第七章 冰川地貌及其堆積物.

1、昆侖山雪線昆侖山雪線1.1.雪線雪線大氣固態(tài)降水的年收入等于年支出的界線大氣固態(tài)降水的年收入等于年支出的界線2.2.成冰作用：雪花成冰作用：雪花 粒雪粒雪 冰川冰冰川冰 冰川冰川雪花雪花粒雪粒雪冰川冰冰川冰“冰川冰是由降落到地面的雪轉(zhuǎn)變而來的。雪冰川冰是由降落到地面的雪轉(zhuǎn)變而來的。雪的晶體逐步圓化變?yōu)榱Ｑ?，使積雪的密度逐漸的晶體逐步圓化變?yōu)榱Ｑ?，使積雪的密度逐漸增加。這一過程在溫度接近融點和存在液態(tài)水增加。這一過程在溫度接近融點和存在液態(tài)水時進行得最快。其后，占優(yōu)勢的重結(jié)晶作用的時進行得最快。其后，占優(yōu)勢的重結(jié)晶作用的平均粒徑增大。當(dāng)集合體的密度達到約平均粒徑增大。當(dāng)集合體的密度達到約 0.8

2、4 0.84克克/ /立方厘米時，顆粒之間便沒有空隙，而變立方厘米時，顆粒之間便沒有空隙，而變得不可滲透。這標(biāo)志著從粒雪到冰川冰的轉(zhuǎn)得不可滲透。這標(biāo)志著從粒雪到冰川冰的轉(zhuǎn)化。化?！?不列顛百科全書不列顛百科全書 冰川是一種由多年降雪不斷積累冰川是一種由多年降雪不斷積累變質(zhì)形成的，具有一定形狀和運動著變質(zhì)形成的，具有一定形狀和運動著的，較長時間存在于地球寒冷地區(qū)的的，較長時間存在于地球寒冷地區(qū)的天然冰體。天然冰體。 冰川不同于一般天然或人工凍結(jié)冰川不同于一般天然或人工凍結(jié)的冰，它能夠在自身重力作用下，沿的冰，它能夠在自身重力作用下，沿著一定的地形向下滑動著一定的地形向下滑動。3 3、冰川的運動、

3、冰川的運動 冰川冰的運動速度，一般僅冰川冰的運動速度，一般僅3-3003-300m/am/a，若從陡坎上若從陡坎上跌落下去，或發(fā)生冰崩，有可能達到每年幾十幾千米。跌落下去，或發(fā)生冰崩，有可能達到每年幾十幾千米。冰褶皺冰褶皺冰面裂隙冰面裂隙4.4.冰川的分類冰川的分類 地地 理理 分分 類類山岳冰川山岳冰川大陸冰川大陸冰川（2 2）. .大陸冰川大陸冰川1.1.冰蝕作用冰蝕作用1.1.冰蝕作用冰蝕作用冰蝕地貌冰蝕地貌 （1 1）冰斗、刃脊和角峰：）冰斗、刃脊和角峰：冰斗是山岳冰川上游的一種圍冰斗是山岳冰川上游的一種圍椅狀盆地，它由陡峭的冰斗壁、凹陷的冰斗底部和在冰川椅狀盆地，它由陡峭的冰斗壁、凹

4、陷的冰斗底部和在冰川出口處高起的冰檻等三部分組成。大多數(shù)的冰斗發(fā)育在雪出口處高起的冰檻等三部分組成。大多數(shù)的冰斗發(fā)育在雪線附近，因為這里的融凍作用比較頻繁，容易形成冰川與線附近，因為這里的融凍作用比較頻繁，容易形成冰川與產(chǎn)生冰川侵蝕，冰斗發(fā)育初期，只是一些積雪洼地，在融產(chǎn)生冰川侵蝕，冰斗發(fā)育初期，只是一些積雪洼地，在融凍作用反復(fù)進行下，洼地周圍及底部的巖石逐漸破碎和崩凍作用反復(fù)進行下，洼地周圍及底部的巖石逐漸破碎和崩落，巖屑通過融凍泥流作用搬往洼地以外，洼地加深后積落，巖屑通過融凍泥流作用搬往洼地以外，洼地加深后積雪量增加，并發(fā)育成冰川，挖蝕作用加強，最后成為冰斗。雪量增加，并發(fā)育成冰川，挖蝕

