《地貌學--冰川凍土》05-06.ppt

第十二章冰川地貌與凍土地貌冰雪地區(qū)的主要外力作用是冰川作用，由冰川作用形成的地貌稱為冰川地貌。凍土的主要外力作用是凍融作用，以凍融作用為主形成的一系列地質地貌現象總稱為凍土地貌。,第一節(jié)冰川作用一、冰川作用1雪線與成冰作用冰川是氣候的產物，冰川形成于雪線以上的常年積雪區(qū)，終年氣候嚴寒，積雪不會融化，而逐年得到積累，為冰川發(fā)育提供了條件；此外還有地形條件，當氣候與地形（條件）因素綜合作用后，即對冰川的形成有了重要意義。雪線：大氣固態(tài)降水的年收入等于支出的界線，稱為雪線。它是一個高度帶。雪線以上的常年積雪，經過一系列的“變化”作用而形成冰川冰。,1）新雪2）粒雪3）冰川冰在低緯度夏季氣溫高，白天積雪表面融化，融水滲透，夜晚再凍結作用，加速了粒雪化和成冰作用過程。冰川冰密度達0.9g/cm3暖型成冰作用。在南北極，在永久低溫條件下，靠巨大壓力使新雪粒雪冰川冰，其過程緩慢冷型成冰作用。當冰川冰積累到一定厚度，只要地表或冰面具有適當的坡度，冰體就能向雪線以下緩慢流動，伸出冰舌，形成冰川。,2、冰川運動運動原因：1）冰川運動主要通過冰川內部的塑性變形和塊體滑動來實現。當冰川冰達到某一臨界厚度時，冰層卻受到上部冰層的較大壓力，使冰的融點降低，冰層內部則是冰、水和水汽三相共存的物態(tài)，在緩慢增加的壓力作用下，冰的晶體之間就可以發(fā)生相互位置變動而出現塑性變形。2）冰川運動力源：重力和壓力取決于床底坡度而流動叫重力流，多見于山岳冰川。取決于冰面坡度而流動叫壓力流，多見于大陸冰蓋。,3）冰川運動的速度冰川運動的速度取決于冰川厚度、冰床或冰面坡度，二者成正比關系。冰川運動非常緩慢，也很不易察覺，山岳冰川V=nm100多m/a。世界上有些冰川在短期內出現爆發(fā)式前進。二冰川分類1冰川的形態(tài)分類1）大陸冰川2）山岳冰川懸冰川冰斗冰川山谷冰川,山麓冰川平頂冰川2冰川的物理分類根據冰川的活動層，（表面以下1520m深度內的恒溫層）所特有的熱力特征分為：1）暖型冰川主要分布于溫帶海洋性氣候區(qū)；2）冷型冰川主要分布于極地和溫帶大陸性氣候下的中、低緯山地；3）過渡型冰川,第二節(jié)冰川地貌一、冰蝕作用與冰蝕地貌1、冰蝕作用冰蝕作用包括挖蝕作用和磨蝕作用，它與冰川作用其它因素結合，塑造了多種多樣的冰蝕地貌。有人估計冰蝕作用不超過河流侵蝕作用的1020倍。1）、冰川的挖蝕作用“挖掘機”2）、冰川的磨蝕作用“磨床機”2、冰蝕地貌1）、冰斗、刃脊和角峰2）、冰川谷（u形谷和槽谷）,3）峽灣：分布在高緯度沿海地區(qū)，冰川下游入海繼續(xù)刷深、拓寬冰床，形成谷底寬闊，深度很大的海灣，稱為峽灣或峽口。4）羊背石和鯨背石羊背石是冰床上由冰蝕作用形成的石質小丘，常成群分布。鯨背石是迎冰面與背冰面均作流線型的冰蝕丘陵。二冰川搬運、堆積作用與冰磧地貌1冰川的搬運和堆積作用冰川在運動過程中，不僅有巨大的侵蝕力，而且還攜帶冰蝕作用產生的巖屑物質，不加分選地隨冰川一起向下運動。這些大小不等的碎屑物稱為冰磧物、其中巨大的石塊叫漂礫，冰磧物一般沒有分選，大小混雜。,1）表磧2）側磧3）中磧4）底磧5）前磧或終磧2、冰磧地貌冰川消溶以后，冰川攜帶搬運的物質就堆積下來，所有直接由冰川冰沉積的未受水體擾動的沉積物稱為冰磧物，也叫冰磧，其地貌形態(tài)有：1）冰磧丘陵2）終磧壟3）側磧堤4）鼓丘,3冰水堆積地貌冰水堆積是冰磧物經過冰雪融水的再搬運和堆積形成的堆積物及其地貌形態(tài)。