指間冰期和冰後期內陸地區無冰川的廣大地區的環境。在冰期，這種環境也可出現於冰期較溫暖的低緯度地帶。非冰川環境又可分為冷濕地區、乾旱地區和濕熱地區三種環境。
冷濕地區在這類地區內，在第四紀冰期曾發生過冰川作用；但在間冰期和冰後期內，伴隨著氣候轉暖和冰川的消失以及凍土的融解過程，卻再次恢復了類似於冰期以前的剝蝕和沉積環境。流水、湖沼、生物、化學風化等作用發育，它們在改造冰期形成堆積物的同時，形成了一種帶有溫暖潮濕氣候特點的堆積物共生組合。其中包括沖積物、湖沼堆積物、生物堆積物（泥炭、腐植泥等）和化學殘積物。此外，在這一時期，生物對第四紀鬆散堆積物的劇烈作用，還形成了土壤層。這種非冰川環境第四紀堆積物的共生組合和土壤層，也可出現於第四紀冰期中的低緯度地帶。
在有第四紀冰川作用的地區，冰期和間冰期的交替，形成了冰期堆積物共生組合與間冰期堆積物（土壤）共生組合互相交替的順序。
乾旱地區在這類地區內，即使氣候寒冷，也由於乾燥而不能形成第四紀冰川。這種地區多位於大陸內部。乾旱地區的許多湖泊的湖岸與湖底沉積物之間的關系，以及這些湖泊地形和沉積物與冰川和冰水地形和沉積物之間的關系說明，湖泊漲縮時期，是與冰期和間冰期相對應的；這些地區湖漲的主要原因，是降水量增大和蒸發量減小。這正是冰期氣候在這些地區的表現特點。在冰期，由於氣溫降低和氣溫梯度增大，鄰接地區冰蓋的產生和擴大，以及冷氣團和暖氣團強度和接觸頻度增大從而導致降水量增大；由於溫度的降低和暫時的零散的雪層的覆蓋又可使蒸發量減小。其結果是使冰雪融解的水量增多，河流排水量增大，因而在一些封閉的湖泊，出現水面上漲，和一些無水的乾旱盆地內集水形成湖泊的現象。降水量增大時期，叫做（多）雨期。由於降水量的增大，可引起洪流的增大和大量洪積物的產生，所以，多雨期又叫做洪積期（Pluvial Age）。降水量減少時期為間雨（乾旱）期，由於乾旱和洪積物的減少，又被叫做間洪積期（Interpluvial Age）。這樣以來，在乾旱地區就出現了雨期（洪積期和湖漲期）與冰期相對應，間雨期（乾旱期、間洪積期和湖縮期）與間冰期和冰後期相對應的現象。非冰川環境乾旱的沙漠地區，特別是沿我國北部、中亞、北非和南北美的沙漠邊緣以及赤道附近，上述現象表現得最清楚。
應當注意的是湖泊的變化，也可由其它一些原因引起，其中包括湖盆所在區地殼的上升和下降運動、斷裂運動、火山活動以及侵蝕和堆積作用的變化等等。因而在研究湖泊的變化時，需要將這些原因所引起的變化與氣候原因所引起的變化加以區分。
濕熱地區在赤道附近的濕熱地區，第四紀氣候變冷，只在局部的高山地區引起冰川的發生；在大部分地區，一般都是非冰川環境，自然環境的變化不甚顯著。濕熱地區冰期與間冰期的交替，表現為與冰期相當的多雨期和與間冰期相當的少雨期的交替。濕熱地區的這種多雨期和少雨期的交替，除引起這里的流水和湖泊堆積物的變化外，在作為這類地區典型沉積物之一的殘積紅土剖面中，也清楚地反映出來。在多雨期內，發育著殘積紅土；在少雨期內，殘積紅土常常停止發展，或者發展的速度變得緩慢。
2.海岸沉積環境海岸地形、堆積物、生物殘骸及其它方面的研究證明，第四紀的海面，曾經發生過反復的大幅度的上升和下降。
引起海面變化的原因很多，其中包括海水有冰川因素，也有非冰川因素。非冰川控制因素包括海岸和海底構造運動、岩漿活動、海底堆積物的累積、海水溫度變化、均衡調節運動等等。這些因素並非第四紀專有的，而第四紀海面變化的特殊的控制因素，就是冰期和間冰期的交替。在冰期中大量水以固態形式被封閉在陸地，陸地流向海中的水量減小，因而引起海面下降。相反，在間冰期中，由於降雪量減少，陸地冰被大量融解，冰融水返回海中，因而導致海水面上升。經計算，現時陸地冰川融解後，可使海面上升50m左右。在第四紀間冰期中，陸地基本上沒有冰川。所以間冰期海面應較現時海面高50m上下。第四紀冰期中的冰川體積和面積都較現時大得多。在第四紀冰期中，計算海面下降幅度可達為80—150m。
第四紀冰川控制的海面上升和下降的交替，在海濱地區產生了海濱及淺海堆積物和陸地堆積物互相交替的順序。在冰期海面下降的過程中，海濱和淺海底部的一部分浮出海面，並沉積陸相堆積物，其中包括冰川及冰水堆積物、湖泊堆積物、沖積物、風積物、殘積物等。在間冰期海面上升的過程中，冰期中沉積下來的陸地沉積物被海水淹沒，並為新的海濱堆積物和淺海堆積物所覆蓋。所以，在海濱地區內，冰期堆積物和間冰期堆積物順序，表現為海退堆積物和海進堆積物的交替。
3.海洋沉積環境如果說大陸的第四紀地質事件記錄，常常由於沉積間斷和剝蝕作用而不完整或被破壞，那麼，在深海和洋床中的一些地區內，這種記錄卻是連續的並且保留得相當完整。這些記錄的研究證明，海洋沉積環境的變化，不像大陸環境那樣劇烈，海水的沉積作用在頗大程度上是連續的。但是，在許多海洋地區，第四紀沉積作用受到大陸棚、大陸坡的濁流、崩塌、地滑、海底洋流、掘土動物的干擾和剝蝕，也會造成正常的海積物的沉積順序不連續現象，沉積物的分布和類型也會變得較復雜。
海洋沉積物包括陸源碎屑沉積物、化學沉積物、有機沉積物和火山沉積物。
第四紀冰期和間冰期的交替，雖不能像大陸那樣劇烈地改變海洋環境，但卻影響著海洋的沉積環境。第四紀冰期和間冰期的交替，在一定程度上影響著海水的深度、溫度和密度，並因而改變著海水的成分、鹹度、海生生物的生活環境，從而也改變著沉積環境。在大陸的冰進期間一部分海水由海中抽出，以冰的形式封閉於大陸表面；冰退時，冰雪融化，水又可從大陸返回海中。在冰期，由於海水的溫度降低、密度和鹹度增大、化學沉積增多、喜冷生物沉積增多，在陸源沉積物中出現冰筏沉積物和冰棚沉積物的成分，一些淺海沉積物中含有大量冰水沉積物。在間冰期，由於海水增多、海面升高、深度增大、水溫升高、海水密度和鹹度減小、化學溶解度升高，其化學沉積會減少，一些冰期中的化學沉積甚至被溶解，喜暖生物沉積增多。冰期和間冰期的交替產生，在海洋沉積物中，則表現為冷期沉積物和暖期沉積物交替現象。
