国内外第四纪更新世内部划分研究的历史与现状
国际第四纪联合会第二次会议(1932)上提出,以生物地层学为基础,将第四纪划分为早更新世、中更新世、晚更新世和全新世四个阶段。其中早中更新世界线(Q2/Q1)划分为早更新世动物群,其中更新世特有属占多数,同时有少量新近纪残遗种和少量现生种;中更新世动物群包括大量更新世特有物种,以及大量现存物种,可能还有少数第三纪残留物种。根据这一标准,早中更新世界线一般定在0.78Ma左右,1973年,国际地层委员会主席温纳-格雷姆推荐以古地磁分布(B)/松山(M)界线作为早中更新世界线,其时间也在0.78Ma左右,与生物地层界线基本一致。中更新世和晚更新世界线(Q3/Q2),晚更新世动物群包括大量的生活种,只有少数更新世特有种,没有新近纪的残遗种。地层界线约为0.100 Ma。
1940年,国际第四纪联合会苏联分会进一步将此方案与阿尔卑斯山的冰期进行了对比(表2.1)。
表2.1高山冰川与第四纪生物地层阶段对比
(据夏1997)
这两种方案至今仍然流行。在我国,前者主要用于第四纪划分,而冰期作为第四纪划分的方案并未广泛使用。
西欧第四纪地质学家根据西北欧冰缘沉积特征和间冰期温暖动植物的存在,结合同位素和古地磁测年,建立了第四纪分期模型,现在西北欧普遍使用(表2.2)。
表2.2西北欧第四纪分期表
(据林景行1984)
近年来,随着黄土、冰芯和深海氧同位素定年研究的深入,对第四纪更新世内部划分进行了进一步的对比研究。Richmond认为深海氧同位素第5、6期与巴哈马和新几内亚最后一次高海平面时间的分界线是中更新世和晚更新世的分界线,时间大致为0.15 ~ 0.13ma;晚更新世下限置于末次间冰期之初,时间约为0.14 ~ 0.13 Ma,与深海氧同位素第五阶段下限和黄土剖面的古土壤层S1一致。
黄土-古土壤时间尺度与深海沉积物和极地冰芯氧同位素阶段的古气候冷暖旋回变化具有可比性,已成为全球气候变化研究的三大支柱之一。我国黄土高原上堆积的深厚风成黄土,自上而下可算作33层古土壤(S0-S32)和33层黄土(L1-L33)。L2-L15为中更新世离石黄土,S15-L33为早更新世武城黄土,其下为新近系粘土。
名词(noun的缩写)W.Rutter(1992)也曾明确指出,中国黄土的地层结构、磁化率曲线和粒度曲线表明,中国黄土记录的古气候演化历史与全球气候变化密切相关,地球轨道变化可能是黄土-古土壤叠加的驱动机制,这为黄土剖面轨道序调整时间尺度的建立提供了充分的依据。
刘东升等(2000),丁仲礼等(1994),刘嘉琦等(2000),基于黄土地层和深海氧同位素记录都存在明显的米兰科维奇轨道周期的事实,分别将宝鸡黄土-古土壤层序剖面与国际公认的深海氧同位素曲线进行对比,开展了气候变化标志的中国第四纪地层对比。获得了2.60Ma以来深海(DSDP607孔和DSDP677孔)海洋同位素阶段(MIS)对应的年龄尺度(见图2.1)。
目前,国际地层表的第四纪通常分为更新世和全新世。但是更新世分为卡拉布里亚期,西西里期,第勒尼安期,其实就是三分。中国和许多其他国家采取三点计划:
2.3.1.1早更新世(泥河湾期)(Qp1)/中更新世(周口店期)(Qp2)界线。
早更新世(QP1)与中更新世(Qp2)的界线通常画在布戎正向期与松山反向期(B/M)的过渡界线上,时间为0.78Ma,相当于深海氧同位素19/20的量级。黄土剖面中的L8层或S7的底界正好是周口店组和泥河湾剖面的底界。
早更新世(Qp1)/中更新世(Qp2)至第四系底界(Qp1)的界线属于早更新世(Qp1),这个地质历史很长(2.60~0.78Ma)。目前关于如何进一步划分的研究很少。建议以古地磁Jaramillo(时限为0.97Ma)和Oldo-vai(时限为1.87Ma)划分早更新世(),中早更新世(),晚早更新世()。
2.3.1.2中更新世(周口店期)(Qp2)/晚更新世(萨拉乌苏期)(Qp3)
中更新世(QP2)和晚更新世(Qp3)的界线绘制在末次间冰期开始时,即0.128Ma,相当于深海氧同位素阶段5e的开始。此后,世界上发生了第四纪以来最大的一次海侵。中国黄土地层以S1/L2为界,周口店组为顶界,萨拉乌苏组为底界。
2.3.1.3晚更新世(萨拉乌苏期)(Qp3)/全新世(Qh)界线
多年来,人们把这段地质历史称为10000a以来的全新世。自这一时期以来,自然和生物世界已经现代化,气候自冰河时代晚期以来一直在变暖,结束了年轻的仙女木的突然寒冷事件。根据新公布的数据,这个事件大约在11050a结束,而W.Dansgaard等人在10700a之前测得。a .哈伯德,根据苏格兰的研究结果,新仙女树事件大约是12900 ~ 11008。
全新世始于新仙女树事件之后,年龄约为公元11000年,埃米利亚尼根据深海岩芯中有孔虫甲壳类的氧同位素值将1期定义为全新世。我国以全新世古土壤(S0)和晚更新世马兰黄土(L1)为界,黄土堆积较为普遍和稳定,也是萨拉乌苏组的顶界,其时限一般为11000a。江苏建湖青峰湖相沉积剖面给出的全新世底界年龄为14C,为10085a(未经日历年龄校正)。
综上所述,中国和其他许多国家认为晚更新世(Qp3)/全新世(Qh)界线定在11000a。