中國第四紀黃土

據考察，蘭州附近黃河最高階地上黃土厚達300米左右。總面積38萬平方公里，並構成世界最大、堆積最厚的黃土高原；此外黃土狀沉積物的分佈面積有25萬多平方公里。堆積始於距今258萬年前，現今沉積仍在進行。

根據沉積特徵、古生物、古土壤、地球化學及絕對年齡測定等方面的研究，劉東生等將中國黃土劃分為早更新世午城黃土、中更新世離石黃土及晚更新世馬蘭黃土。其粒度組成與礦物組合，在空間與時間分佈上均有一定規律。顆粒以粉沙佔優勢，一般在50%以上，粘土佔15～30%，細沙不到30%，＞0.25毫米的顆粒極少。在黃河中游地區，從西北向東南有粗顆粒減少、細顆粒增加的趨勢。礦物成分以石英為主，佔50%以上，其次為雲母、角閃石、長石等，風化程度很弱。化學成分以SiO₂為主，佔50%以上；其次為Al₂O₃、CaO；再次為Fe₂O₃、MgO、K₂O、Na₂O、FeO 、TiO₂和MnO等。分佈上，從西向東SiO₂、Fe₂O₃、MnO的含量逐漸增加，FeO、CaO、K₂O的含量逐漸減少。上述變化反映了中國黃土的風成特徵。黃土剖面中出現的數層乃至十幾層古土壤條帶，是氣候相對温和濕潤、風力減弱、粉塵堆積停頓時的產物，代表了沉積間斷。離石—午城黃土中的古土壤屬於褐土型，形成於森林草原環境；馬蘭黃土中的古土壤屬於黑壚土型，形成於草原環境，且發育較弱。黃土與古土壤的交替出現，反映了第四紀期間的乾濕、冷暖變化，及晚更新世更顯乾冷的趨勢。研究黃土與古土壤沉積序列有助於建立第四紀氣候變化序列，並可與深海沉積的同位素温度曲線相印證。

由於黃土沉積時各區各個時期古地理環境及所處地貌部位的不同，因而不同地區、不同地質時代的黃土巖性有很大差別。如隴中地區，以甘肅會寧縣白草塬為例，經鑽探塬中黃土厚約250米，附近黃土塬邊可見到出露骨的晚更新世、中更新世黃土。白草塬及其附近的黃土顆粒成分以粗粉土含量較其他地區為多，古土壤層數少而間距大（約十餘米），普遍含多量石膏晶簇，大者有核桃般大小。其南葫蘆河區，黃土堆積厚度普遍較薄，僅約10~20米，且未見古

土壤層。更西部的蘭州九州台，黃土總厚度達336米，其中全新統黃土厚僅2米，上更新統黃土厚85米，中更新統黃土厚155米，下更新統黃土厚95米，其下與第三紀上新統地層不整合的接觸。

上述黃土岩石地層特徵在地域上、地貌部位上和地質時代上的差異，表明在地質歷史時期黃土的沉積環境很大差別。也表明不同區域、不同時代的古氣候條件有很大差別。

黃土地層中夾有的淺紅色、褐色、棕紅色的粘化層，實際上是埋藏型古土壤。古土壤是在當時氣候條件下，經過生物造壤作用形成的。它具有與現代土壤相似的結構、發生層次、物質成份、淋溶、澱積等成壤過程。因此它與現代土壤有相似的共性。

根據古土壤的巖性厚度、顏色、發育程度及層數的多少等不同組合特徵，可分為黑壚土、褐土型古土壤、棕壤型古土壤、深埋褐土型古土壤和退化型古土壤5種類型。每組古土壤層的特徵也常隨着地區的不同，在顏色、厚度、發育程度以及層數上都會有較明顯的區域性變化。

黃土中的古土壤具有重要的地質意義，古土壤中賦存大量豐富的地質信息，記錄了地質歷史時期氣候環境的變化，為研究黃土地層及其沉積時的古地理環境提供了大量的線索和依據。首先，古土壤是黃土沉積間斷的標誌，古土壤和古風化殼都是在沉積間斷或沉積速率減緩時才可能形成。黃土沉積間斷持續時間的長短和發生的頻率，可以從古土壤層的厚薄、發育程度以及層數的多少反映出來。一般沉積間斷時間長，古壤的厚度就大，反這就小；層數多，説明間斷頻繁，反之則表明沉積連續，很少間斷。其次，古土壤是古地形剖面及侵蝕地質作用的見證。

當沉積發生間斷時，沉積物表面暴露在大氣中，直接受到氣候、生物的作用而發生土壤作用，古土壤層的頂面就代表當時的地表面。因此通過對古土壤產狀的變化及保存程度的觀察分析和研究，可以恢復地質歷史時期古地理環境的景觀、古地形地貌和古水系的演化變遷，以及地質發育歷史、地質作用的類型的強度。

我國早期黃土地層的劃分的古脊椎動物化石對黃土地層的研究和劃分，仍然具有十分重要的意義。

據統計，在我國各個第四紀地質時期的黃土地層中，陸續發現的化石產地約有132處，共有古脊椎動物56屬，95種。在中國黃土各個時期的地層，存在一些具有價值的特有種，如早更新世黃土地層中的特有種是：歐米加鼢鼠、中間原鼢鼠和紹氏副倉鼠等；中更新世黃土地層中具有時代價值特徵的種以鼠平 鼢鼠、趙氏鼢鼠、小鼢鼠、復齒擬鼠免、腫骨大角鹿、葛氏斑鹿等為代表；晚更新世黃土地層中具有代表性的種有東北鼢鼠、方氏鼢鼠、阿曼鼢鼠、達烏爾黃鼠、擬布氏田鼠和安氏鴕鳥等。

在已發現的哺乳動物化石中，不論對分佈區域，含化石的個體數量，以及種屬多少加以分析，均以齧齒類與食草類動物為主。其中齧齒類和食草類佔82.6%，食肉類僅佔15.4%，且多以狼、狐、獾、豺等小動物為主，大型食肉類動物不多。

中國黃土區第四紀脊椎動物，從總體上看，還是在乾旱草原這一特定的典型環境中生存和演化的。第四紀早期即早更新世時期，是繼承了第三紀温暖濕潤的森林生態環境，直到中、晚更新世才逐漸向乾旱草原環境演化，這種生態環境特徵基本延續到現代。這種古環境的變化趨勢，不僅與化石組合變化特徵相吻合，同時也與黃土區的形成環境一致。中國黃土區獨特的生態環境與現生動物區劃相當，説明中國黃土地區是一個獨特的動物系統分佈的地質地理區域。