第七章 冰川地貌及其堆积物.

1、昆仑山雪线昆仑山雪线1.1.雪线雪线大气固态降水的年收入等于年支出的界线大气固态降水的年收入等于年支出的界线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转变而来的。雪冰川冰是由降落到地面的雪转变而来的。雪的晶体逐步圆化变为粒雪，使积雪的密度逐渐的晶体逐步圆化变为粒雪，使积雪的密度逐渐增加。这一过程在温度接近融点和存在液态水增加。这一过程在温度接近融点和存在液态水时进行得最快。其后，占优势的重结晶作用的时进行得最快。其后，占优势的重结晶作用的平均粒径增大。当集合体的密度达到约平均粒径增大。当集合体的密度达到约 0.8

2、4 0.84克克/ /立方厘米时，颗粒之间便没有空隙，而变立方厘米时，颗粒之间便没有空隙，而变得不可渗透。这标志着从粒雪到冰川冰的转得不可渗透。这标志着从粒雪到冰川冰的转化。化。” 不列颠百科全书不列颠百科全书 冰川是一种由多年降雪不断积累冰川是一种由多年降雪不断积累变质形成的，具有一定形状和运动着变质形成的，具有一定形状和运动着的，较长时间存在于地球寒冷地区的的，较长时间存在于地球寒冷地区的天然冰体。天然冰体。 冰川不同于一般天然或人工冻结冰川不同于一般天然或人工冻结的冰，它能够在自身重力作用下，沿的冰，它能够在自身重力作用下，沿着一定的地形向下滑动着一定的地形向下滑动。3 3、冰川的运动、

3、冰川的运动 冰川冰的运动速度，一般仅冰川冰的运动速度，一般仅3-3003-300m/am/a，若从陡坎上若从陡坎上跌落下去，或发生冰崩，有可能达到每年几十几千米。跌落下去，或发生冰崩，有可能达到每年几十几千米。冰褶皱冰褶皱冰面裂隙冰面裂隙4.4.冰川的分类冰川的分类 地地 理理 分分 类类山岳冰川山岳冰川大陆冰川大陆冰川（2 2）. .大陆冰川大陆冰川1.1.冰蚀作用冰蚀作用1.1.冰蚀作用冰蚀作用冰蚀地貌冰蚀地貌 （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种围冰斗是山岳冰川上游的一种围椅状盆地，它由陡峭的冰斗壁、凹陷的冰斗底部和在冰川椅状盆地，它由陡峭的冰斗壁、凹

4、陷的冰斗底部和在冰川出口处高起的冰槛等三部分组成。大多数的冰斗发育在雪出口处高起的冰槛等三部分组成。大多数的冰斗发育在雪线附近，因为这里的融冻作用比较频繁，容易形成冰川与线附近，因为这里的融冻作用比较频繁，容易形成冰川与产生冰川侵蚀，冰斗发育初期，只是一些积雪洼地，在融产生冰川侵蚀，冰斗发育初期，只是一些积雪洼地，在融冻作用反复进行下，洼地周围及底部的岩石逐渐破碎和崩冻作用反复进行下，洼地周围及底部的岩石逐渐破碎和崩落，岩屑通过融冻泥流作用搬往洼地以外，洼地加深后积落，岩屑通过融冻泥流作用搬往洼地以外，洼地加深后积雪量增加，并发育成冰川，挖蚀作用加强，最后成为冰斗。雪量增加，并发育成冰川，挖蚀

5、作用加强，最后成为冰斗。 如果山岭的二坡发育了冰斗，而且后壁互相靠拢时，如果山岭的二坡发育了冰斗，而且后壁互相靠拢时，山岭就变成十分尖锐的锯齿状山脊，称为刃脊。当山峰四山岭就变成十分尖锐的锯齿状山脊，称为刃脊。当山峰四周周( (三面以上三面以上) )发育了冰斗，其后壁也互相靠拢时，山峰就发育了冰斗，其后壁也互相靠拢时，山峰就变得非常尖锐和突出，如金字塔状，这种由冰蚀而成的尖变得非常尖锐和突出，如金字塔状，这种由冰蚀而成的尖峰，称为角峰。如珠穆朗玛峰，外形就呈巨大的金字塔形。峰，称为角峰。如珠穆朗玛峰，外形就呈巨大的金字塔形。冰斗冰斗2.2.冰蚀地貌冰蚀地貌刃脊为两条山谷冰川之间或两冰斗之间的鱼