5、作用加強，最后成為冰斗。 如果山嶺的二坡發(fā)育了冰斗，而且后壁互相靠攏時，如果山嶺的二坡發(fā)育了冰斗，而且后壁互相靠攏時，山嶺就變成十分尖銳的鋸齒狀山脊，稱為刃脊。當(dāng)山峰四山嶺就變成十分尖銳的鋸齒狀山脊，稱為刃脊。當(dāng)山峰四周周( (三面以上三面以上) )發(fā)育了冰斗，其后壁也互相靠攏時，山峰就發(fā)育了冰斗，其后壁也互相靠攏時，山峰就變得非常尖銳和突出，如金字塔狀，這種由冰蝕而成的尖變得非常尖銳和突出，如金字塔狀，這種由冰蝕而成的尖峰，稱為角峰。如珠穆朗瑪峰，外形就呈巨大的金字塔形。峰，稱為角峰。如珠穆朗瑪峰，外形就呈巨大的金字塔形。冰斗冰斗2.2.冰蝕地貌冰蝕地貌刃脊為兩條山谷冰川之間或兩冰斗之間的魚

6、鰭狀山脊刃脊為兩條山谷冰川之間或兩冰斗之間的魚鰭狀山脊2.2.冰蝕地貌冰蝕地貌高原的U形谷U U形谷地形圖形谷地形圖冰川谷冰川谷 它是山岳冰川運動時侵蝕出來的谷地，它是山岳冰川運動時侵蝕出來的谷地，橫剖面呈槽形或橫剖面呈槽形或“U”U”形，故又稱槽谷或形，故又稱槽谷或U U谷。谷。谷底寬平，兩坡高陡，高度可達數(shù)十至數(shù)百米。谷底寬平，兩坡高陡，高度可達數(shù)十至數(shù)百米。寬平的谷底與冰下冰質(zhì)點運動有關(guān)。原來覆蓋寬平的谷底與冰下冰質(zhì)點運動有關(guān)。原來覆蓋在在“V”V”形谷上的冰川，中部最厚，冰質(zhì)點運動形谷上的冰川，中部最厚，冰質(zhì)點運動由上向下，到了谷底后分向兩則，故底部側(cè)蝕由上向下，到了谷底后分向兩則，故

7、底部側(cè)蝕特強，使原來的特強，使原來的V V形谷底逐漸拓寬，成為形谷底逐漸拓寬，成為U U形谷，形谷，在在U U形谷兩坡頂端與原來形谷兩坡頂端與原來V V形谷的交接處，出現(xiàn)形谷的交接處，出現(xiàn)明顯的谷肩。明顯的谷肩。 2.2.冰蝕地貌冰蝕地貌廬山王家坡廬山王家坡U U形冰川谷形冰川谷 冰川谷的縱剖面呈階梯狀下降，每個冰階由冰蝕盆、階地面和冰川谷的縱剖面呈階梯狀下降，每個冰階由冰蝕盆、階地面和巖坎等三部分組成。冰階是冰川選擇侵蝕的產(chǎn)物。一般階地面由硬巖坎等三部分組成。冰階是冰川選擇侵蝕的產(chǎn)物。一般階地面由硬巖組成，巖坎和冰蝕盆是冰川沿巖性軟弱或斷裂、節(jié)理發(fā)育之處侵巖組成，巖坎和冰蝕盆是冰川沿巖性軟弱

