什么是第四纪地质
A. 第四纪地质
(一)第四纪地层
第四纪地层分布十分广泛，出露面积约占调查区总面积的80%以上。地层总体特点:在岩性上从河谷到滨湖平原，由二元构相逐渐过渡到多元构相，在垂直方向上由粗变细;成因类型复杂，除庐山为冰碛、冰水堆积外，其他地区主要为冲积、洪积、冲湖积和湖积;地层厚度变化从支流到“五河”主流河谷再至滨湖平原，厚度逐渐增大，如朱港一带厚度为76m，而在梅家洲厚度达154m。
根据岩性岩相特征、层位关系、生物化石和14C资料等，全区按露头区和覆盖区厘定为11个第四纪地层单位(表2－1)。
表2－1 第四纪地层划分简表
(二)第四纪古气候环境
调查区第四纪堆积物组合、孢粉组合和化学成分等特征的长期综合研究成果表明，区内第四纪古气候环境演变特点为整个第四纪的气候存在着旋回性冷暖气候变化的特征。早更新世存在两个气候波动旋回，大排岭冰期—大排岭—鄱阳间冰期—鄱阳冰期—鄱阳—大姑间冰期，其显示为寒冷与湿热交替的气候环境;中更新世存在大姑冰期－大姑－庐山间冰期的气候旋回，呈现为寒冷向温暖潮湿气候环境演变;晚更新世则存在有庐山冰期－庐山－芦林间冰期－芦林冰缘期，呈现干冷－温暖湿润－干冷的气候变化;进入全新世气候总体为温暖、湿润，在全新世早期约1000a左右气温相对较低，到距今8000～3000a则为全新世大暖期，森林繁盛，物种空前繁盛，气候温暖湿润，距今约3000a后气温有所下降，在距今约650a进入小冰期时代，近代气温又开始有所上升。
(三)新构造运动
第四纪以来，调查区构造进入一个新的发展时期。地壳以垂直升降运动为主，差异断块活动明显。早更新世，地壳处于挤压松弛阶段，以垂直沉降活动为主，沿“五河”古河道和河漫滩，发育早更新世地层。到了中、晚更新世，差异性断块活动明显，地壳以隆升作用为主，发育多期山岳冰川及其冰积物(如北部庐山地区)和中、晚更新世地层中广泛分布的黏性土层。进入全新世，地壳活动较弱，处于稳定抬升的过程。
区内活动断裂都属继承性活动断裂带，新生断裂带不发育，规模较小。根据活动断裂带空间分布特征，大致归纳为北东向活动断裂带、北北东向活动断裂带和北西向活动断裂带。北东向活动断裂带，控制了中新生代以来的沉积盆地的发展及沉积相变异。其形成于早古生代，中生代直至第四纪仍然处于继续活动状态。北北东向活动断裂带，控制了第四纪沉积物的堆积相及厚度变化。其形成于中生代，第四纪仍在活动。北西向活动断裂带，控制了第四纪地层分布和堆积物厚度变化及水系格局，形成于中生代，直至第四纪仍在活动。
总的来看，自新生代以来，由于地壳水平挤压松弛引起均衡调整作用，地壳以垂直运动为主，差异性断块作用明显。同时，新构造运动具有继承性、新生性、间歇性和差异性特征。
B. 什么是地貌及第四纪地质图
在高中阶段，基本上地貌和地形做同一个概念使用的，其实二者还是有差别内的。
地形只是看地表的起伏状况容及其对地理环境影响的，而地貌则主要研究各种地表形态形成过程原因的。比如风成地貌就就是解释在风力作用下如何形成各种地表形态的，风蚀蘑菇、风蚀龛、雅丹等等。
一个注重表面，一个侧重成因及过程。
当然地貌是长期地质作用的结果，直接和第四纪有密切联系。讲第四纪各种地质构造地质作用的就是第四纪地质学。如果用地图的形式表示就是第四纪地质图
C. 第四纪地质学研究的主要对象和内容是什么
主要研究2.4个百万年以来的地质事件和气候变化等
主要研究对象包括第四纪黄土，冰川和湖泊等沉积物
内容包括一般地质学的各种研究方法，如粒度，磁化率，珊瑚，树轮，石笋，孢粉，14C定年，稳定同位素等
D. 第四纪地质历史的基本特点
作为地球挽近发展阶段的第四纪的时间，虽然它的时间是最短的，但研究证明，其地质历史却是比较复杂的。第四纪地质历史，包括第四纪地形、第四纪堆积物以及其中所含的生物残骸的发育和形成历史，也包括第四纪构造运动、岩浆活动、变质作用等各种地质过程的发生和演化的历史。与前第四纪比较，第四纪各种地质过程的变化，具有比较明显的差异。也就是说，与前第四纪地质历史比较，第四纪的地质历史具有比较明显的特点。
第四纪地质历史是第四纪一般自然环境变化历史的一个组成部分，并且受着一般自然环境变化历史的控制。因此，第四纪地质历史的特点，也是第四纪总的自然环境的特点的一个方面，并且也是由第四纪总的自然环境的特点所决定的。第四纪地质历史的基本特点如下：
（一）地质历史记录保留得比较完整
由于第四纪的时间很短，所以，发生于第四纪的各种地质过程所产生的结果，即第四纪地形、堆积物及其中所含的生物残骸、地质构造、岩浆岩等等各种地质现象及其有关自然现象的保留，都比较好；并且，这些现象大部分分布在地表或近地表部分，易于进行观察研究，从而有利于恢复第四纪的地质历史。此外，现时正在进行着的各种地质过程，是第四纪地质历史的一种连续的过程，所以，可以直接对这些过程及其有关现象进行研究，并据以进行较确切地类比回溯第四纪地质历史。
（二）气候变化显著
第四纪地质历史的另一个基本特点是气候变化显著。始自新第三纪以来的气候变冷过程，在第四纪之初明显地加剧。第四纪的气候变化，在很大程度上控制着第四纪地形、海面变化、堆积物、土壤、生物群落以至人类的发生和发展。因此，自上一世纪中叶以来，地质工作者一直把气候的显著变冷并导致地球表面广大地区出现冰川，作为一个主要标志，以划分上新世与更新世之间的界限。而这一界限，也就是新第三纪与第四纪之间的界限。
图1-2中只画出了第四纪早期的气候变化。从图中可见，第三纪气候虽有变化，但却不如第四纪明显。
研究证明，第四纪的温度变化的幅度是比较大的，而且有反复的温度降低和升高的过程。第四纪温度变化是全球范围的，但在不同纬带和地区内存在着差异。温度变化最明显的是中纬度地带，两极和近赤道地区的变化幅度较小。第四纪的温度降低时期（冷期）与温度升高时期（暖期）之间的最大平均温度差计算为16—25℃。
在冷期中，在较为潮湿的地区内，降雪量超过融雪量，降雪长年累积、部分地消融、压实，并转变成为冰川。地球上大规模出现冰川的时期，叫做冰期（glacial age）。冰川首先由两极地区和中纬乃至低纬带的高山顶部发生。伴随着气候的继续变冷，冰川的厚度不断增大，其分布范围也不断向周围扩大，这种过程叫做冰进。冰期中，冰川的最大规模达到覆盖地表面积的1/3。冰川的出现，进一步加剧了气候的变冷。计算证明，冰期中冰川地区的平均温度，较现时低8—13℃。
图1-2中纬带第三纪和第四纪平均温度变化图（据Teichmuller）
在暖期中，气候较现时平均温度高8—13℃。冰期中所累积的冰川，在暖期中大量消融。在冰川的边缘和末端，消融量最大。消融使冰川的厚度变小，并由其边缘和末端向冰川中心和发源地收缩。冰川的厚度持续减小以及冰川边缘和末端的持续退缩。这种由于冰川消融所引起的冰川厚度变薄以及冰川边缘和末端向着中心及源头退缩的过程，叫做冰退。冰退使陆地表面冰川的总面积和总体积逐渐缩小。而冰退过程持续进行的结果，则是导致陆地表面冰川在大范围内消失。
两次冰川之间的温暖时期叫做间冰期（Interglacial Age）。
包括现时在内的全新世冰川，占陆地表面面积的大致1/10。被认为，这是一种冰期与间冰期之间的过渡时期，叫做冰后期（postglacial Age）。冰后期的气候处于冰期与间冰期之间的过渡位置，比较地接近于间冰期。