（五）第四紀堆積物的基本特點
第四紀堆積物的形成發展歷史，是第四紀地質歷史中的一個重要組成部分，並且受著整個第四紀地質歷史的控制。第四紀堆積物的基本特點，是由上述第四紀地質歷史的基本特點所決定的。
第四紀堆積物具有如下一些基本特點：
1.第四紀堆積物普遍覆蓋於大陸地表，在大多數場合下，都與下伏前第四紀地層呈不整合或假整合關系。在海洋與一些湖泊的底部，第四紀堆積物的沉積與前第四紀沉積物是連續的。
2.第四紀堆積物的空間分布，與現代地形聯系密切。在山嶽、大陸坡等陡峭凹凸的地形中，第四紀堆積物的分布，在水平延展方向上，是零散的不連續的或斑塊式的。在陸地平原、湖盆和海盆平原中，第四紀堆積物的延展是比較連續的。
3.由於第四紀時間短暫，在大多數場合下，第四紀堆積物所經受的剝蝕破壞及構造變形比較輕微。第四紀堆積物的大部分，基本上沒有構造變形，一般都保留著與地形密切聯系的原始產狀。第四紀堆積物的成因類型和年代，都與地形有著密切聯系。
4.第四紀堆積物的厚度，與第四紀構造運動和地形起伏有聯系。在正向運動發展的高凸地形中，第四紀堆積物的厚度小而不均勻，甚至缺乏；在負向運動發展的低凹地形中，第四紀堆積物的厚度較大，並且較為均一，其厚度可達數百乃至數千公尺（我國華北平原有些地區第四紀堆積物的厚度就可達2—3000m），但在大多數場合下，其厚度在數公尺至數十公尺之間。
5.第四紀堆積物由於形成的時間短，成岩作用未能充分進行，所以，絕大部分第四紀堆積物都是鬆散的。但在第四紀堆積物一詞中，也包含著硬結的火山岩、膠結的角礫岩、化學岩等等堅硬的岩石。
6.第四紀堆積物中所含生物殘骸的石化程度較淺。
7.由於沉積環境的變化劇烈和頻繁，所以，在第四紀沉積物的沉積過程中，特別是在陸相堆積物的沉積過程中，存在著許多間斷。這些間斷表現為剝蝕面、構造不整合面，以及各種不同成因類型的變化和置換（如第四紀冰期堆積物與間冰期堆積物的互相交替等等）等。
8.第四紀堆積物的形成過程，當前仍在進行。
9.第四紀堆積物的成因類型復雜。由於第四紀冰川的出現，使第四紀沉積物的沉積環境大大復雜化，與第三紀的沉積環境比較，第四紀增加了冰川-冰緣環境。第四紀冰川-冰緣、乾旱、濕熱、海濱和海洋環境都分別有自己的地質作用組合，並產生一定第四紀堆積物的共生組合。所以，第四紀堆積物的成因類型是多種多樣的，而且在空間分布和時間分布方面也是變化顯著、頻繁而復雜的。
（六）第四紀構造運動
第四紀地質歷史的另一個特點是構造運動活動劇烈，與以前各紀比較，第四紀的地球表面的山嶽是相對高大的；並且大陸的一般高度，也較前第四紀時期大得多。大量研究資料證明，現代地形的基本輪廓主要是由新第三紀—第四紀時期的構造運動所決定的；第四紀構造運動在其中佔有頗為重要的地位。一些大的地形單位（如山系、平原）和一些次級的地形單位（如山間盆地之類）的發展與新構造運動所形成的新構造單位基本上是吻合的。
第四紀構造運動，還伴有火山和地震活動。特別是在環太平洋帶和阿爾卑斯-喜馬拉雅帶以及一些大陸裂谷和海洋中脊裂谷帶內，火山和地震活動極為頻繁。
由於第四紀構造運動控制著第四紀地形的形成和發展，所以也間接地控制著第四紀堆積物和生物區系。
E. 地貌及第四紀地質
(一)地貌
地貌學及第四紀地質學是在人類長期的生產實踐中發展起來的,它在國民經濟的生產建設中具有重要作用。在進行水文地質和工程地質工作時,必須先研究地區的地貌條件和第四紀地質情況,這是水利及各種工程建設必不可少的基礎工作之一。
地貌學是研究地球表面形態及其成因、發展和分布規律的科學。
地球表面的各種地貌組合中,規模差別很大:大者有大陸、洋盆,大陸又可分高原、山嶽、丘陵、平原和盆地;小者則較小而具體,如高山、河谷、洪積扇、階地、溶洞等。這些地貌的形態、成因、發展及其演變是各不相同的。
1.地貌的成因
大型地貌的形成,主要與地球內力地質作用有關,而一些小型地貌主要由外力地質作用塑造而成。總的來說,各種地貌的形成,都是由內力和外力地質(綜合)作用的結果。這種緩慢的作用,使地貌形態按一定規律發展和演化。
各種地貌的形成,是由內力與外力地質作用對已有地質體的不斷改造所致。
2.地貌成因分類
一般將地貌基本類型劃分為如下五種:
(1)侵蝕-構造地貌
這種地貌的構造上升作用大於外力侵蝕切割作用,而形成一系列山地地貌。
(2)構造-剝蝕地貌
上升作用緩慢,與長期外力剝蝕作用處於平衡狀態。形成一些桌狀山、單面山等低山、丘陵地貌。
(3)剝蝕-堆積(或侵蝕-堆積)地貌
這種地貌以外力剝蝕或侵蝕作用為主,並形成相應的堆積地貌。剝蝕作用在古夷平面的基礎上形成丘陵及由海蝕作用形成緩傾平原;侵蝕作用的產物堆積在山前形成呈帶狀分布的高台地等。
(4)侵蝕-溶蝕地貌
這種地貌類型以侵蝕和溶蝕作用為主,形成岩溶地貌(喀斯特地貌)。
(5)堆積地貌
這種類型的地貌形態主要是由沖積、洪積作用構成的各種堆積地貌,如漫灘、階地、洪積扇及由堆積、洪積作用形成的山前傾斜平原。堆積地貌還包括其他堆積作用形成的特殊地貌類型,如風積平原、冰磧平原和熔岩高原等。
(二)第四紀地質
第四紀地質是歷史地質學的一個分支,由於具有自己的特點已成為一門獨立學科。它以第四紀期間的各種沉積物為研究對象,並通過沉積物各種特徵的研究,來闡明第四紀地質作用的變化、生物界的演變、人類的發展、古氣候的變化等重大問題,以恢復第四紀地質歷史。