8、或斷裂、節(jié)理發(fā)育之處侵蝕而成。蝕而成。 當(dāng)支冰川流入主冰川時，由于支冰川的下蝕力小于主冰川，故當(dāng)支冰川流入主冰川時，由于支冰川的下蝕力小于主冰川，故谷底深度也比主冰川谷淺，成為懸掛在主冰川谷之上的谷地，稱為谷底深度也比主冰川谷淺，成為懸掛在主冰川谷之上的谷地，稱為懸谷。懸谷。廬山蓮花懸谷廬山蓮花懸谷因蓮花峰而得名，海拔因蓮花峰而得名，海拔12321232米。谷地由震旦系南沱組長石石英砂巖、含礫巖等所米。谷地由震旦系南沱組長石石英砂巖、含礫巖等所組成。谷向北東方向傾斜，谷口下方與王家坡組成。谷向北東方向傾斜，谷口下方與王家坡U U形谷交匯處形成為一陡坡地形，形谷交匯處形成為一陡坡地形，懸于王家坡

9、懸于王家坡U U形谷之上，形勢陡峻，景觀別具一格。形谷之上，形勢陡峻，景觀別具一格。 在高緯地區(qū)，古代大陸冰川伸人海岸時產(chǎn)生的冰流，其厚度大，流速快，侵在高緯地區(qū)，古代大陸冰川伸人海岸時產(chǎn)生的冰流，其厚度大，流速快，侵蝕力強，因此形成了較深的冰川谷。冰退后，受海浸影響，形成兩側(cè)平直、崖壁蝕力強，因此形成了較深的冰川谷。冰退后，受海浸影響，形成兩側(cè)平直、崖壁峭拔、谷底寬闊、深度很大的海灣，稱為峽灣或峽江。挪威海岸有一個峽灣長達峭拔、谷底寬闊、深度很大的海灣，稱為峽灣或峽江。挪威海岸有一個峽灣長達220220千米，南美巴塔哥尼亞海岸的峽灣深度達千米，南美巴塔哥尼亞海岸的峽灣深度達12881288米

10、。米。2.2.冰蝕地貌冰蝕地貌羊背石是冰床上堅硬的基巖，冰蝕后仍能部分保留下來，羊背石是冰床上堅硬的基巖，冰蝕后仍能部分保留下來，成為微微突起的石質(zhì)小丘，形如伏在地上的小羊，故稱成為微微突起的石質(zhì)小丘，形如伏在地上的小羊，故稱羊背石。平面呈橢圓形，長軸與冰流方向一致?？v剖面羊背石。平面呈橢圓形，長軸與冰流方向一致?？v剖面兩坡不對稱，迎冰面坡緩，以磨蝕作用為主，巖面上常兩坡不對稱，迎冰面坡緩，以磨蝕作用為主，巖面上常有磨光面、刻槽或擦痕；背冰面挖蝕作用較強，坡度急有磨光面、刻槽或擦痕；背冰面挖蝕作用較強，坡度急陡，表面坎坷不平。陡，表面坎坷不平。1.1.1.1.1.1.3 3冰水堆積地貌冰水堆積

11、地貌冰水堆積是冰磧物經(jīng)過冰融水的再搬運和堆積而成。因此，它除了保留有冰磧特冰水堆積是冰磧物經(jīng)過冰融水的再搬運和堆積而成。因此，它除了保留有冰磧特點之外，更多的是具有流水作用的特征。按冰水堆積的位置不同，分為冰下冰水點之外，更多的是具有流水作用的特征。按冰水堆積的位置不同，分為冰下冰水堆積和冰外冰水堆積二種。堆積和冰外冰水堆積二種。 （1 1）蛇形丘）蛇形丘 主要分布于大陸冰川之下的冰水堆積地貌，為形態(tài)狹長而又彎曲主要分布于大陸冰川之下的冰水堆積地貌，為形態(tài)狹長而又彎曲的一種低丘陵。因它蜿蜒如蛇形，有的在平地，有的匍匐于高地上，故得名。高的一種低丘陵。因它蜿蜒如蛇形，有的在平地，有的匍匐于高地上

