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发生在第四纪。
科学家们通过地质调查后认为，第一次大冰期在我国很明显，在震旦纪早期的地层中，大量的证据保存在下震旦统上部的南沱组冰碛岩上。第二次大冰期主要出现在冈瓦纳古陆，其证据主要见于非洲、印度、澳大利亚等大陆上的石炭一二叠纪冰碛岩上。第三次大冰期的证据在全世界都有发现，并可以辨别出冰期和间冰期，如在欧洲体现为阿尔卑斯山区的4次冰期（钧茨、民德、里斯、玉木）及相应的4次间冰期、冰后期。
在我国，冰期的出现频率更为复杂。研究发现，我国西部体现为3次冰期（喀克地普生、契克达万、塔特开特）及3次间冰期、冰后期。但在我国中、东部则体现为4次冰期（鄱阳、大姑、庐山、大理）和4次间冰期、冰后期，尽管以上冰期都存在着相应的冰碛物为证，但中国东部冰期问题一直存有争议 。另外也有人提出元古代初期（距今约23亿年）有一次最早的大冰期，其后，在奥陶一志留纪之交有一次大冰期，侏罗纪也有一次寒冷期，但这些提法证据不够充分，即便存在规模也不够大。
地球上为什么会出现大冰期呢？科学家们认为，天文因素可能是大冰期周期性出现的原因之一。太阳系在银河系中的运行，银河系空间物质的疏密不同，太阳系经过星际物质的稠密地段时，太阳光热辐射的传导受阻，地球接受日光能较少，因而出现冷的周期。也有学者认为，太阳运行到距银河系中心最近时，亮度也会变小，使行星变冷。太阳最绕银心一周的公转周期是大约是3亿年左右，不管上述假说哪个正确，太阳绕银河公转一周，行星会变冷一次，由于地球表面多水，在这一周期到来时便会产生一次大冰期。应当指出，这3亿年的周期与元古代未期（震旦纪）、石炭一二叠纪及第四纪这3次大冰期的时间间隔是基本吻合的，故此假说基本成立。但在震旦纪以前相隔若干个3亿年却没有或没有确切发现冰碛层证据，这是为什么呢？科学家们认为，这也许与古老岩层的深变质作用有关。
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