第四紀地質學的研究內容主要是研究第四紀沉積物的成因類型、第四紀地層劃分和對比、擬定第四紀地質年表,以及第四紀古氣候、生物演化、地殼的新構造運動現象等,並恢復它的歷史和古地理環境。
水文地質和工程地質方面需要研究第四紀堆積物的岩性特徵、成因類型、相對年代及第四紀地質歷史的某些基本規律,這對工程的施工和工程後護理都是非常重要的。
1.第四紀堆積物的分類
第四紀堆積物與陸地地貌的演變,主要是在外力風化剝蝕與堆積作用下形成的。
第四紀堆積物的分類主要是根據其形成的地質作用、沉積環境和岩性特徵等形成因素,劃分若干成因類型(表1-12)。
2.主要的第四紀堆積物的特徵
(1)殘積物
岩石表面經物理,化學風化作用而殘留在原地的碎屑物稱為殘積物。
殘積物在形成的初期,上部的顆粒較細,下部顆粒粗大,但由於雨水或雪水的淋漓,細小碎屑被帶走,形成雜亂的堆積物,沒有層理、具有較大的孔隙度。殘積物顆粒的粗細取決於母岩的岩性,因此,有些地區殘積物是粗大的岩塊,而另一些地區可能是細小的碎屑。殘積物沒有經過水平的位移,顆粒具有明顯的稜角,但由於大的岩塊受到重力作用在下墜過程中可能將周圍小的岩塊擠出,產生緩慢的、微小的水平位移。
殘積物的成分與母岩的岩性密切相關,如花崗岩的殘積物中,長石常分解成黏土礦物,石英常破碎成細砂,石灰岩的殘積物則往往成為紅黏土。
表1-12 第四紀堆積物成因分類
殘積物的厚度取決於它的殘積條件:在山丘頂部常被侵蝕而厚度較小,山谷低窪處則厚度較大,山坡上往往是粗大的岩塊。由於山區原始地形變化較大和岩石風化程度不一,因而在很小的范圍內,厚度的變化很大。
殘積物一般透水性較強,以致殘積物中一般無地下水,但當堆積在低窪地段而下伏母岩又為不透水層時,則有上層滯水出現。
(2)坡積物
高處的風化碎屑物由於雨水或雪水的搬運,或者由於本身的重力作用,堆積在斜坡或坡腳,這種堆積物稱為坡積物。
坡積物的岩性成分是多種多樣的,但與高處的岩性組成有直接關系。坡積物一般具有稜角,但由於經過一段距離的搬運,往往成為三角形。坡積物沒有經過良好的分選作用,細小或粗大的碎塊往往夾雜在一起。但由於重力作用,比較粗大的顆粒一般堆積在緊靠斜坡的部位,而細小的顆粒則分布在離開斜坡稍遠的地方。
坡積物中一般見不到層理,但有時也具有局部的不清晰的層理。新近堆積的坡積物經常具有垂直的孔隙,結構顯得比較疏鬆。一般具有較高的壓縮性,在水中很易崩解。坡積形成的黃土,其濕陷性一般比洪積或沖積形成的黃土要高得多。
坡積層中的地下水一般屬於潛水,在坡積物非常復雜的地區,有時形成上層滯水。
坡積物坡的坡度愈陡時,坡腳坡積物的范圍愈大。
(3)洪積物
山區或高地上的暫時水流將大量的風化碎屑物挾帶下來,堆積在前緣的平緩地帶,這種堆積物稱為洪積物。
洪積物具有一定的分選作用。距山區或高地近的地方,堆積物的顆粒粗大,碎塊多呈三角形,離山區或高地較遠的地方,堆積物的顆粒逐漸變細,顆粒形狀由三角形逐漸變成亞圓形或圓形。在離山區或高地更遠一些的地方,洪積物中則往往有淤泥等細顆粒土的分布。但是,由於每次暫時水流的搬運能力不等,在粗大顆粒的孔隙中往往填充了細小顆粒,而在細小顆粒層中有時會出現粗大的顆粒,粗細顆粒間沒有明顯的分界線。
洪積物具有比較明顯的層理,但在靠山區或高地近的地方,層理紊亂,往往成為交錯層理;在離山區或高地遠的地方,層理逐漸清楚,一般成為水平層理或湍流層的交錯層理。
洪積物中的地下水一般屬於潛水,由山區或高地前緣向平原補給。由於山區或高地前緣地形高,潛水埋藏深,離山區或高地較遠的地方,地形低,潛水淺,在局部低窪地段,潛水可能溢出地表。此外,如粗大顆粒的洪積物尖滅在細小顆粒的上面時,潛水也可能在粗細顆粒的交接處溢出地表。
洪積物的厚度一般是離山區或高地近的地方厚度大,遠的地方厚度小。在局部范圍內的變化不大。
(4)沖積物
河流在平緩地段所堆積下來的碎屑物,稱為沖積物。沖積物根據其形成條件,可分為:
1)山區河谷沖積物。大部分由卵石、碎石等粗顆粒組成,分選性較差,大小不同的礫石互相交替,成為水平排列的透鏡體或不規則的夾層,厚度一般不大。一般地說,山區河谷的堆積物顆粒大,承載力高,但由於河流側向侵蝕的結果也帶來了大量的細小顆粒,特別是當河流兩旁有許多沖溝支岔時,這些沖溝支岔帶來的細小顆粒往往和沖積的粗大顆粒交錯堆積在一起,承載力也因而降低。
2)平原河谷沖積物。河流上游的沖積物一般顆粒粗大,向下游逐漸變細。沖積層一般呈條帶狀,具有水平層理,有時也成流水層或湍流層的交錯層理。在每一個小層中,岩性的成分就比較均勻,有極良好的分選性。沖積物的顆粒形狀一般為亞圓形或圓形,搬運的距離愈長,顆粒的渾圓度越好。平原河谷沖積物可分為:河床沖積物,河漫灘沖積物、牛軛湖沖積物和階地沖積物。河床沖積物、河漫灘沖積物多為磨圓度較好的漂石,卵石、圓礫和各種砂類土,有時也有粉土、黏性土存在。在同一地段上,河漫灘沖積物的粒度一般較河床沖積物為小。在同一河漫灘上,靠河床近的沖積物的粒度比距河床遠的為大。牛軛湖沖積物只有當洪水期間成為溢洪區時才能形成,此時,細砂或粉質黏土就直接覆蓋在原來已形成的泥炭或淤泥層上。階地沖積物的粒度常較河漫灘的為小,一般由粉質黏土、粉土和各種砂土所構成,有時也有卵石、圓礫的夾層。在黃土地區,階地則往往為各個不同地質時期的黃土所分布。平原河谷沖積層中的地下水一般為潛水,由高階地補給低階地,再由河漫灘補給河水。平原河谷沖積物(除牛軛湖外),一般是較好的地基。粗顆粒的沖積物其承載力較高,細顆粒的稍低,但要注意沖積砂的密實度和振動液化的問題。