12、，故得名。高度一般為度一般為10103030m m，丘頂狹窄，寬僅數(shù)米，長數(shù)公里至數(shù)十公里。延伸方向大致丘頂狹窄，寬僅數(shù)米，長數(shù)公里至數(shù)十公里。延伸方向大致與冰流方向一致。組成蛇形丘的物質(zhì)較粗，主要是沙礫質(zhì)，透水性強，具有流水與冰流方向一致。組成蛇形丘的物質(zhì)較粗，主要是沙礫質(zhì)，透水性強，具有流水的分選性和沉積層理，如水平層理、斜層理和交錯層理等。表面常覆蓋一層冰磧的分選性和沉積層理，如水平層理、斜層理和交錯層理等。表面常覆蓋一層冰磧物。物。 蛇形丘的成因有二種：一是冰下隧洞沉積說。在冰川消融期，冰水沿著冰裂隙蛇形丘的成因有二種：一是冰下隧洞沉積說。在冰川消融期，冰水沿著冰裂隙下透，形成冰下隧道

13、，由冰水帶來的冰磧物不斷將隧道填充，甚至堵塞，當(dāng)冰川下透，形成冰下隧道，由冰水帶來的冰磧物不斷將隧道填充，甚至堵塞，當(dāng)冰川全部消融時，堆積物便露出地面，成為蛇形丘。二是冰水三角洲沉積說。由此造全部消融時，堆積物便露出地面，成為蛇形丘。二是冰水三角洲沉積說。由此造成的蛇形丘寬窄相間，寬段為隧道口外的陸上三角洲沉積，組成物質(zhì)較細(xì)；窄段成的蛇形丘寬窄相間，寬段為隧道口外的陸上三角洲沉積，組成物質(zhì)較細(xì)；窄段為冰下隧道的沉積，組成物質(zhì)較粗。隨著冰川節(jié)節(jié)后退，隧道口也逐步后移，從為冰下隧道的沉積，組成物質(zhì)較粗。隨著冰川節(jié)節(jié)后退，隧道口也逐步后移，從而出現(xiàn)了這種繩結(jié)狀蛇形丘而出現(xiàn)了這種繩結(jié)狀蛇形丘。 (2)

14、(2)冰水扇和冰水平原冰水扇和冰水平原 冰下河流冰下河流( (隧道隧道) )和冰面融水在冰川舌前穿過終磧壟后，由它所挾和冰面融水在冰川舌前穿過終磧壟后，由它所挾帶的泥沙也逐漸沉積下來，形成扇形地，由多個扇形地的聯(lián)合，便組成了冰水平原。組帶的泥沙也逐漸沉積下來，形成扇形地，由多個扇形地的聯(lián)合，便組成了冰水平原。組成冰水平原的物質(zhì)較粗，以沙礫為主，向下游顆粒逐漸變細(xì)成冰水平原的物質(zhì)較粗，以沙礫為主，向下游顆粒逐漸變細(xì) 蛇形丘是冰下河道堆積物組成的，冰川融化后出露蛇形丘是冰下河道堆積物組成的，冰川融化后出露的丘崗，特點是組成物質(zhì)為有分選的成層砂礫。的丘崗，特點是組成物質(zhì)為有分選的成層砂礫。 “冰緣冰

15、緣”有冰體周圍或冰川活動區(qū)外有冰體周圍或冰川活動區(qū)外圍地帶之意，但更重要的是其氣候圍地帶之意，但更重要的是其氣候特征，一是寒冷，尤其冬季特別寒特征，一是寒冷，尤其冬季特別寒冷，氣溫低達攝氏零下幾十度；二冷，氣溫低達攝氏零下幾十度；二是降水少，地表無積雪成冰；三是是降水少，地表無積雪成冰；三是風(fēng)力強盛，大部分時間為反氣旋風(fēng)風(fēng)力強盛，大部分時間為反氣旋風(fēng)系所控制。系所控制。 在在“冰緣冰緣”氣候條件下，地表淺土層氣候條件下，地表淺土層常隨季節(jié)性變化甚至?xí)円棺兓l(fā)常隨季節(jié)性變化甚至?xí)円棺兓l(fā)生周期性的凍結(jié)與融化，稱生周期性的凍結(jié)與融化，稱季節(jié)性季節(jié)性凍土凍土，而下部土層則長期處于凍結(jié)，而下部土層