第四纪是一个冰期与间冰期互相交替的时期。为表示这一特点，在一些地质文献中，把第四纪叫做冰川纪。
冰期和间冰期是第四纪气候的周期性大幅度变化的结果。在同一个冰期中，还可以分出一些较小的气候变化的周期，即分为几个气候变化幅度较小，时间较短的变冷和变暖的时期。这些时期引起小范围的较短时间的冰进和冰退，叫做冰阶（glacial stage或stadial）和间冰阶（Interglacial stage或Interstadial）。详细的研究，还可以进一步分出由更小的气候变冷和变暖的周期性变化，形成规模更小的冰进和冰退。
地球大部地区的研究认为，第四纪出现过四个比较明显的冰期和介于这些冰期之间的三个间冰期，以及一个冰后期。但这个问题目前尚有不同意见。
（三）第四纪生物界
根据在第四纪地层中所收集的第四纪生物残骸资料，已经得出了较为清晰的第四纪生物界的分布、分类和发展的轮廓。这些资料包括陆地和海洋生物残骸。由于第四纪的时间短，生物的发展，不如其它各地质纪那样显著，但却具有自己的特点。
第四纪生物界的变化是由第四纪生态环境变化引起的。而生态环境变化，又主要取决于气候和构造运动两个因素。第四纪气候反复变冷和变暖所引起的冰期和间冰期的交替，引起了海面的反复下降和升高；而海面变化又使从而发生反复的一定范围的海陆变迁，其中包括一些陆桥的出现和消失。与此同时，剧烈的第四纪构造运动以及伴生的岩浆活动，也剧烈地改变着陆地和海洋地形。所有这些自然变化，都影响着第四纪生态环境的剧烈变化。
第四纪生态环境的变化，引起了第四纪生物界的迁徙、重新组合、形态变异，以及一些种属的灭绝和一些新种属的出现。
由于生态环境变化随地区而不同，而且第四纪生物界各个门类的适应能力也有差异，所以，第四纪生物界的变化，在各个地区和各个门类之间，都是不平衡的。
第四纪气候变化及其伴生的生态环境变化，是一种随纬度不同而具带性的现象。这种变化，在中纬度地带，较两极和赤道带更为明显；并且，陆地上的变化，较海洋中的变化更为明显。所以，第四纪生物界的变化，也是中纬度地带较高纬度地带和低纬度地带更为明显；陆地生物群的变化较海洋生物群的变化更为显著。
第四纪海洋生物群的变化，主要表现在地理分布和组合方面。除分布和组合的变化而外，还发生了较为显著的形态变异，一些种属灭绝，出现了一些新的种属。在第四纪开放海和大洋中，海生生物群的变化很小；在一些内陆海或封闭海盆中，例如黑海、波罗的海和地中海等，变化比较明显。
第四纪海洋生物群的研究，主要是无脊椎动物和微体生物的研究。第四纪海洋无脊椎动物群的历史，是一种定居和迁移，并伴有某些种的绝灭和新生的历史。这一结论主要是根据北海和地中海等内海地区的研究推定的。地中海第四纪动物群与现时动物群基本上是类似的，具有某些遥远的北方喜冷动物的外来种属，说明了第四纪海洋动物的迁徙。
第四纪陆地生物群受到气候变化的影响比较明显。第四纪陆地生物群虽然都在冰期和间冰期的交替过程中发生迁移、重新组合、灭绝、新生和变异，但在脊椎动物、无脊椎动物和植物等不同生物中的反映是有差异的。
在一个地区内，由较暖时期至较冷时期或由较冷时期至较暖时期的动物群变化，一般是由于当气候变得不适宜于动物群生存时，其分布缓慢地持续地向着更为有利的居住地区迁移引起的。由于混居而引起了动物群的不同的分布变化。当冰川收缩和消失时，一个生活于冰盖附近的冰种—冰缘动物群的某些成员，向冰川的退却的方向迁移；而其它一些成员，却保留在原地，变成非冰川动物群的一部分。当冰川发生和扩大时，喜冷动物群发生并随着冰进而扩大其分布范围，从而使非冰川地区的动物群中，包含着冰川动物群遗留下来的外来种属。在第四纪冰期与间冰期交替过程中，动物群的这种混合过程，反复地进行了几次，以致一般顺序的冰期和间冷期的哺乳动物群中，都含有一些混合的成分。
第四纪陆地植物群特点的形成，更多是由于两极向赤道方向的反复往返地迁移，而不是由于植物本身的演化的原因。第四纪冰期中的冰川作用，中断了极地植物带的发展，而在间冰期中，植物带又再度恢复起来。
在中纬度地带，冰期中的冰川并不是连续的，而是分散、孤立和多中心的。中纬度地带冰川地区的气候不利于植物的生长。所以，植物群在各个地区的变化颇大。冰期的一般趋势是中纬度地带的植物群向赤道方向迁移；间冰期的植物群重新由赤道向两极方向返回。
在赤道附近地带，第四纪气候变化对植物群的影响较小。
由于植物群的迁涉是缓慢和困难的，所以，在第四纪冰期和间冰期交替过程中，一些植物不能返回原地带，一部分为了适应新的气候环境，发生变异；另一部分不能适应新的环境，因而灭绝。
一般来说，植物和无脊椎动物群的适应能力较差，迁移缓慢，易于灭绝和变异，其化石对气候的反映比较灵敏；但哺乳动物，特别是陆地哺乳动物，大部分种属适应能力较强，迁移迅速，因而对于气候的反映不甚灵敏。所以，在某种场合下，虽然可以根据单一植物种属做出关于第四纪气候环境的推测，但对于哺乳动物却不能简单地这样做，必须研究整个哺乳动物群的特征，才能减少来自不同种属对气候反映的误差。在第四纪冰期和间冰期，大多数哺乳动物的区系，都是如同现时一样地互相超复的。例如，在同一地点的单一地层中，可以出现混合的草原和苔原动物群，并且还可以含有林原动物。
生物区系一般是连续的，但由于冰期的干扰，也可出现不连续。这也是第四纪生物界的一个特点。
（四）第四纪沉积环境的基本特点
1.大陆沉积环境第四纪冰川的出现和消失，在大陆地区内，形成了三种沉积环境，即冰川环境、冰缘环境和非冰川环境。在每一环境中，都出现一些特定的沉积过程和沉积物的共生组合。
（1）冰川环境冰川环境是指第四纪冰期和冰后期的冰川地区的环境。在冰川环境内，出现一种以冰川作用为主的剥蚀和沉积作用系统，其中包括风力、机械风化、重力、冰川和冰水的剥蚀和堆积作用等等。在这种环境下的上述过程，形成了风积物、机械残积物、重力堆积物、冰川堆积物、以及冰水堆积物的共生组合。
（2）冰缘环境冰缘环境指第四纪冰川外围或冰川地区以外的寒冷环境。这种环境的地质作用包括冻融、机械风化、生物、冰水、湖沼、风、泥（石）流的剥蚀和堆积作用等等。由这些作用所形成的堆积物有冻土、机械残积物、泥（石）流堆积物、生物堆积物、湖沼堆积物、风积物等等。
（3）非冰川环境非冰川环境是指间冰期和冰后期内陆地区无冰川的广大地区的环境。在冰期，这种环境也可出现于冰期较温暖的低纬度地带。非冰川环境又可分为冷湿地区、干旱地区和湿热地区三种环境。
冷湿地区在这类地区内，在第四纪冰期曾发生过冰川作用；但在间冰期和冰后期内，伴随着气候转暖和冰川的消失以及冻土的融解过程，却再次恢复了类似于冰期以前的剥蚀和沉积环境。流水、湖沼、生物、化学风化等作用发育，它们在改造冰期形成堆积物的同时，形成了一种带有温暖潮湿气候特点的堆积物共生组合。其中包括冲积物、湖沼堆积物、生物堆积物（泥炭、腐植泥等）和化学残积物。此外，在这一时期，生物对第四纪松散堆积物的剧烈作用，还形成了土壤层。这种非冰川环境第四纪堆积物的共生组合和土壤层，也可出现于第四纪冰期中的低纬度地带。
在有第四纪冰川作用的地区，冰期和间冰期的交替，形成了冰期堆积物共生组合与间冰期堆积物（土壤）共生组合互相交替的顺序。