1）蛇形丘2）冰水扇和冰川平原三冰川地貌組合1山岳冰川地貌組合1）冰蝕地貌帶2）冰蝕冰磧地貌帶3）冰磧地貌帶4）冰水堆積地貌帶,2大陸冰川地貌組合1）冰蝕地貌帶2）冰績地貌帶3）冰水堆積地貌帶三冰川地貌對人類活動的影響1冰蝕地貌的影響2冰績地貌的影響,第三節(jié)凍土地貌一凍土及其分布1凍土：指處于0以下，并含有凍結冰的土（巖）層，分為季節(jié)凍土、多年凍土、瞬時凍土。2凍土的分布具有明顯的緯度和垂直地帶性分布規(guī)律1）自高緯度向中緯度，多年凍土埋深逐漸增加，厚度不斷減少，并由連續(xù)多年凍土帶過渡為不連續(xù)多年凍土帶，季節(jié)凍土帶，南北極地區(qū)凍土出露地表。在我國東北和青藏高原，緯度相距1，凍土厚度相差1020m，地溫差0.51.5。2）高山地區(qū)凍土分布，主要取決于海拔高度變化，海拔愈高，凍土埋深愈淺，厚度愈大，地溫愈低。,二、凍土的成因凍土的形成，主要受溫度的控制目前世界上的大部分凍土是第四紀冰期氣候下形成的。部分凍土可能是在大陸冰蓋退卻后才發(fā)育的。隨著全球氣候變化，多年凍土正處于退化狀態(tài)。凍土退化，引起了凍土地貌類型、規(guī)模的顯著變化，并引起了工程，環(huán)境等方面諸多問題，如青藏線的凍土退化引起的：a、工程問題b、凍融荒漠化問題,三、凍融作用1凍融作用：隨著凍土區(qū)溫度同期性地發(fā)生正負變化，凍土層中水分相應地出現相變與遷移，導致巖石的破壞，沉積物受到分選與干擾，凍土層發(fā)生變形，產生凍脹、融陷和流變等一系列復雜過程，稱為凍融作用，它包括融凍風化，融凍擾動和融凍泥流作用。2凍融作用的三種類型及其作用1）凍融風化：凍土中的水分因溫度周期性變化而引起凍結和融化的交替出現，造成地面土（巖）層破碎松解，這種作用稱為凍融風化。作用：凍融風化，形成大量碎屑物質，并可產生冰楔、土楔、沙楔。,2）融凍擾動：一般發(fā)出于多年凍土的活動層內。當活動層與每年冬季自地表向下凍結時，由于底部水冰凍層的阻擋作用，使其中未凍結的融土層（含水土層）在上下與凍結層的擠壓作用下，發(fā)生塑性變形，形成各種大小不一，形成各異的融凍褶皺（冰卷泥）。3）凍融泥流：一般的發(fā)生在數10余度的斜坡上。當凍土層上部解凍時，融水使主要由細粒土組成的表層物質，達到飽和或過飽和狀態(tài)，從而使凍土蹭具有一定的可塑性，在重力作用下，沿融凍界面向下緩慢移動，形成融凍泥流。流速1m/a，并可把草皮泥炭卷入活動層中，產生褶皺和圓柱體等構造形態(tài)?？偨Y：凍融作用一方面對地表物質進行融凍風化，另一方面又將風化碎屑搬運、堆積，使凍土地表日趨和緩、夷平。,四、凍土地貌1石海和石河石海：在平坦的基巖山頂或平緩的山坡上，鋪滿了凍融風化作用而崩解的巨大礫石，形成了由礫石組成的地面，稱為石海。石河：多發(fā)育在多年凍土區(qū)的凹地或谷地里，在重力作用下，石塊沿濕潤的碎屑下熱面或多年凍土層頂面，往往向下運動而成。大型石河又稱為石川冰。2多邊形土和石河1）前期碎屑物的地下垂直分選和粗礫上升；2）后期粗礫在地面水平移動；多邊形土飽和水分，由細粒土組成的凍土地區(qū)，因凍裂而產生裂隙，形成被裂隙圍繞的中間略有突起的多變形土。規(guī)模大小不等。,石河是以細粒土或碎土為中心，邊緣為粗粒的圍繞的石質多邊形土。多發(fā)育在較平坦而濕潤的地形部位，如河漫灘、洪積、扇邊緣等。3、凍脹丘與冰丘凍脹丘是活動層內的地下水，在冬季匯聚并凍結膨脹時所隆起的小丘。其表層為冬凍的泥沙層，中間是純冰透鏡體，基底為永凍層。冰丘是結冰的小丘，形成過程與凍脹丘相似。4、熱融地貌常見的有熱融漏斗、融陷淺洼地、融陷盆地（積水后成熱陷湖），在山坡上有熱融滑坡，瀉流等地貌形態(tài)。,五凍土工程建設與凍土退化問題1凍害2凍土工程建設中凍害防治、排水、凍結法施工、懸空法建筑、高路堤3凍土退化問題1）