3)三角洲沖積物。三角洲沖積物是河流搬運的大量細小碎屑物在河流入海或入湖的地方堆積而成。一般分為水上及水下兩部分:水上部分主要是河床和河漫灘沖積物,如砂、粉土、粉質黏土、黏土等,一般呈層狀或透鏡體。水下部分則由河流沖積物和海相或湖相的堆積物混合組成,呈傾斜的沉積層。三角洲沖積物中的地下水一般為潛水,埋藏比較淺。三角洲沖積物的厚度很大,分布面積也很廣。由於三角洲沖積物的顆粒均較細,量大,土呈飽和狀態,承載力較低,有的還有淤泥分布。在三角洲沖積物的最上層,經過長期的壓實和乾燥,形成所謂硬殼,承載力較下面的為高。
(5)湖泊堆積物
湖泊內由於機械作用、化學作用或生物作用而形成的堆積物,稱為湖泊堆積物。
湖泊堆積物由於成因不同,可分為:
1)機械堆積物。自黏土至卵石,漂石均包括在內。一般夏季堆積的粒度稍大一些,如細砂等,冬季堆積的多為黏土顆粒,粉土顆粒。
2)化學堆積物。有石膏、岩鹽、芒硝、硼砂以及泥灰岩、石灰岩及鐵質的化合物等等。其中石膏、岩鹽、芒硝、硼砂為鹹水湖堆積物。
3)生物化學堆積物。湖盆中的生物死亡後所產生的有機堆積物,如硅藻土、貝殼堆積、淤泥和泥炭等。湖泊堆積物具有較好的分選作用,一般湖岸堆積物的顆粒較粗,湖心堆積物的顆粒較細。山區湖泊堆積物一般較粗;平原湖泊堆積物一般較細。湖泊堆積物的特點是具有明顯均勻的很薄的水平層理。湖泊堆積物中淤泥和泥炭分布廣、厚度大、承載力低。湖泊堆積物中的湖相黏土或多或少含有碳質、瀝青質、石灰質、石膏質等,常具有淤泥的性質,靈敏度很高,承載力更低。但這種黏土分布廣,具有水平、均勻的層理,差異性小。
(6)沼澤堆積物
在地表水聚集或地下水出露的窪地內,由植物死亡後腐爛分解的殘雜物所形成的堆積物,稱為沼澤堆積物。
沼澤堆積物主要為泥炭所堆積,而泥炭為有機生成物,呈黑褐或深褐色,其中還包含有部分黏土和細砂。
泥炭的性質和含水量關系很大,乾燥壓密的泥炭較堅硬,濕的泥炭壓縮性較高。泥炭是尚未完全分解的有機物,在作為建築物持力層時尚需考慮今後繼續分解的可能性。
(7)濱海堆積物
濱海堆積物是指海洋中靠近海岸的,海水深度最深不超過20m的、經常受海潮漲落作用的狹長地帶的堆積物。濱海堆積物由於經常受波浪的作用,因而化學作用和生物化學作用不易進行,主要是風化碎屑物的機械堆積作用。
濱海堆積物根據其堆積條件可分為:
1)陡岸堆積物。以粗大顆粒為主,是由陡岸懸崖上的崩塌岩塊和海浪沖來的卵石,圓礫所組成。如陡岸下海水較深,則往往有淤泥和砂礫的混合堆積物。
2)海灘堆積物。堆積物一般有規律性,靠陸地邊緣以卵石、圓礫、粗砂為主,往海域方向逐漸變為較細的顆粒,由砂、淤泥混砂等漸變為淤泥。
3)潟湖堆積物。一般以淤泥堆積為主,同時也有化學堆積作用。
濱海堆積物的顆粒由於海浪不斷地沖蝕,滾成了圓形,分選性較好。同時由於海水動盪不已,而且常常露出水面,所以常有波痕、泥裂、交錯紋、雨痕等等。
海濱堆積物的寬度與波浪及岸流的力量大小和海域的原始地形有關,其寬度最大可達數千米。在靠近河流入海處,濱海堆積物中常夾有成分不同的河流沖積物。在很陡的山地河流流入海洋時,可以攜帶大量的風化岩塊或卵石,水流平緩的河流一般則攜帶大量的泥砂。這種河流堆積物往往破壞了濱海堆積物的分布規律。
(8)冰川堆積物
凡與冰川活動或與冰川融化的冰下水活動有關的堆積物,稱為冰川堆積物。冰川堆積物根據其形成條件,可分為:
1)冰磧堆積物。由固體狀態的冰川直接堆積,未經過水的沖刷或搬運的堆積物。
2)冰水堆積物。由冰川局部融化後的冰下水所挾帶的碎屑物所堆積成的,稱為冰水堆積物。
3)冰磧湖堆積物。冰川在移動時刨蝕所成的岩屑,被冰水帶到冰磧湖,形成具有粗細顆粒交替沉積(夏季堆積顆粒粗,冬季細的紋泥,或稱季候泥)的冰磧湖堆積物。
冰川堆積物一般沒有分選性,雜亂而無層次,巨大的岩塊和細小的砂,礫堆在一起,具有極大的不均勻性。
冰川在搬運過程中,岩塊凍結在一起,互相間沒有摩擦作用,因此冰磧堆積物中,岩塊保留尖銳的稜角。冰川兩側及底部的岩塊,由於和谷底或谷壁的摩擦,常常有擦痕存在。
冰川堆積物的厚度是不一致的,取決於冰川的形態與規模。一般山區冰川所堆積的厚度不大,且不是連成一片。
冰川堆積物中有時含有大量的岩屑,這些岩屑的黏結力很小,透水性弱,在開挖基坑如果造成地下水較大的水頭梯度時,容易形成基坑坍塌。
(9)風力堆積物
在乾燥的氣候條件下,岩石的風化碎屑物被風吹揚,往往搬運一段距離,在有利的條件下堆積起來,稱為風力堆積物。
風力堆積物中最常見的為風成砂及風成黃土。風成砂的來源很廣,各種成因的砂,只要經過風的搬運,均可形成風成砂。風成砂也可由岩石受到吹蝕作用而直接形成。
風成黃土也是由各種成因的粉土顆粒,經過風的吹揚,搬運到比砂更遠的地方堆積而成。一般不見層理,具有大孔性和垂直節理。
F. 城市第四紀地層是什麼
第四紀時間相對短暫，地球氣候、沉積過程、地殼新構造運動及與此相關的地球表層物理環境、化學環境和生態環境有一定的特殊性。
第四紀地層由泥炭及砂、粉砂、粘土、亞粘土等岩土層所組成,固結程度低,岩性的地區差別大。地層特徵據泥炭賦存狀態，可分為含表露（裸露）泥炭地層和含埋藏泥炭地層兩種。前者由泥炭層及其下部沉積物所組成；後者則可由泥炭層及其上、下部沉積物所組成。
城市第四紀層由於層松軟，錨桿不易成，所以，在型隧道施工時一般不打或少打錨桿。
(6)什麼是第四紀地質擴展閱讀：