干旱地区在这类地区内，即使气候寒冷，也由于干燥而不能形成第四纪冰川。这种地区多位于大陆内部。干旱地区的许多湖泊的湖岸与湖底沉积物之间的关系，以及这些湖泊地形和沉积物与冰川和冰水地形和沉积物之间的关系说明，湖泊涨缩时期，是与冰期和间冰期相对应的；这些地区湖涨的主要原因，是降水量增大和蒸发量减小。这正是冰期气候在这些地区的表现特点。在冰期，由于气温降低和气温梯度增大，邻接地区冰盖的产生和扩大，以及冷气团和暖气团强度和接触频度增大从而导致降水量增大；由于温度的降低和暂时的零散的雪层的覆盖又可使蒸发量减小。其结果是使冰雪融解的水量增多，河流排水量增大，因而在一些封闭的湖泊，出现水面上涨，和一些无水的干旱盆地内集水形成湖泊的现象。降水量增大时期，叫做（多）雨期。由于降水量的增大，可引起洪流的增大和大量洪积物的产生，所以，多雨期又叫做洪积期（Pluvial Age）。降水量减少时期为间雨（干旱）期，由于干旱和洪积物的减少，又被叫做间洪积期（Interpluvial Age）。这样以来，在干旱地区就出现了雨期（洪积期和湖涨期）与冰期相对应，间雨期（干旱期、间洪积期和湖缩期）与间冰期和冰后期相对应的现象。非冰川环境干旱的沙漠地区，特别是沿我国北部、中亚、北非和南北美的沙漠边缘以及赤道附近，上述现象表现得最清楚。
应当注意的是湖泊的变化，也可由其它一些原因引起，其中包括湖盆所在区地壳的上升和下降运动、断裂运动、火山活动以及侵蚀和堆积作用的变化等等。因而在研究湖泊的变化时，需要将这些原因所引起的变化与气候原因所引起的变化加以区分。
湿热地区在赤道附近的湿热地区，第四纪气候变冷，只在局部的高山地区引起冰川的发生；在大部分地区，一般都是非冰川环境，自然环境的变化不甚显著。湿热地区冰期与间冰期的交替，表现为与冰期相当的多雨期和与间冰期相当的少雨期的交替。湿热地区的这种多雨期和少雨期的交替，除引起这里的流水和湖泊堆积物的变化外，在作为这类地区典型沉积物之一的残积红土剖面中，也清楚地反映出来。在多雨期内，发育着残积红土；在少雨期内，残积红土常常停止发展，或者发展的速度变得缓慢。
2.海岸沉积环境海岸地形、堆积物、生物残骸及其它方面的研究证明，第四纪的海面，曾经发生过反复的大幅度的上升和下降。
引起海面变化的原因很多，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构造运动、岩浆活动、海底堆积物的累积、海水温度变化、均衡调节运动等等。这些因素并非第四纪专有的，而第四纪海面变化的特殊的控制因素，就是冰期和间冰期的交替。在冰期中大量水以固态形式被封闭在陆地，陆地流向海中的水量减小，因而引起海面下降。相反，在间冰期中，由于降雪量减少，陆地冰被大量融解，冰融水返回海中，因而导致海水面上升。经计算，现时陆地冰川融解后，可使海面上升50m左右。在第四纪间冰期中，陆地基本上没有冰川。所以间冰期海面应较现时海面高50m上下。第四纪冰期中的冰川体积和面积都较现时大得多。在第四纪冰期中，计算海面下降幅度可达为80—150m。
第四纪冰川控制的海面上升和下降的交替，在海滨地区产生了海滨及浅海堆积物和陆地堆积物互相交替的顺序。在冰期海面下降的过程中，海滨和浅海底部的一部分浮出海面，并沉积陆相堆积物，其中包括冰川及冰水堆积物、湖泊堆积物、冲积物、风积物、残积物等。在间冰期海面上升的过程中，冰期中沉积下来的陆地沉积物被海水淹没，并为新的海滨堆积物和浅海堆积物所覆盖。所以，在海滨地区内，冰期堆积物和间冰期堆积物顺序，表现为海退堆积物和海进堆积物的交替。
3.海洋沉积环境如果说大陆的第四纪地质事件记录，常常由于沉积间断和剥蚀作用而不完整或被破坏，那么，在深海和洋床中的一些地区内，这种记录却是连续的并且保留得相当完整。这些记录的研究证明，海洋沉积环境的变化，不像大陆环境那样剧烈，海水的沉积作用在颇大程度上是连续的。但是，在许多海洋地区，第四纪沉积作用受到大陆棚、大陆坡的浊流、崩塌、地滑、海底洋流、掘土动物的干扰和剥蚀，也会造成正常的海积物的沉积顺序不连续现象，沉积物的分布和类型也会变得较复杂。
海洋沉积物包括陆源碎屑沉积物、化学沉积物、有机沉积物和火山沉积物。
第四纪冰期和间冰期的交替，虽不能像大陆那样剧烈地改变海洋环境，但却影响着海洋的沉积环境。第四纪冰期和间冰期的交替，在一定程度上影响着海水的深度、温度和密度，并因而改变着海水的成分、咸度、海生生物的生活环境，从而也改变着沉积环境。在大陆的冰进期间一部分海水由海中抽出，以冰的形式封闭于大陆表面；冰退时，冰雪融化，水又可从大陆返回海中。在冰期，由于海水的温度降低、密度和咸度增大、化学沉积增多、喜冷生物沉积增多，在陆源沉积物中出现冰筏沉积物和冰棚沉积物的成分，一些浅海沉积物中含有大量冰水沉积物。在间冰期，由于海水增多、海面升高、深度增大、水温升高、海水密度和咸度减小、化学溶解度升高，其化学沉积会减少，一些冰期中的化学沉积甚至被溶解，喜暖生物沉积增多。冰期和间冰期的交替产生，在海洋沉积物中，则表现为冷期沉积物和暖期沉积物交替现象。
（五）第四纪堆积物的基本特点
第四纪堆积物的形成发展历史，是第四纪地质历史中的一个重要组成部分，并且受着整个第四纪地质历史的控制。第四纪堆积物的基本特点，是由上述第四纪地质历史的基本特点所决定的。
第四纪堆积物具有如下一些基本特点：
1.第四纪堆积物普遍覆盖于大陆地表，在大多数场合下，都与下伏前第四纪地层呈不整合或假整合关系。在海洋与一些湖泊的底部，第四纪堆积物的沉积与前第四纪沉积物是连续的。
2.第四纪堆积物的空间分布，与现代地形联系密切。在山岳、大陆坡等陡峭凹凸的地形中，第四纪堆积物的分布，在水平延展方向上，是零散的不连续的或斑块式的。在陆地平原、湖盆和海盆平原中，第四纪堆积物的延展是比较连续的。
3.由于第四纪时间短暂，在大多数场合下，第四纪堆积物所经受的剥蚀破坏及构造变形比较轻微。第四纪堆积物的大部分，基本上没有构造变形，一般都保留着与地形密切联系的原始产状。第四纪堆积物的成因类型和年代，都与地形有着密切联系。
4.第四纪堆积物的厚度，与第四纪构造运动和地形起伏有联系。在正向运动发展的高凸地形中，第四纪堆积物的厚度小而不均匀，甚至缺乏；在负向运动发展的低凹地形中，第四纪堆积物的厚度较大，并且较为均一，其厚度可达数百乃至数千公尺（我国华北平原有些地区第四纪堆积物的厚度就可达2—3000m），但在大多数场合下，其厚度在数公尺至数十公尺之间。
5.第四纪堆积物由于形成的时间短，成岩作用未能充分进行，所以，绝大部分第四纪堆积物都是松散的。但在第四纪堆积物一词中，也包含着硬结的火山岩、胶结的角砾岩、化学岩等等坚硬的岩石。
6.第四纪堆积物中所含生物残骸的石化程度较浅。
7.由于沉积环境的变化剧烈和频繁，所以，在第四纪沉积物的沉积过程中，特别是在陆相堆积物的沉积过程中，存在着许多间断。这些间断表现为剥蚀面、构造不整合面，以及各种不同成因类型的变化和置换（如第四纪冰期堆积物与间冰期堆积物的互相交替等等）等。
8.第四纪堆积物的形成过程，当前仍在进行。
9.第四纪堆积物的成因类型复杂。由于第四纪冰川的出现，使第四纪沉积物的沉积环境大大复杂化，与第三纪的沉积环境比较，第四纪增加了冰川-冰缘环境。第四纪冰川-冰缘、干旱、湿热、海滨和海洋环境都分别有自己的地质作用组合，并产生一定第四纪堆积物的共生组合。所以，第四纪堆积物的成因类型是多种多样的，而且在空间分布和时间分布方面也是变化显著、频繁而复杂的。