16、則長期處于凍結(jié)狀態(tài)，稱狀態(tài)，稱多年凍土多年凍土。多年凍土層的。多年凍土層的厚度自高緯向低緯逐漸減薄，以至厚度自高緯向低緯逐漸減薄，以至完全消失。完全消失。 唐古拉山冰緣唐古拉山冰緣在極地高緯及高山高原的地下，當(dāng)?shù)販亟K年處于在極地高緯及高山高原的地下，當(dāng)?shù)販亟K年處于00以下時，被凍以下時，被凍結(jié)的巖結(jié)的巖( (土土) )層稱為凍土。在這里由融凍作用所產(chǎn)生的地貌，稱為凍層稱為凍土。在這里由融凍作用所產(chǎn)生的地貌，稱為凍土地貌。全世界凍土面積為土地貌。全世界凍土面積為35003500萬萬kmkm2 2，占陸地面積的占陸地面積的2323。在我。在我國凍土面積為國凍土面積為215215萬萬kmkm2 2，

17、占我國面積的占我國面積的22.322.3，主要分布于北緯，主要分布于北緯4848以北的黑龍江省北部和我國西部海拔以北的黑龍江省北部和我國西部海拔35003500m m以上的高原以上的高原( (青藏、青藏、帕米爾帕米爾) )和高山地區(qū)。凍土地貌對于公路、鐵路、廠房等的工程建和高山地區(qū)。凍土地貌對于公路、鐵路、廠房等的工程建設(shè)有著重大影響。設(shè)有著重大影響。凍土地貌凍土地貌幾種凍融擾動構(gòu)造幾種凍融擾動構(gòu)造 （R.J.R.J.ChorleyChorley et al et al，19841984） A.A.沙粘土舌侵入上覆沙礫層沙粘土舌侵入上覆沙礫層 B.B.冰凍囊狀構(gòu)造冰凍囊狀構(gòu)造 C.C.不規(guī)則冰

18、卷泥不規(guī)則冰卷泥 D.D.與凍裂風(fēng)化上升柱有關(guān)的花彩弧與凍裂風(fēng)化上升柱有關(guān)的花彩弧 由于季節(jié)性凍結(jié)自地表向下發(fā)展，導(dǎo)致它與多年凍由于季節(jié)性凍結(jié)自地表向下發(fā)展，導(dǎo)致它與多年凍土層之間的融層承受凍脹擠壓作用而發(fā)生塑性變形，土層之間的融層承受凍脹擠壓作用而發(fā)生塑性變形，產(chǎn)生多種奇特的凍融擾動構(gòu)造或稱冰卷泥。產(chǎn)生多種奇特的凍融擾動構(gòu)造或稱冰卷泥。 石海石海是在平坦的山頂或緩坡上，平鋪著大片是在平坦的山頂或緩坡上，平鋪著大片由融凍風(fēng)化而崩解的大塊礫石，這種由礫石組成由融凍風(fēng)化而崩解的大塊礫石，這種由礫石組成的地面，稱為石海。的地面，稱為石海。 石海的生成條件，首先是組成地面的巖石要石海的生成條件，首先是

19、組成地面的巖石要堅硬，如花崗巖、玄武巖和石英巖等，而且節(jié)理堅硬，如花崗巖、玄武巖和石英巖等，而且節(jié)理發(fā)育，容易進行融凍風(fēng)化。礫石產(chǎn)生后，由于透發(fā)育，容易進行融凍風(fēng)化。礫石產(chǎn)生后，由于透水性能好，所以很難再進一步分解，加上地面平水性能好，所以很難再進一步分解，加上地面平緩，故不易被搬走，能長期保存下來。如山西五緩，故不易被搬走，能長期保存下來。如山西五臺山臺山30003000m m的山頂上，仍然保留著晚更新世的石的山頂上，仍然保留著晚更新世的石海。軟弱巖石如頁巖、片麻巖等，融凍風(fēng)化后，海。軟弱巖石如頁巖、片麻巖等，融凍風(fēng)化后，容易形成細(xì)粒碎屑物被融水移走，不能產(chǎn)生石海容易形成細(xì)粒碎屑物被融水移走