第四紀是新生代最新的一個紀，包括更新世和全新世。下限年代多採用距今258萬年。第四紀期間生物界已進化到現代面貌。靈長目中完成了從猿到人的進化。第四紀前是新近紀。它從約260萬年前開始，一直延續至今。
第四紀這個名稱最早是義大利地質學家喬萬尼·阿爾杜伊諾（Giovanni Arino）於1759年研究波河河谷沉積情況時提出的。1829年，法國地質學家儒勒·迪斯努瓦耶（Jules Desnoyers）引用了這個定義。他在研究塞納河低地的沉積層時發現了一層比新近紀更新的岩層。這個岩層一直延伸到地表。
第四紀的時期基本上與最近的冰河期（冰川回退期）相符。另一種分法是將300萬年前北極結冰的開始作為第四紀的開始，這樣的話上新世的最新的一部分也算作第四紀了。也有人不承認第四紀的存在，而將它看作第三紀的一部分。
第四紀的260萬年中人類已經存在。在這段時間里板塊運動小於100千米，因此可以被忽略。在這段時間里氣候不斷變化，冰河期與間冰期交換。在冰川期中冰川可以一直延伸到緯度40度的地方。在這段時間里只有很少新的動物種類產生（可能因為這段時間還比較短），在更新世末期，在北半球有不少哺乳動物（劍齒虎、猛獁、乳齒象、雕齒獸）滅絕。馬科、駱駝科在北美洲滅絕。
中國地理學家竺可楨指出，第四紀歐洲和北美洲北部經歷了四個冰河期和四個間冰期：第一冰河期距今30萬年至27萬年；第二冰河期距今20萬年至18萬年；第三冰河期距今13萬年至10萬年；第四冰河期距今6萬5千年至1萬5千年。
G. 農業與第四紀地質
農業生產最明顯的特徵之一，就是它的區域性特點，農作物所賴以生長的水土條件，除受氣候影響外，還因構造、岩石或第四紀堆積層(土壤母岩)、地球化學、水文地質、地貌等組合條件的不同而變化，所以說地質背景是農業生態系統的物質基礎，在地質農業生態系統中起著某種特殊的作用，如四川紅色岩層內的侏羅繫上、下沙溪廟組砂泥岩層土壤的廣柑(甜橙)最佳，而蓬萊鎮組衍生的砂粘土區的棉花產量最高的現象。農業背景系統就是通過研究以風化岩石為主因子的多因子組合地質背景的大生態潛資源作用在風化岩體-土壤-植物系統中的物質流、能量流、信息流整體動態關聯性，解釋植物的高產與地質背景的關系，從而指導農業生產進行合理布局與土壤資源保護。風化岩體是第四紀的產物，以系統論原理研究地殼表層現代還在繼續的地質作用的生態效應，是地學與農學的邊緣學科。這一新的研究領域，不但對優質農業的持續發展發揮作用，還將促進第四紀學科的深化與橫向發展。
制約農業生產的地理因素是第四紀環境學必須關注的問題。目前土壤侵蝕已成為嚴重的環境問題之一。土壤侵蝕是我國現代化建設中面臨的一個嚴峻挑戰。我國自然肥力最高的土壤是黑土，黑土地區是我國重要的產糧區之一，但黑土水土流失現在異常嚴重，我國專家曾警告說，東北黑土可能在 50 年內消失。在黃河中游，長江上游，以及南方紅土等地區，這個問題很突出，不僅破壞了當地的生態環境，而且因為泥沙淤積給下游地區帶來無窮危害。幾十年來，有關這個領域的地質、地理、土壤、水利等不同學科，都曾開展大量的工作，並取得不少成果。但是土壤侵蝕研究不是某一單學科能夠奏效的，需要各學科通力合作。第四紀地質工作者，可以發揮對第四紀環境尤其是全新世環境演變以及新構造運動，外力作用過程、河流發育等方面具有豐富知識的優勢，可以做出其他學科不能比擬的作用與貢獻。今後努力的方向是具體地開發出不同典型地區區域尺度的土壤侵蝕預測、預報模型，為決策與產業部門實施防治提供更全面的科學依據。
土地沙化在我國北方乾旱、半乾旱地區比較普遍，在東部濱海地區也有出現。土地沙化的治理，是 1949 年以來比較重視的項目，幾十年來開展了大量的工作，但畢竟由於分布面積大，問題相對復雜，現在依然比較嚴重。第四紀地質工作者，憑借對沙化形成因素，包括環境背景和人為因素的深入分析，可以對沙化土地的空間分布特徵形成的區域差異、沙化土地演化的不同方式以及危害評價和治理模式等，提出全面的看法，從而做出獨特的貢獻。今後努力的方向是與相鄰學科密切配合，開展交叉綜合研究，爭取在理論與方法上有新的突破，應與地方積極合作，使研究成果能在更大程度上被採納應用。
1. 國外農業地質發展簡況
「農業地質」(agro-geology)一詞，最早是 19 世紀中葉德國地質學家法魯(F. A. Fellow)和李希霍芬(F. v. Richthofen)提出的，但沒有明確的定義，只是簡單地用於解釋土壤的形成關系。直至 1916 年英國劍橋大學 R. H. Rastall 出版的 《農業地質》和 1946 年美國路易斯安那州立大學 F. v. Emeison 出版的 《農業地質學》才首次系統地向從事農業研究的人員介紹了地質學的知識，如岩石、礦物、構造等，探討農業經營和研究中所遇到的地質問題。
20 世紀 50 年代後，隨著世界人口、資源、環境矛盾日益突出，環境地質學逐漸興起，相當多的農業地質問題被列作環境地質范疇。
1986 年美國科學家 D. C. Adriano 出版了 《Trace Elements in the Terrestrial Environment》 一書系統地介紹了陸地環境中與人類密切相關的 22 種微量元素———砷、硼、鎘、鉻、銅、鉛、錳、汞、鉬、鎳、硒、鋅以及銻、鋇、鈷、氟、銀、鉈、錫、鈦、釩等，對這些微量元素的經濟價值、天然賦存狀態、土壤-植物系統中元素的循環及其行為、植物需要量及耐毒性、飲用水和食物中元素的健康界限以及在環境中的來源等進行論述。
在俄、美、加、澳、英等國開展了生態地質調查和專項地質調查，把農業地質解釋為「服務於農業的地質學」(Peter van Straaten，2002)。