（六）第四纪构造运动
第四纪地质历史的另一个特点是构造运动活动剧烈，与以前各纪比较，第四纪的地球表面的山岳是相对高大的；并且大陆的一般高度，也较前第四纪时期大得多。大量研究资料证明，现代地形的基本轮廓主要是由新第三纪—第四纪时期的构造运动所决定的；第四纪构造运动在其中占有颇为重要的地位。一些大的地形单位（如山系、平原）和一些次级的地形单位（如山间盆地之类）的发展与新构造运动所形成的新构造单位基本上是吻合的。
第四纪构造运动，还伴有火山和地震活动。特别是在环太平洋带和阿尔卑斯-喜马拉雅带以及一些大陆裂谷和海洋中脊裂谷带内，火山和地震活动极为频繁。
由于第四纪构造运动控制着第四纪地形的形成和发展，所以也间接地控制着第四纪堆积物和生物区系。
E. 地貌及第四纪地质
(一)地貌
地貌学及第四纪地质学是在人类长期的生产实践中发展起来的,它在国民经济的生产建设中具有重要作用。在进行水文地质和工程地质工作时,必须先研究地区的地貌条件和第四纪地质情况,这是水利及各种工程建设必不可少的基础工作之一。
地貌学是研究地球表面形态及其成因、发展和分布规律的科学。
地球表面的各种地貌组合中,规模差别很大:大者有大陆、洋盆,大陆又可分高原、山岳、丘陵、平原和盆地;小者则较小而具体,如高山、河谷、洪积扇、阶地、溶洞等。这些地貌的形态、成因、发展及其演变是各不相同的。
1.地貌的成因
大型地貌的形成,主要与地球内力地质作用有关,而一些小型地貌主要由外力地质作用塑造而成。总的来说,各种地貌的形成,都是由内力和外力地质(综合)作用的结果。这种缓慢的作用,使地貌形态按一定规律发展和演化。
各种地貌的形成,是由内力与外力地质作用对已有地质体的不断改造所致。
2.地貌成因分类
一般将地貌基本类型划分为如下五种:
(1)侵蚀-构造地貌
这种地貌的构造上升作用大于外力侵蚀切割作用,而形成一系列山地地貌。
(2)构造-剥蚀地貌
上升作用缓慢,与长期外力剥蚀作用处于平衡状态。形成一些桌状山、单面山等低山、丘陵地貌。
(3)剥蚀-堆积(或侵蚀-堆积)地貌
这种地貌以外力剥蚀或侵蚀作用为主,并形成相应的堆积地貌。剥蚀作用在古夷平面的基础上形成丘陵及由海蚀作用形成缓倾平原;侵蚀作用的产物堆积在山前形成呈带状分布的高台地等。
(4)侵蚀-溶蚀地貌
这种地貌类型以侵蚀和溶蚀作用为主,形成岩溶地貌(喀斯特地貌)。
(5)堆积地貌
这种类型的地貌形态主要是由冲积、洪积作用构成的各种堆积地貌,如漫滩、阶地、洪积扇及由堆积、洪积作用形成的山前倾斜平原。堆积地貌还包括其他堆积作用形成的特殊地貌类型,如风积平原、冰碛平原和熔岩高原等。
(二)第四纪地质
第四纪地质是历史地质学的一个分支,由于具有自己的特点已成为一门独立学科。它以第四纪期间的各种沉积物为研究对象,并通过沉积物各种特征的研究,来阐明第四纪地质作用的变化、生物界的演变、人类的发展、古气候的变化等重大问题,以恢复第四纪地质历史。
第四纪地质学的研究内容主要是研究第四纪沉积物的成因类型、第四纪地层划分和对比、拟定第四纪地质年表,以及第四纪古气候、生物演化、地壳的新构造运动现象等,并恢复它的历史和古地理环境。
水文地质和工程地质方面需要研究第四纪堆积物的岩性特征、成因类型、相对年代及第四纪地质历史的某些基本规律,这对工程的施工和工程后护理都是非常重要的。
1.第四纪堆积物的分类
第四纪堆积物与陆地地貌的演变,主要是在外力风化剥蚀与堆积作用下形成的。
第四纪堆积物的分类主要是根据其形成的地质作用、沉积环境和岩性特征等形成因素,划分若干成因类型(表1-12)。
2.主要的第四纪堆积物的特征
(1)残积物
岩石表面经物理,化学风化作用而残留在原地的碎屑物称为残积物。
残积物在形成的初期,上部的颗粒较细,下部颗粒粗大,但由于雨水或雪水的淋漓,细小碎屑被带走,形成杂乱的堆积物,没有层理、具有较大的孔隙度。残积物颗粒的粗细取决于母岩的岩性,因此,有些地区残积物是粗大的岩块,而另一些地区可能是细小的碎屑。残积物没有经过水平的位移,颗粒具有明显的棱角,但由于大的岩块受到重力作用在下坠过程中可能将周围小的岩块挤出,产生缓慢的、微小的水平位移。
残积物的成分与母岩的岩性密切相关,如花岗岩的残积物中,长石常分解成黏土矿物,石英常破碎成细砂,石灰岩的残积物则往往成为红黏土。
表1-12 第四纪堆积物成因分类
残积物的厚度取决于它的残积条件:在山丘顶部常被侵蚀而厚度较小,山谷低洼处则厚度较大,山坡上往往是粗大的岩块。由于山区原始地形变化较大和岩石风化程度不一,因而在很小的范围内,厚度的变化很大。
残积物一般透水性较强,以致残积物中一般无地下水,但当堆积在低洼地段而下伏母岩又为不透水层时,则有上层滞水出现。
(2)坡积物
高处的风化碎屑物由于雨水或雪水的搬运,或者由于本身的重力作用,堆积在斜坡或坡脚,这种堆积物称为坡积物。
坡积物的岩性成分是多种多样的,但与高处的岩性组成有直接关系。坡积物一般具有棱角,但由于经过一段距离的搬运,往往成为三角形。坡积物没有经过良好的分选作用,细小或粗大的碎块往往夹杂在一起。但由于重力作用,比较粗大的颗粒一般堆积在紧靠斜坡的部位,而细小的颗粒则分布在离开斜坡稍远的地方。
坡积物中一般见不到层理,但有时也具有局部的不清晰的层理。新近堆积的坡积物经常具有垂直的孔隙,结构显得比较疏松。一般具有较高的压缩性,在水中很易崩解。坡积形成的黄土,其湿陷性一般比洪积或冲积形成的黄土要高得多。
坡积层中的地下水一般属于潜水,在坡积物非常复杂的地区,有时形成上层滞水。
坡积物坡的坡度愈陡时,坡脚坡积物的范围愈大。
(3)洪积物
山区或高地上的暂时水流将大量的风化碎屑物挟带下来,堆积在前缘的平缓地带,这种堆积物称为洪积物。
洪积物具有一定的分选作用。距山区或高地近的地方,堆积物的颗粒粗大,碎块多呈三角形,离山区或高地较远的地方,堆积物的颗粒逐渐变细,颗粒形状由三角形逐渐变成亚圆形或圆形。在离山区或高地更远一些的地方,洪积物中则往往有淤泥等细颗粒土的分布。但是,由于每次暂时水流的搬运能力不等,在粗大颗粒的孔隙中往往填充了细小颗粒,而在细小颗粒层中有时会出现粗大的颗粒,粗细颗粒间没有明显的分界线。
洪积物具有比较明显的层理,但在靠山区或高地近的地方,层理紊乱,往往成为交错层理;在离山区或高地远的地方,层理逐渐清楚,一般成为水平层理或湍流层的交错层理。
洪积物中的地下水一般属于潜水,由山区或高地前缘向平原补给。由于山区或高地前缘地形高,潜水埋藏深,离山区或高地较远的地方,地形低,潜水浅,在局部低洼地段,潜水可能溢出地表。此外,如粗大颗粒的洪积物尖灭在细小颗粒的上面时,潜水也可能在粗细颗粒的交接处溢出地表。
洪积物的厚度一般是离山区或高地近的地方厚度大,远的地方厚度小。在局部范围内的变化不大。
(4)冲积物
河流在平缓地段所堆积下来的碎屑物,称为冲积物。冲积物根据其形成条件,可分为:
1)山区河谷冲积物。大部分由卵石、碎石等粗颗粒组成,分选性较差,大小不同的砾石互相交替,成为水平排列的透镜体或不规则的夹层,厚度一般不大。一般地说,山区河谷的堆积物颗粒大,承载力高,但由于河流侧向侵蚀的结果也带来了大量的细小颗粒,特别是当河流两旁有许多冲沟支岔时,这些冲沟支岔带来的细小颗粒往往和冲积的粗大颗粒交错堆积在一起,承载力也因而降低。