20、，不能產(chǎn)生石海。其次要有嚴(yán)寒而溫差大的多年凍土氣候。這樣。其次要有嚴(yán)寒而溫差大的多年凍土氣候。這樣融凍風(fēng)化作用才能深入地下，產(chǎn)生大塊的礫石。融凍風(fēng)化作用才能深入地下，產(chǎn)生大塊的礫石。 石海是強烈寒凍風(fēng)化、巖石海是強烈寒凍風(fēng)化、巖石就地崩裂的產(chǎn)物。發(fā)育石就地崩裂的產(chǎn)物。發(fā)育石海的必要條件即地形比石海的必要條件即地形比較平坦，出露堅硬而多節(jié)較平坦，出露堅硬而多節(jié)理裂隙的巖石，溫度在理裂隙的巖石，溫度在00上下大幅度升降變化。硬上下大幅度升降變化。硬度小、節(jié)理不發(fā)育的巖石，度小、節(jié)理不發(fā)育的巖石，如頁巖、粘土巖等，經(jīng)寒如頁巖、粘土巖等，經(jīng)寒凍風(fēng)化一層層地崩解為細(xì)凍風(fēng)化一層層地崩解為細(xì)塊巖屑，就不利于

21、在原地塊巖屑，就不利于在原地保存下來。中國昆侖山冰保存下來。中國昆侖山冰期古石海高度海拔期古石海高度海拔49004900m m左左右，比同時雪線低約右，比同時雪線低約200200300300m m，有的低有的低500500m m。石海（內(nèi)華達）石海（內(nèi)華達） （A.Strahler，1999） 多邊形構(gòu)造土系多邊形構(gòu)造土系凍土區(qū)地表因凍凍土區(qū)地表因凍脹而呈多邊形破脹而呈多邊形破裂并被砂土充填裂并被砂土充填的產(chǎn)物。多邊形的產(chǎn)物。多邊形破裂與中心部位破裂與中心部位地下凍脹地面微地下凍脹地面微隆有關(guān)。單個多隆有關(guān)。單個多邊形土的直徑自邊形土的直徑自數(shù)十厘米到百米數(shù)十厘米到百米以上不等，通常以上不等，

22、通常是氣候越干冷凜是氣候越干冷凜冽，規(guī)模也越大。冽，規(guī)模也越大。 多邊形構(gòu)造土多邊形構(gòu)造土 （D.D.ElsomElsom,1992,1992） 石環(huán)是石塊集中分布在一片石環(huán)是石塊集中分布在一片細(xì)砂土周圍。石環(huán)的直徑細(xì)砂土周圍。石環(huán)的直徑0.5-2.00.5-2.0m m不等。極區(qū)的石環(huán)不等。極區(qū)的石環(huán)直徑可達十余米，常見一個直徑可達十余米，常見一個個石環(huán)交錯排布。石環(huán)的形個石環(huán)交錯排布。石環(huán)的形成，首先是融凍分選作用使成，首先是融凍分選作用使巖塊被抬舉到表面，其后是巖塊被抬舉到表面，其后是凍脹和凍融作用使頂面的巖凍脹和凍融作用使頂面的巖塊向四周側(cè)向移動，并匯集塊向四周側(cè)向移動，并匯集成環(huán)邊。在祁連山某平頂冰成環(huán)邊。在祁連山某平頂冰川邊緣冰退不到川邊緣冰退不到2 2年，在冰磧年，在冰磧物中就發(fā)育了大量的石環(huán)，物中就發(fā)育了大量的石環(huán)，大者直徑大者直徑4 45 5m m，中心部分比中心部分比邊緣高約邊緣高約4040cmcm。又在大雪山又在大雪山地區(qū)試驗，埋入地下地區(qū)試驗，埋入地下2 2cmcm深的深的石塊，一個月后就被凍融分石塊，一個月后就被凍融分選托到地面，并側(cè)向移動了選托到地面，并側(cè)向移動了2 25 5cmcm。石環(huán)（石環(huán)（Sorted c