近年來，土壤化學家、環境化學家開展了大量有關營養元素有效性和生態效應方面的研究，特別在有機污染物和重金屬元素價態的生態效應方面研究較多，已成為國際環境科學關注的焦點。
2. 國內農業地質研究進展
新中國成立以前，地質工作很少涉及農業，僅有的工作也是側重於地質學指導下的土壤學研究和若干農用礦產調查。新中國成立後的幾十年來，我國地質為農業服務的工作取得了很大進展，出版了大量的專著和論文，也促進了國民經濟的發展。主要工作有:
農田供水水文地質勘查與鹽鹼地改良工作 20 世紀 60～70 年代，我國開展了 1∶ 5 萬 ～1∶ 10萬農田供水水文地質勘查工作，是除 1∶ 20 萬水文地質普查和城市供水勘查以外的最重要的地質工作，共完成農田供水勘查 100 ×104km2。鹽鹼地改良工作涉及范圍也非常廣泛，如黃淮海平原、關東平原、內蒙古河套平原、銀川平原、東北松遼平原、天山北麓、河西走廊等，為提高糧食產量做出了重要貢獻，也積累了很多實際經驗和發展了理論。這項工作在河北平原、銀川平原、河套平原等仍在進行，深化為水資源調蓄和管理工作。
農用岩礦的利用與開發 農用岩礦資源包括礦物肥料、礦物飼料。岩礦作為肥料的最大優點是成本低、儲量大。我國岩礦農用開發主要有磷礦、鉀礦等傳統農肥，對我國農業發展和產量提高發揮了重要作用。近年來，非金屬礦物的農用得到了很大的發展，主要有沸石、蒙脫石、伊利石、高嶺石、凹凸棒石、海泡石、海綠石、蛭石、石灰石、白雲岩、石膏、麥飯石、磷灰石、硅藻土、菱鎂礦、蛇紋石、褐煤、草炭、綠豆岩、珍珠岩、凝灰岩、火山渣、浮石、火山熔岩等。我國岩礦飼料添加劑研製開發也取得了較大進展，如石鹽、石膏、麥飯石、石灰、膨潤土、硅藻土等作為飼料添加劑的開發利用。含鈉、鉀、硅、鋁等多種元素的沸石或膨潤土，能幫助消化，促進動物生長發育，提高生殖能力，還能去污、除臭，避免寄生蟲的傳染，消除缺乏微量元素引起的疾病，促使皮毛柔順光亮或羽毛光澤明亮，肉質鮮美。利用石灰、石粉作飼料添加劑，喂養的觀賞鳥產蛋率高，蛋殼厚，抗壓強度大。
區域農業地質環境調查、評價與區劃 區域生態環境質量評價涉及的區域和內容也相對廣泛。如生態脆弱帶的生態地質環境質量綜合評價與農業可持續發展、地區性的農業生態地質環境質量綜合評價等，為保護治理生態環境、挖掘該區農業自然資源潛力、制定可持續發展規劃提供了科學依據。近年來，各地農業生態建設的形勢大大促進了當地農業生態地質區劃研究的開展，先後有四川、廣西、湖北、山東、河北、河南、江西、廣東、安徽、江蘇、吉林、浙江、雲南、貴州、遼寧等省(區)進行了不同級別的農業生態地質區劃，為科學地調整農業結構合理利用區域水土資源提供了決策依據，如四川盆地植棉的調整、河北獻縣棗林種植區劃和浙江蕭山蔬菜基地建設等，都曾產生了很好經濟效益。
名優特農林作物的農業生態地質調查、評價與開發 20 世紀 80 年代以來，名優特農林作物的農業生態地質調查與評價開展得有聲有色，涉及百餘種名優特產，主要有四川柑橘，涪陵榨菜，廣西沙田柚，山東肥城桃，新疆吐魯番葡萄，河北滄州金絲小棗，廣西荔枝，雲南、貴州、河南和山東的煙草，滇西和浙東的茶葉，廣西柳江的甘蔗，南寧的香蕉以及山東泰山(東北麓)、河北遷安、北京昌平的板栗等等，取得了豐碩的成果，積累了大量數據和資料，總結了不少理論和認識，利用這些數據資料及其規律，尋找或發現了許多新的農林優勢區，擴大了種植，也極大地促進了地方經濟發展。
3. 第四紀地質與農業的關系
岩石是組成土壤的物質基礎 岩石是五大成土因素之一，岩石風化物佔到土壤總重量的95% 左右，它既是土壤的基本骨架，也是作物立足的機械支撐基礎。土壤母質對土壤理化性狀有直接影響，有什麼樣的母岩，就有什麼樣的土壤。因此，岩石是組成土壤的物質基礎。准確掌握識別各類岩石、礦物的知識是確定土壤類型歸屬的關鍵。
岩石提供了各種營養物質 作物和人類健康所必需的鉀、磷、鈣、碳、硅、硼、鉬、鐵、硫、碘等營養元素主要來自土壤。植物在生長過程中，通過根系吸收岩石和土壤母質中的營養元素供自身生長利用，並以枯枝落葉形式回歸於土壤，從而豐富了土壤礦物質營養元素，提高了土壤肥力，為作物健康生長奠定了豐富的營養基礎。在相同的植被、氣候、地形和人類活動的干預下，正是由於成土母岩的不同，才產了迥然不同的土壤肥力和農業生產率水平。
岩石是決定農業利用率的主要因素 有些地方耕地面積大，農業產出率高，有些地方則農業產出率低，其主要原因與這些地方的岩石種類有關: 一般紅色粘土、紫色砂頁岩、板頁岩地區耕種面積較大，農業利用率高，而石灰岩、砂礫岩、花崗岩地區耕地較少，農業利用率低。如湖南第四紀紅土母質發育的土壤有 1040 萬畝，形成的水田有 734 萬畝，占這類母質的70. 58% 。石灰岩母質發育的土壤有 7726 萬畝，形成水田 699 萬畝，只佔該類母質的 9. 05% ;而且石灰岩地區地形崎嶇，植被稀疏，天坑發育，漏水嚴重，易受乾旱威脅，收成不穩，是湖南主要的貧困地區。該省衡邵、茶永、長瀏、沅麻等盆地主要由紫色砂頁岩母質發育成土，水田、旱土分布廣，是重要的農業生產精華地帶之一。
地質條件是農業科學規劃、作物布局的重要依據 由於岩石、母質的千差萬別，造成土壤有肥有瘦，有酸有鹼，有砂有黏，有厚有薄，有干有濕，土壤種類繁多，因此我們在長期的農業生產實踐中，反復強調要因地制宜，按自然規律辦事。當前正在進行的農業結構戰略性調整，也就是要根據土壤的這些特性和作物的生物學特性與市場需求，因地制宜地選擇種植適優的作物品種，充分發揮土壤的最大生產潛力和農業生產效率。