2)平原河谷冲积物。河流上游的冲积物一般颗粒粗大,向下游逐渐变细。冲积层一般呈条带状,具有水平层理,有时也成流水层或湍流层的交错层理。在每一个小层中,岩性的成分就比较均匀,有极良好的分选性。冲积物的颗粒形状一般为亚圆形或圆形,搬运的距离愈长,颗粒的浑圆度越好。平原河谷冲积物可分为:河床冲积物,河漫滩冲积物、牛轭湖冲积物和阶地冲积物。河床冲积物、河漫滩冲积物多为磨圆度较好的漂石,卵石、圆砾和各种砂类土,有时也有粉土、黏性土存在。在同一地段上,河漫滩冲积物的粒度一般较河床冲积物为小。在同一河漫滩上,靠河床近的冲积物的粒度比距河床远的为大。牛轭湖冲积物只有当洪水期间成为溢洪区时才能形成,此时,细砂或粉质黏土就直接覆盖在原来已形成的泥炭或淤泥层上。阶地冲积物的粒度常较河漫滩的为小,一般由粉质黏土、粉土和各种砂土所构成,有时也有卵石、圆砾的夹层。在黄土地区,阶地则往往为各个不同地质时期的黄土所分布。平原河谷冲积层中的地下水一般为潜水,由高阶地补给低阶地,再由河漫滩补给河水。平原河谷冲积物(除牛轭湖外),一般是较好的地基。粗颗粒的冲积物其承载力较高,细颗粒的稍低,但要注意冲积砂的密实度和振动液化的问题。
3)三角洲冲积物。三角洲冲积物是河流搬运的大量细小碎屑物在河流入海或入湖的地方堆积而成。一般分为水上及水下两部分:水上部分主要是河床和河漫滩冲积物,如砂、粉土、粉质黏土、黏土等,一般呈层状或透镜体。水下部分则由河流冲积物和海相或湖相的堆积物混合组成,呈倾斜的沉积层。三角洲冲积物中的地下水一般为潜水,埋藏比较浅。三角洲冲积物的厚度很大,分布面积也很广。由于三角洲冲积物的颗粒均较细,量大,土呈饱和状态,承载力较低,有的还有淤泥分布。在三角洲冲积物的最上层,经过长期的压实和干燥,形成所谓硬壳,承载力较下面的为高。
(5)湖泊堆积物
湖泊内由于机械作用、化学作用或生物作用而形成的堆积物,称为湖泊堆积物。
湖泊堆积物由于成因不同,可分为:
1)机械堆积物。自黏土至卵石,漂石均包括在内。一般夏季堆积的粒度稍大一些,如细砂等,冬季堆积的多为黏土颗粒,粉土颗粒。
2)化学堆积物。有石膏、岩盐、芒硝、硼砂以及泥灰岩、石灰岩及铁质的化合物等等。其中石膏、岩盐、芒硝、硼砂为咸水湖堆积物。
3)生物化学堆积物。湖盆中的生物死亡后所产生的有机堆积物,如硅藻土、贝壳堆积、淤泥和泥炭等。湖泊堆积物具有较好的分选作用,一般湖岸堆积物的颗粒较粗,湖心堆积物的颗粒较细。山区湖泊堆积物一般较粗;平原湖泊堆积物一般较细。湖泊堆积物的特点是具有明显均匀的很薄的水平层理。湖泊堆积物中淤泥和泥炭分布广、厚度大、承载力低。湖泊堆积物中的湖相黏土或多或少含有碳质、沥青质、石灰质、石膏质等,常具有淤泥的性质,灵敏度很高,承载力更低。但这种黏土分布广,具有水平、均匀的层理,差异性小。
(6)沼泽堆积物
在地表水聚集或地下水出露的洼地内,由植物死亡后腐烂分解的残杂物所形成的堆积物,称为沼泽堆积物。
沼泽堆积物主要为泥炭所堆积,而泥炭为有机生成物,呈黑褐或深褐色,其中还包含有部分黏土和细砂。
泥炭的性质和含水量关系很大,干燥压密的泥炭较坚硬,湿的泥炭压缩性较高。泥炭是尚未完全分解的有机物,在作为建筑物持力层时尚需考虑今后继续分解的可能性。
(7)滨海堆积物
滨海堆积物是指海洋中靠近海岸的,海水深度最深不超过20m的、经常受海潮涨落作用的狭长地带的堆积物。滨海堆积物由于经常受波浪的作用,因而化学作用和生物化学作用不易进行,主要是风化碎屑物的机械堆积作用。
滨海堆积物根据其堆积条件可分为:
1)陡岸堆积物。以粗大颗粒为主,是由陡岸悬崖上的崩塌岩块和海浪冲来的卵石,圆砾所组成。如陡岸下海水较深,则往往有淤泥和砂砾的混合堆积物。
2)海滩堆积物。堆积物一般有规律性,靠陆地边缘以卵石、圆砾、粗砂为主,往海域方向逐渐变为较细的颗粒,由砂、淤泥混砂等渐变为淤泥。
3)潟湖堆积物。一般以淤泥堆积为主,同时也有化学堆积作用。
滨海堆积物的颗粒由于海浪不断地冲蚀,滚成了圆形,分选性较好。同时由于海水动荡不已,而且常常露出水面,所以常有波痕、泥裂、交错纹、雨痕等等。
海滨堆积物的宽度与波浪及岸流的力量大小和海域的原始地形有关,其宽度最大可达数千米。在靠近河流入海处,滨海堆积物中常夹有成分不同的河流冲积物。在很陡的山地河流流入海洋时,可以携带大量的风化岩块或卵石,水流平缓的河流一般则携带大量的泥砂。这种河流堆积物往往破坏了滨海堆积物的分布规律。
(8)冰川堆积物
凡与冰川活动或与冰川融化的冰下水活动有关的堆积物,称为冰川堆积物。冰川堆积物根据其形成条件,可分为:
1)冰碛堆积物。由固体状态的冰川直接堆积,未经过水的冲刷或搬运的堆积物。
2)冰水堆积物。由冰川局部融化后的冰下水所挟带的碎屑物所堆积成的,称为冰水堆积物。
3)冰碛湖堆积物。冰川在移动时刨蚀所成的岩屑,被冰水带到冰碛湖,形成具有粗细颗粒交替沉积(夏季堆积颗粒粗,冬季细的纹泥,或称季候泥)的冰碛湖堆积物。
冰川堆积物一般没有分选性,杂乱而无层次,巨大的岩块和细小的砂,砾堆在一起,具有极大的不均匀性。
冰川在搬运过程中,岩块冻结在一起,互相间没有摩擦作用,因此冰碛堆积物中,岩块保留尖锐的棱角。冰川两侧及底部的岩块,由于和谷底或谷壁的摩擦,常常有擦痕存在。
冰川堆积物的厚度是不一致的,取决于冰川的形态与规模。一般山区冰川所堆积的厚度不大,且不是连成一片。
冰川堆积物中有时含有大量的岩屑,这些岩屑的黏结力很小,透水性弱,在开挖基坑如果造成地下水较大的水头梯度时,容易形成基坑坍塌。
(9)风力堆积物
在干燥的气候条件下,岩石的风化碎屑物被风吹扬,往往搬运一段距离,在有利的条件下堆积起来,称为风力堆积物。
风力堆积物中最常见的为风成砂及风成黄土。风成砂的来源很广,各种成因的砂,只要经过风的搬运,均可形成风成砂。风成砂也可由岩石受到吹蚀作用而直接形成。
风成黄土也是由各种成因的粉土颗粒,经过风的吹扬,搬运到比砂更远的地方堆积而成。一般不见层理,具有大孔性和垂直节理。
F. 城市第四纪地层是什么
第四纪时间相对短暂，地球气候、沉积过程、地壳新构造运动及与此相关的地球表层物理环境、化学环境和生态环境有一定的特殊性。
第四纪地层由泥炭及砂、粉砂、粘土、亚粘土等岩土层所组成,固结程度低,岩性的地区差别大。地层特征据泥炭赋存状态，可分为含表露（裸露）泥炭地层和含埋藏泥炭地层两种。前者由泥炭层及其下部沉积物所组成；后者则可由泥炭层及其上、下部沉积物所组成。
城市第四纪层由于层松软，锚杆不易成，所以，在型隧道施工时一般不打或少打锚杆。
(6)什么是第四纪地质扩展阅读：
第四纪是新生代最新的一个纪，包括更新世和全新世。下限年代多采用距今258万年。第四纪期间生物界已进化到现代面貌。灵长目中完成了从猿到人的进化。第四纪前是新近纪。它从约260万年前开始，一直延续至今。
第四纪这个名称最早是意大利地质学家乔万尼·阿尔杜伊诺（Giovanni Arino）于1759年研究波河河谷沉积情况时提出的。1829年，法国地质学家儒勒·迪斯努瓦耶（Jules Desnoyers）引用了这个定义。他在研究塞纳河低地的沉积层时发现了一层比新近纪更新的岩层。这个岩层一直延伸到地表。
第四纪的时期基本上与最近的冰河期（冰川回退期）相符。另一种分法是将300万年前北极结冰的开始作为第四纪的开始，这样的话上新世的最新的一部分也算作第四纪了。也有人不承认第四纪的存在，而将它看作第三纪的一部分。
第四纪的260万年中人类已经存在。在这段时间里板块运动小于100千米，因此可以被忽略。在这段时间里气候不断变化，冰河期与间冰期交换。在冰川期中冰川可以一直延伸到纬度40度的地方。在这段时间里只有很少新的动物种类产生（可能因为这段时间还比较短），在更新世末期，在北半球有不少哺乳动物（剑齿虎、猛犸、乳齿象、雕齿兽）灭绝。马科、骆驼科在北美洲灭绝。
中国地理学家竺可桢指出，第四纪欧洲和北美洲北部经历了四个冰河期和四个间冰期：第一冰河期距今30万年至27万年；第二冰河期距今20万年至18万年；第三冰河期距今13万年至10万年；第四冰河期距今6万5千年至1万5千年。
G. 农业与第四纪地质
农业生产最明显的特征之一，就是它的区域性特点，农作物所赖以生长的水土条件，除受气候影响外，还因构造、岩石或第四纪堆积层(土壤母岩)、地球化学、水文地质、地貌等组合条件的不同而变化，所以说地质背景是农业生态系统的物质基础，在地质农业生态系统中起着某种特殊的作用，如四川红色岩层内的侏罗系上、下沙溪庙组砂泥岩层土壤的广柑(甜橙)最佳，而蓬莱镇组衍生的砂粘土区的棉花产量最高的现象。农业背景系统就是通过研究以风化岩石为主因子的多因子组合地质背景的大生态潜资源作用在风化岩体-土壤-植物系统中的物质流、能量流、信息流整体动态关联性，解释植物的高产与地质背景的关系，从而指导农业生产进行合理布局与土壤资源保护。风化岩体是第四纪的产物，以系统论原理研究地壳表层现代还在继续的地质作用的生态效应，是地学与农学的边缘学科。这一新的研究领域，不但对优质农业的持续发展发挥作用，还将促进第四纪学科的深化与横向发展。
制约农业生产的地理因素是第四纪环境学必须关注的问题。目前土壤侵蚀已成为严重的环境问题之一。土壤侵蚀是我国现代化建设中面临的一个严峻挑战。我国自然肥力最高的土壤是黑土，黑土地区是我国重要的产粮区之一，但黑土水土流失现在异常严重，我国专家曾警告说，东北黑土可能在 50 年内消失。在黄河中游，长江上游，以及南方红土等地区，这个问题很突出，不仅破坏了当地的生态环境，而且因为泥沙淤积给下游地区带来无穷危害。几十年来，有关这个领域的地质、地理、土壤、水利等不同学科，都曾开展大量的工作，并取得不少成果。但是土壤侵蚀研究不是某一单学科能够奏效的，需要各学科通力合作。第四纪地质工作者，可以发挥对第四纪环境尤其是全新世环境演变以及新构造运动，外力作用过程、河流发育等方面具有丰富知识的优势，可以做出其他学科不能比拟的作用与贡献。今后努力的方向是具体地开发出不同典型地区区域尺度的土壤侵蚀预测、预报模型，为决策与产业部门实施防治提供更全面的科学依据。
土地沙化在我国北方干旱、半干旱地区比较普遍，在东部滨海地区也有出现。土地沙化的治理，是 1949 年以来比较重视的项目，几十年来开展了大量的工作，但毕竟由于分布面积大，问题相对复杂，现在依然比较严重。第四纪地质工作者，凭借对沙化形成因素，包括环境背景和人为因素的深入分析，可以对沙化土地的空间分布特征形成的区域差异、沙化土地演化的不同方式以及危害评价和治理模式等，提出全面的看法，从而做出独特的贡献。今后努力的方向是与相邻学科密切配合，开展交叉综合研究，争取在理论与方法上有新的突破，应与地方积极合作，使研究成果能在更大程度上被采纳应用。
1. 国外农业地质发展简况
“农业地质”(agro-geology)一词，最早是 19 世纪中叶德国地质学家法鲁(F. A. Fellow)和李希霍芬(F. v. Richthofen)提出的，但没有明确的定义，只是简单地用于解释土壤的形成关系。直至 1916 年英国剑桥大学 R. H. Rastall 出版的 《农业地质》和 1946 年美国路易斯安那州立大学 F. v. Emeison 出版的 《农业地质学》才首次系统地向从事农业研究的人员介绍了地质学的知识，如岩石、矿物、构造等，探讨农业经营和研究中所遇到的地质问题。
20 世纪 50 年代后，随着世界人口、资源、环境矛盾日益突出，环境地质学逐渐兴起，相当多的农业地质问题被列作环境地质范畴。
1986 年美国科学家 D. C. Adriano 出版了 《Trace Elements in the Terrestrial Environment》 一书系统地介绍了陆地环境中与人类密切相关的 22 种微量元素———砷、硼、镉、铬、铜、铅、锰、汞、钼、镍、硒、锌以及锑、钡、钴、氟、银、铊、锡、钛、钒等，对这些微量元素的经济价值、天然赋存状态、土壤-植物系统中元素的循环及其行为、植物需要量及耐毒性、饮用水和食物中元素的健康界限以及在环境中的来源等进行论述。
在俄、美、加、澳、英等国开展了生态地质调查和专项地质调查，把农业地质解释为“服务于农业的地质学”(Peter van Straaten，2002)。
近年来，土壤化学家、环境化学家开展了大量有关营养元素有效性和生态效应方面的研究，特别在有机污染物和重金属元素价态的生态效应方面研究较多，已成为国际环境科学关注的焦点。
2. 国内农业地质研究进展
新中国成立以前，地质工作很少涉及农业，仅有的工作也是侧重于地质学指导下的土壤学研究和若干农用矿产调查。新中国成立后的几十年来，我国地质为农业服务的工作取得了很大进展，出版了大量的专著和论文，也促进了国民经济的发展。主要工作有:
农田供水水文地质勘查与盐碱地改良工作 20 世纪 60～70 年代，我国开展了 1∶ 5 万 ～1∶ 10万农田供水水文地质勘查工作，是除 1∶ 20 万水文地质普查和城市供水勘查以外的最重要的地质工作，共完成农田供水勘查 100 ×104km2。盐碱地改良工作涉及范围也非常广泛，如黄淮海平原、关东平原、内蒙古河套平原、银川平原、东北松辽平原、天山北麓、河西走廊等，为提高粮食产量做出了重要贡献，也积累了很多实际经验和发展了理论。这项工作在河北平原、银川平原、河套平原等仍在进行，深化为水资源调蓄和管理工作。
农用岩矿的利用与开发 农用岩矿资源包括矿物肥料、矿物饲料。岩矿作为肥料的最大优点是成本低、储量大。我国岩矿农用开发主要有磷矿、钾矿等传统农肥，对我国农业发展和产量提高发挥了重要作用。近年来，非金属矿物的农用得到了很大的发展，主要有沸石、蒙脱石、伊利石、高岭石、凹凸棒石、海泡石、海绿石、蛭石、石灰石、白云岩、石膏、麦饭石、磷灰石、硅藻土、菱镁矿、蛇纹石、褐煤、草炭、绿豆岩、珍珠岩、凝灰岩、火山渣、浮石、火山熔岩等。我国岩矿饲料添加剂研制开发也取得了较大进展，如石盐、石膏、麦饭石、石灰、膨润土、硅藻土等作为饲料添加剂的开发利用。含钠、钾、硅、铝等多种元素的沸石或膨润土，能帮助消化，促进动物生长发育，提高生殖能力，还能去污、除臭，避免寄生虫的传染，消除缺乏微量元素引起的疾病，促使皮毛柔顺光亮或羽毛光泽明亮，肉质鲜美。利用石灰、石粉作饲料添加剂，喂养的观赏鸟产蛋率高，蛋壳厚，抗压强度大。