將地學與農業科學緊密結合起來，加速地質科學成果在農業上的應用，加強農業地學研究，加強交流與合作，這將促進農業的持續快速健康發展。
4. 我國農業地質發展趨勢
新中國成立以來，我國農業取得了舉世矚目的成就，以佔世界 7% 的耕地養育了佔全球22% 的人口。當前，我國農業總的形勢是: 第一，主要農產品優質數量不足，特別是 「入世」以後，農業結構亟待調整; 第二，農業國土資源利用水平有待提高; 第三，農業及農村經濟發展與生態環境建設的矛盾突出。
關注農業生態環境，是當今我國農業生態地質發展的一大亮點。2002 年開始實施的中國地質調查局與地方政府合作的多目標填圖計劃，加強了農業生態地質環境質量評價，為保護治理生態環境、挖掘地區農業自然資源潛力、制定可持續發展規劃提供了科學依據。
農業生態地質工程設計將為國土資源持續利用提供技術支撐。緊緊圍繞國家需求，如糧食及名特優果品基地建設、農業生態省(縣)建設、退耕還林還草生態建設等，以西部大開發為契機，結合國土資源大調查工作，開展農業生態地質工程設計，實現社會、經濟及生態效益的統一。
從 20 世紀 80 年代的農業地質背景分析，到 90 年代提出農業生態地質學，可持續發展觀念得到普遍認同。生態地球化學和生態水文地質學，是農業生態地質理論創新的又一突破口。研究岩(土)—水一植的礦質營養元素的生態地球化學循環機制，注重土壤水作為植物營養和營養元素活動載體養分 「供、輸、耗」系統中的作用，將為實現 「低投人、低消耗、高產出」目標解決基礎理論問題。
5. 應用第四紀地質綜合性服務領域
土地資源及其合理利用是關繫到農業發展至關重要的問題。根據實地調查利用大比例尺地形圖、航衛片等新遙感信息，編制土地資源圖、地面坡度圖、土地利用圖，從而對宜農、宜林、宜牧土地進行質量評價，並提出合理開發的意見。
糧食、林果基地建設，其規模與合理布局，在很大程度上受制於當地的第四紀環境影響，包括氣候條件、地貌條件、水文地質條件、地球化學條件等。應用第四紀地質學科與農業和其他相關科學交叉與滲透，就可在查明這些條件的基礎上，提出很有價值的意見，起到其他學科不能取代的作用。
農業綜合發展及合理布局，即建設可持續發展農業的核心是改善農業生態環境，提高農業生產力，消耗最小的生產力因素，獲取最大的農業產品，做到最大生產力、最佳經濟效益與最優生態環境的協調發展。這些方面需要應用第四紀地質做大量基礎性調查與綜合研究，為其提供科學依據。
農業生態經濟系統的功能是一種綜合性功能，它主要是由經濟效益、生態效益和社會效益三方面來反映的。這三個方面的效益又是由不同的方面來體現的，每一種要素都為表徵其原理特徵的指標。這些要素指標的組合就構成了農業生態經濟系統功能綜合評價的指標體系。其中，生態效益要素完全是在第四紀地質環境背景下提出的，它是構成整個農業生態經濟系統功能的物質基礎和能量來源。
H. 第四紀地層的基本概念
第四紀是地質歷史上最新的一個紀，它是地質歷史上發生過大規模冰川活動的內少數幾個紀之一，又是哺乳動容物和被子植物高度發展的時代，人類的出現是這個時代的最突出的事件。因此也有人稱第四紀為人類紀或靈生紀。第四紀一詞是法國學者德斯諾伊爾斯在1829年創立的。他在研究巴黎盆地的地層時，將原第三繫上的鬆散沉積物劃分出來，命名為第四系，這樣便有了第四紀。
I. 第四紀地質學和地貌學的概念
1. 第四紀地質學的概念
第四紀(Quaternary)是地球發展歷史中最新的一個紀，延續的時間比較短暫，按現今多數從事第四紀地質學研究者的觀點，是指距今 2. 60Ma 以來的歷史。如果把地球的歷史縮短為365 天的話，那麼第四紀即開始於除夕之夜的 19 點(圖 1-1)。在地球演化的歷史上，第四紀雖然時間短暫，但與人類的關系卻非常密切。在這個時期，人類得到快速進化，成為地球上迄今最為高等和最為智慧的動物，而且還發生了很多重要的地質事件，如氣候變遷、海平面波動、植被更替、火山噴發、青藏高原快速隆升等，這些事件都對我們賴以生存的環境和資源產生了重大的影響。第四紀這一名稱曾在 2004 年出版的國際地層表中被取消了，但在 2008 年新出版的國際地層表中又恢復其名稱，還是把它作為新生代中一個紀來處理。
圖 1-1 地球歷史的劃分(按 365 天計算)
第四紀地質學(Quaternary geology)是研究在第四紀時期發生在地球表層的各種地質事件及其動力機制的一門學科。第四紀是地球歷史中一個環境很不穩定的時期，地球表層的環境發生過巨大的變化，有些地區的面貌與現今大相徑庭，如中國東部的渤海、黃海、東海等在第四紀的某些時期完全出露海面，是一片陸地景觀，而有些時期，海岸線可深入到北京，上海是一片汪洋; 在某些時期，華北和西北地區為亞熱帶氣候，曾有象群的分布，而有些時期，氣候卻非常的寒冷，在中國的東部山地可能有冰川發育，北美的大部地區被厚厚的冰川所覆蓋，北歐也是一片冰原景觀。第四紀地質學就要研究這些地質事件發生的背景、演變過程、驅動機制等，弄清這些地質事件發生的規律，以便預測地球表層未來可能發生的地質事件和環境變遷。
2. 地貌學的概念
地貌學(Geomorphology)是研究固體地球表面的形態特徵、成因、演化和分布規律的一門學科。固體地球表面的形貌千姿百態，成因也各不相同。有海拔 8844. 43m 高的珠穆朗瑪峰，也有位於海平面以下-11034m 深的馬里納亞海溝; 在陸地上，有高低起伏的崇山峻嶺，也有一望無際的大平原; 在海底，有綿延 70000 多千米的巨大山脈(大洋中脊)，也有呈孤立狀的海山; 在中國，有溝壑縱橫的黃土高原，也有一馬平川的華北平原。所以固體地球的表面是一幅由各種地貌鑲嵌而成的美麗 「畫卷」，同時也記錄了固體地球表面的演變過程。地貌學不僅要研究這些地貌的形態特徵和變化，而且還要研究各種地貌的分布規律和演變過程，研究地貌的形成和演變與各種動力的關系，以及地貌的未來發展。