区域农业地质环境调查、评价与区划 区域生态环境质量评价涉及的区域和内容也相对广泛。如生态脆弱带的生态地质环境质量综合评价与农业可持续发展、地区性的农业生态地质环境质量综合评价等，为保护治理生态环境、挖掘该区农业自然资源潜力、制定可持续发展规划提供了科学依据。近年来，各地农业生态建设的形势大大促进了当地农业生态地质区划研究的开展，先后有四川、广西、湖北、山东、河北、河南、江西、广东、安徽、江苏、吉林、浙江、云南、贵州、辽宁等省(区)进行了不同级别的农业生态地质区划，为科学地调整农业结构合理利用区域水土资源提供了决策依据，如四川盆地植棉的调整、河北献县枣林种植区划和浙江萧山蔬菜基地建设等，都曾产生了很好经济效益。
名优特农林作物的农业生态地质调查、评价与开发 20 世纪 80 年代以来，名优特农林作物的农业生态地质调查与评价开展得有声有色，涉及百余种名优特产，主要有四川柑橘，涪陵榨菜，广西沙田柚，山东肥城桃，新疆吐鲁番葡萄，河北沧州金丝小枣，广西荔枝，云南、贵州、河南和山东的烟草，滇西和浙东的茶叶，广西柳江的甘蔗，南宁的香蕉以及山东泰山(东北麓)、河北迁安、北京昌平的板栗等等，取得了丰硕的成果，积累了大量数据和资料，总结了不少理论和认识，利用这些数据资料及其规律，寻找或发现了许多新的农林优势区，扩大了种植，也极大地促进了地方经济发展。
3. 第四纪地质与农业的关系
岩石是组成土壤的物质基础 岩石是五大成土因素之一，岩石风化物占到土壤总重量的95% 左右，它既是土壤的基本骨架，也是作物立足的机械支撑基础。土壤母质对土壤理化性状有直接影响，有什么样的母岩，就有什么样的土壤。因此，岩石是组成土壤的物质基础。准确掌握识别各类岩石、矿物的知识是确定土壤类型归属的关键。
岩石提供了各种营养物质 作物和人类健康所必需的钾、磷、钙、碳、硅、硼、钼、铁、硫、碘等营养元素主要来自土壤。植物在生长过程中，通过根系吸收岩石和土壤母质中的营养元素供自身生长利用，并以枯枝落叶形式回归于土壤，从而丰富了土壤矿物质营养元素，提高了土壤肥力，为作物健康生长奠定了丰富的营养基础。在相同的植被、气候、地形和人类活动的干预下，正是由于成土母岩的不同，才产了迥然不同的土壤肥力和农业生产率水平。
岩石是决定农业利用率的主要因素 有些地方耕地面积大，农业产出率高，有些地方则农业产出率低，其主要原因与这些地方的岩石种类有关: 一般红色粘土、紫色砂页岩、板页岩地区耕种面积较大，农业利用率高，而石灰岩、砂砾岩、花岗岩地区耕地较少，农业利用率低。如湖南第四纪红土母质发育的土壤有 1040 万亩，形成的水田有 734 万亩，占这类母质的70. 58% 。石灰岩母质发育的土壤有 7726 万亩，形成水田 699 万亩，只占该类母质的 9. 05% ;而且石灰岩地区地形崎岖，植被稀疏，天坑发育，漏水严重，易受干旱威胁，收成不稳，是湖南主要的贫困地区。该省衡邵、茶永、长浏、沅麻等盆地主要由紫色砂页岩母质发育成土，水田、旱土分布广，是重要的农业生产精华地带之一。
地质条件是农业科学规划、作物布局的重要依据 由于岩石、母质的千差万别，造成土壤有肥有瘦，有酸有碱，有砂有黏，有厚有薄，有干有湿，土壤种类繁多，因此我们在长期的农业生产实践中，反复强调要因地制宜，按自然规律办事。当前正在进行的农业结构战略性调整，也就是要根据土壤的这些特性和作物的生物学特性与市场需求，因地制宜地选择种植适优的作物品种，充分发挥土壤的最大生产潜力和农业生产效率。
将地学与农业科学紧密结合起来，加速地质科学成果在农业上的应用，加强农业地学研究，加强交流与合作，这将促进农业的持续快速健康发展。
4. 我国农业地质发展趋势
新中国成立以来，我国农业取得了举世瞩目的成就，以占世界 7% 的耕地养育了占全球22% 的人口。当前，我国农业总的形势是: 第一，主要农产品优质数量不足，特别是 “入世”以后，农业结构亟待调整; 第二，农业国土资源利用水平有待提高; 第三，农业及农村经济发展与生态环境建设的矛盾突出。
关注农业生态环境，是当今我国农业生态地质发展的一大亮点。2002 年开始实施的中国地质调查局与地方政府合作的多目标填图计划，加强了农业生态地质环境质量评价，为保护治理生态环境、挖掘地区农业自然资源潜力、制定可持续发展规划提供了科学依据。
农业生态地质工程设计将为国土资源持续利用提供技术支撑。紧紧围绕国家需求，如粮食及名特优果品基地建设、农业生态省(县)建设、退耕还林还草生态建设等，以西部大开发为契机，结合国土资源大调查工作，开展农业生态地质工程设计，实现社会、经济及生态效益的统一。
从 20 世纪 80 年代的农业地质背景分析，到 90 年代提出农业生态地质学，可持续发展观念得到普遍认同。生态地球化学和生态水文地质学，是农业生态地质理论创新的又一突破口。研究岩(土)—水一植的矿质营养元素的生态地球化学循环机制，注重土壤水作为植物营养和营养元素活动载体养分 “供、输、耗”系统中的作用，将为实现 “低投人、低消耗、高产出”目标解决基础理论问题。
5. 应用第四纪地质综合性服务领域
土地资源及其合理利用是关系到农业发展至关重要的问题。根据实地调查利用大比例尺地形图、航卫片等新遥感信息，编制土地资源图、地面坡度图、土地利用图，从而对宜农、宜林、宜牧土地进行质量评价，并提出合理开发的意见。
粮食、林果基地建设，其规模与合理布局，在很大程度上受制于当地的第四纪环境影响，包括气候条件、地貌条件、水文地质条件、地球化学条件等。应用第四纪地质学科与农业和其他相关科学交叉与渗透，就可在查明这些条件的基础上，提出很有价值的意见，起到其他学科不能取代的作用。
农业综合发展及合理布局，即建设可持续发展农业的核心是改善农业生态环境，提高农业生产力，消耗最小的生产力因素，获取最大的农业产品，做到最大生产力、最佳经济效益与最优生态环境的协调发展。这些方面需要应用第四纪地质做大量基础性调查与综合研究，为其提供科学依据。
农业生态经济系统的功能是一种综合性功能，它主要是由经济效益、生态效益和社会效益三方面来反映的。这三个方面的效益又是由不同的方面来体现的，每一种要素都为表征其原理特征的指标。这些要素指标的组合就构成了农业生态经济系统功能综合评价的指标体系。其中，生态效益要素完全是在第四纪地质环境背景下提出的，它是构成整个农业生态经济系统功能的物质基础和能量来源。
H. 第四纪地层的基本概念
第四纪是地质历史上最新的一个纪，它是地质历史上发生过大规模冰川活动的内少数几个纪之一，又是哺乳动容物和被子植物高度发展的时代，人类的出现是这个时代的最突出的事件。因此也有人称第四纪为人类纪或灵生纪。第四纪一词是法国学者德斯诺伊尔斯在1829年创立的。他在研究巴黎盆地的地层时，将原第三系上的松散沉积物划分出来，命名为第四系，这样便有了第四纪。
I. 第四纪地质学和地貌学的概念
1. 第四纪地质学的概念
第四纪(Quaternary)是地球发展历史中最新的一个纪，延续的时间比较短暂，按现今多数从事第四纪地质学研究者的观点，是指距今 2. 60Ma 以来的历史。如果把地球的历史缩短为365 天的话，那么第四纪即开始于除夕之夜的 19 点(图 1-1)。在地球演化的历史上，第四纪虽然时间短暂，但与人类的关系却非常密切。在这个时期，人类得到快速进化，成为地球上迄今最为高等和最为智慧的动物，而且还发生了很多重要的地质事件，如气候变迁、海平面波动、植被更替、火山喷发、青藏高原快速隆升等，这些事件都对我们赖以生存的环境和资源产生了重大的影响。第四纪这一名称曾在 2004 年出版的国际地层表中被取消了，但在 2008 年新出版的国际地层表中又恢复其名称，还是把它作为新生代中一个纪来处理。
图 1-1 地球历史的划分(按 365 天计算)
第四纪地质学(Quaternary geology)是研究在第四纪时期发生在地球表层的各种地质事件及其动力机制的一门学科。第四纪是地球历史中一个环境很不稳定的时期，地球表层的环境发生过巨大的变化，有些地区的面貌与现今大相径庭，如中国东部的渤海、黄海、东海等在第四纪的某些时期完全出露海面，是一片陆地景观，而有些时期，海岸线可深入到北京，上海是一片汪洋; 在某些时期，华北和西北地区为亚热带气候，曾有象群的分布，而有些时期，气候却非常的寒冷，在中国的东部山地可能有冰川发育，北美的大部地区被厚厚的冰川所覆盖，北欧也是一片冰原景观。第四纪地质学就要研究这些地质事件发生的背景、演变过程、驱动机制等，弄清这些地质事件发生的规律，以便预测地球表层未来可能发生的地质事件和环境变迁。
2. 地貌学的概念
地貌学(Geomorphology)是研究固体地球表面的形态特征、成因、演化和分布规律的一门学科。固体地球表面的形貌千姿百态，成因也各不相同。有海拔 8844. 43m 高的珠穆朗玛峰，也有位于海平面以下-11034m 深的马里纳亚海沟; 在陆地上，有高低起伏的崇山峻岭，也有一望无际的大平原; 在海底，有绵延 70000 多千米的巨大山脉(大洋中脊)，也有呈孤立状的海山; 在中国，有沟壑纵横的黄土高原，也有一马平川的华北平原。所以固体地球的表面是一幅由各种地貌镶嵌而成的美丽 “画卷”，同时也记录了固体地球表面的演变过程。地貌学不仅要研究这些地貌的形态特征和变化，而且还要研究各种地貌的分布规律和演变过程，研究地貌的形成和演变与各种动力的关系，以及地貌的未来发展。
图 1-2 第四纪地质学与地貌学的关系
按照现今的学科分类，第四纪地质学属于地质学的范畴，为地质学下属的一个二级学科; 而地貌学属于地理学的范畴，作为自然地理学的一个分支。尽管如此，第四纪地质学与地貌学关系密切，它们是从两个不同的角度研究地球表层的性质(图1-2)。任何一种外力地质作用，在塑造地貌的同时，也形成第四纪堆积物。第四纪地质学主要是从沉积物的角度研究地球表层的特性，如沉积物的形成和特点、构造运动、气候变迁、环境记录等，而地貌学是从地表形貌的角度研究地球表层的特性，如地形的高低、起伏、分布、演化等。在实际工作中，研究地貌的同时，也必须研究相关的第四纪沉积物，它们的研究成果互为补充，互为验证。
J. 中国第四纪地质的基本特征
1. 沉积物类型的多样性和分布的规律性
图 2-32 中国第四纪沉积物分布的空间特征
中国的第四纪沉积物类型非常复杂，几乎含有第四纪沉积物的所有成因类型，有海相、海陆过渡相和陆相。在陆相沉积物中有地面流水、湖泊、沼泽、地下水、风、冰川、冰水等形成的沉积物，也有重力堆积物和残积物。在平面上，从东部的海相和河湖相沉积物，到西部的冰川堆积和风成堆积，从南部的洞穴和红土堆积到北部的戈壁沙漠和黄土堆积(图2-32)。从海拔高度上来看，第四纪沉积物具有明显的垂直分带现象，最低的东部大陆架以海相沉积物为主; 东部平原主要为河湖相沉积; 黄土高原到新疆一带以干旱气候区堆积物为主，如戈壁、沙漠、黄土、洪积物; 在青藏高原，以冰川和冰水沉积物发育为特征，当然也 发育较多的 湖泊、河流、洪 流 沉积物。
2. 新构造运动的整体性和区域性
中国区域是一个新构造运动非常强烈的地区，第四纪的构造运动属于喜马拉雅运动第三幕。在时间上，第四纪的构造运动表现出明显的阶段性: 强烈的上升期与相对平静期交替出现，在我国的西部地区尤为清晰，从而形成多级的层状地貌。在区域上，西部和南部以抬升为主，而东部和北部以下降为特征，并且从西南到东北构造运动的强度具有逐渐减弱的梯度。在第一阶梯和第二阶梯上以整体的抬升为特征，第三阶梯以整体的下降为特点，而在 3 个阶梯之则间表现出强烈的差异抬升运动。地震活动主要分布在华北、南北地震带和西昆仑-喜马拉雅3 个带上，火山活动主要集中在东北、东南沿海和西南地区。
3. 哺乳动物群的南、北差异性
以淮河-大别山-秦岭-龙门山-横断山一线为界，中国第四纪哺乳动物群可分为南、北两个哺乳动物地理区。北方区属古北界的一部分，哺乳动物以喜干、凉、冷的动物为主，草原型动物占优势。南方区属东洋界的一部分，哺乳动物主要由喜暖湿的成分构成，森林型动物占优。南、北方动物群的差异从早更新世开始出现雏形，在中更新世变得明显，但这两个动物群的一些成员随着气候的变迁发生往南或向北的迁移，进行动物群的交流。就哺乳动物群演化而言，中国的第四纪哺乳动物群是在我国上新世三趾马动物群的基础上演化而来的，形成了含真象、真马等成员的动物群面貌。由于南、北气候变化的差异，影响到动物群的性质，使北方动物群表现出一定的进步性，不同阶段的动物群差异和更替比较清晰; 而南方动物群则显示出一定的保守性，动物群的更替不及北方动物群清晰。
4. 气候波动的区域性与全球性
对我国的黄土研究表明，黄土-古土壤序列很好地记录了我国的第四纪气候变迁。在第四纪我国的气候至少存在 30 多次冷-暖旋回(climatic cycle)，并与深海沉积物的氧同位素具有良好的对比性。气候波动具有 100ka、41ka 和 21ka 的天文周期，而且在早更新世以 41ka 的周期为主，而中、晚更新世以 100ka 周期为主，这些与世界其他地区的气候变迁规律是相似的。这说明我国的第四纪气候波动具有全球性的特征。
我国的第四纪气候变化不仅具有全球性的特征，而且还具有区域性的特点。在南亚季风和东亚季风的影响下，形成了我国东部地区干冷与暖湿交替以及西南地区独特的气候特征，青藏高原的隆起导致了我国西北地区强烈干旱的气候。
5. 季风作用的特殊性
中国是世界上季风作用最为显著的国家之一，季风(monsoon)造成了我国特殊的气候特征。在第四纪早期，由于青藏高原还没有隆升到足够的高度以致影响到南亚季风向北侵入，使我国同时受到东亚季风和南亚季风的影响，导致西北地区冬季和夏季的气候差别降低。但在更新世的中期，青藏高原已隆升到较高的海拔，影响了南亚季风的侵入，同时加强了东亚季风，使我国西北地区进一步干旱化，冬季风和夏季风的差异显著增强。由于受东亚季风的影响，中国东部地区夏季多雨湿润，而冬季干旱多风。
6. 人类文化的差异性
中国的古人类化石及石器相当丰富，包括直立人、早期智人和晚期智人及其石器，主要分布在横断山脉以东地区。在时代上，直立人可能从约 2MaB. P. 就在我国出现，这与被誉为人类起源和演化中心的东非地区所发现的直立人时代相当。我国直立人的一些特征与非洲的直立人表现出一定的差异性，更重要的是我国直立人文化尚具有特殊性。尽管我国直立人也有大石器(手斧)文化，但一直处于次要的地位，而演化的主线是小石器文化，并始终纵贯直立人和智人阶段，这显然不同于非洲以大石器手斧文化为特征的文化系统。所以中国的人类文化具有特殊的一面。
我国南、北方的石器文化也有一定的差异。在北方基本上是小石器文化的演化，而在南方出现小石器与大石器平行演化的特征，而且手斧文化主要分布在长江流域及其以南地区。