圖 1-2 第四紀地質學與地貌學的關系
按照現今的學科分類，第四紀地質學屬於地質學的范疇，為地質學下屬的一個二級學科; 而地貌學屬於地理學的范疇，作為自然地理學的一個分支。盡管如此，第四紀地質學與地貌學關系密切，它們是從兩個不同的角度研究地球表層的性質(圖1-2)。任何一種外力地質作用，在塑造地貌的同時，也形成第四紀堆積物。第四紀地質學主要是從沉積物的角度研究地球表層的特性，如沉積物的形成和特點、構造運動、氣候變遷、環境記錄等，而地貌學是從地表形貌的角度研究地球表層的特性，如地形的高低、起伏、分布、演化等。在實際工作中，研究地貌的同時，也必須研究相關的第四紀沉積物，它們的研究成果互為補充，互為驗證。
J. 中國第四紀地質的基本特徵
1. 沉積物類型的多樣性和分布的規律性
圖 2-32 中國第四紀沉積物分布的空間特徵
中國的第四紀沉積物類型非常復雜，幾乎含有第四紀沉積物的所有成因類型，有海相、海陸過渡相和陸相。在陸相沉積物中有地面流水、湖泊、沼澤、地下水、風、冰川、冰水等形成的沉積物，也有重力堆積物和殘積物。在平面上，從東部的海相和河湖相沉積物，到西部的冰川堆積和風成堆積，從南部的洞穴和紅土堆積到北部的戈壁沙漠和黃土堆積(圖2-32)。從海拔高度上來看，第四紀沉積物具有明顯的垂直分帶現象，最低的東部大陸架以海相沉積物為主; 東部平原主要為河湖相沉積; 黃土高原到新疆一帶以乾旱氣候區堆積物為主，如戈壁、沙漠、黃土、洪積物; 在青藏高原，以冰川和冰水沉積物發育為特徵，當然也 發育較多的 湖泊、河流、洪 流 沉積物。
2. 新構造運動的整體性和區域性
中國區域是一個新構造運動非常強烈的地區，第四紀的構造運動屬於喜馬拉雅運動第三幕。在時間上，第四紀的構造運動表現出明顯的階段性: 強烈的上升期與相對平靜期交替出現，在我國的西部地區尤為清晰，從而形成多級的層狀地貌。在區域上，西部和南部以抬升為主，而東部和北部以下降為特徵，並且從西南到東北構造運動的強度具有逐漸減弱的梯度。在第一階梯和第二階梯上以整體的抬升為特徵，第三階梯以整體的下降為特點，而在 3 個階梯之則間表現出強烈的差異抬升運動。地震活動主要分布在華北、南北地震帶和西昆侖-喜馬拉雅3 個帶上，火山活動主要集中在東北、東南沿海和西南地區。
3. 哺乳動物群的南、北差異性
以淮河-大別山-秦嶺-龍門山-橫斷山一線為界，中國第四紀哺乳動物群可分為南、北兩個哺乳動物地理區。北方區屬古北界的一部分，哺乳動物以喜干、涼、冷的動物為主，草原型動物占優勢。南方區屬東洋界的一部分，哺乳動物主要由喜暖濕的成分構成，森林型動物占優。南、北方動物群的差異從早更新世開始出現雛形，在中更新世變得明顯，但這兩個動物群的一些成員隨著氣候的變遷發生往南或向北的遷移，進行動物群的交流。就哺乳動物群演化而言，中國的第四紀哺乳動物群是在我國上新世三趾馬動物群的基礎上演化而來的，形成了含真象、真馬等成員的動物群面貌。由於南、北氣候變化的差異，影響到動物群的性質，使北方動物群表現出一定的進步性，不同階段的動物群差異和更替比較清晰; 而南方動物群則顯示出一定的保守性，動物群的更替不及北方動物群清晰。
4. 氣候波動的區域性與全球性
對我國的黃土研究表明，黃土-古土壤序列很好地記錄了我國的第四紀氣候變遷。在第四紀我國的氣候至少存在 30 多次冷-暖旋迴(climatic cycle)，並與深海沉積物的氧同位素具有良好的對比性。氣候波動具有 100ka、41ka 和 21ka 的天文周期，而且在早更新世以 41ka 的周期為主，而中、晚更新世以 100ka 周期為主，這些與世界其他地區的氣候變遷規律是相似的。這說明我國的第四紀氣候波動具有全球性的特徵。
我國的第四紀氣候變化不僅具有全球性的特徵，而且還具有區域性的特點。在南亞季風和東亞季風的影響下，形成了我國東部地區乾冷與暖濕交替以及西南地區獨特的氣候特徵，青藏高原的隆起導致了我國西北地區強烈乾旱的氣候。
5. 季風作用的特殊性
中國是世界上季風作用最為顯著的國家之一，季風(monsoon)造成了我國特殊的氣候特徵。在第四紀早期，由於青藏高原還沒有隆升到足夠的高度以致影響到南亞季風向北侵入，使我國同時受到東亞季風和南亞季風的影響，導致西北地區冬季和夏季的氣候差別降低。但在更新世的中期，青藏高原已隆升到較高的海拔，影響了南亞季風的侵入，同時加強了東亞季風，使我國西北地區進一步乾旱化，冬季風和夏季風的差異顯著增強。由於受東亞季風的影響，中國東部地區夏季多雨濕潤，而冬季乾旱多風。
6. 人類文化的差異性
中國的古人類化石及石器相當豐富，包括直立人、早期智人和晚期智人及其石器，主要分布在橫斷山脈以東地區。在時代上，直立人可能從約 2MaB. P. 就在我國出現，這與被譽為人類起源和演化中心的東非地區所發現的直立人時代相當。我國直立人的一些特徵與非洲的直立人表現出一定的差異性，更重要的是我國直立人文化尚具有特殊性。盡管我國直立人也有大石器(手斧)文化，但一直處於次要的地位，而演化的主線是小石器文化，並始終縱貫直立人和智人階段，這顯然不同於非洲以大石器手斧文化為特徵的文化系統。所以中國的人類文化具有特殊的一面。
我國南、北方的石器文化也有一定的差異。在北方基本上是小石器文化的演化，而在南方出現小石器與大石器平行演化的特徵，而且手斧文化主要分布在長江流域及其以南地區。