6、鳍状山脊刃脊为两条山谷冰川之间或两冰斗之间的鱼鳍状山脊2.2.冰蚀地貌冰蚀地貌高原的U形谷U U形谷地形图形谷地形图冰川谷冰川谷 它是山岳冰川运动时侵蚀出来的谷地，它是山岳冰川运动时侵蚀出来的谷地，横剖面呈槽形或横剖面呈槽形或“U”U”形，故又称槽谷或形，故又称槽谷或U U谷。谷。谷底宽平，两坡高陡，高度可达数十至数百米。谷底宽平，两坡高陡，高度可达数十至数百米。宽平的谷底与冰下冰质点运动有关。原来覆盖宽平的谷底与冰下冰质点运动有关。原来覆盖在在“V”V”形谷上的冰川，中部最厚，冰质点运动形谷上的冰川，中部最厚，冰质点运动由上向下，到了谷底后分向两则，故底部侧蚀由上向下，到了谷底后分向两则，故

7、底部侧蚀特强，使原来的特强，使原来的V V形谷底逐渐拓宽，成为形谷底逐渐拓宽，成为U U形谷，形谷，在在U U形谷两坡顶端与原来形谷两坡顶端与原来V V形谷的交接处，出现形谷的交接处，出现明显的谷肩。明显的谷肩。 2.2.冰蚀地貌冰蚀地貌庐山王家坡庐山王家坡U U形冰川谷形冰川谷 冰川谷的纵剖面呈阶梯状下降，每个冰阶由冰蚀盆、阶地面和冰川谷的纵剖面呈阶梯状下降，每个冰阶由冰蚀盆、阶地面和岩坎等三部分组成。冰阶是冰川选择侵蚀的产物。一般阶地面由硬岩坎等三部分组成。冰阶是冰川选择侵蚀的产物。一般阶地面由硬岩组成，岩坎和冰蚀盆是冰川沿岩性软弱或断裂、节理发育之处侵岩组成，岩坎和冰蚀盆是冰川沿岩性软弱

8、或断裂、节理发育之处侵蚀而成。蚀而成。 当支冰川流入主冰川时，由于支冰川的下蚀力小于主冰川，故当支冰川流入主冰川时，由于支冰川的下蚀力小于主冰川，故谷底深度也比主冰川谷浅，成为悬挂在主冰川谷之上的谷地，称为谷底深度也比主冰川谷浅，成为悬挂在主冰川谷之上的谷地，称为悬谷。悬谷。庐山莲花悬谷庐山莲花悬谷因莲花峰而得名，海拔因莲花峰而得名，海拔12321232米。谷地由震旦系南沱组长石石英砂岩、含砾岩等所米。谷地由震旦系南沱组长石石英砂岩、含砾岩等所组成。谷向北东方向倾斜，谷口下方与王家坡组成。谷向北东方向倾斜，谷口下方与王家坡U U形谷交汇处形成为一陡坡地形，形谷交汇处形成为一陡坡地形，悬于王家坡

9、悬于王家坡U U形谷之上，形势陡峻，景观别具一格。形谷之上，形势陡峻，景观别具一格。 在高纬地区，古代大陆冰川伸人海岸时产生的冰流，其厚度大，流速快，侵在高纬地区，古代大陆冰川伸人海岸时产生的冰流，其厚度大，流速快，侵蚀力强，因此形成了较深的冰川谷。冰退后，受海浸影响，形成两侧平直、崖壁蚀力强，因此形成了较深的冰川谷。冰退后，受海浸影响，形成两侧平直、崖壁峭拔、谷底宽阔、深度很大的海湾，称为峡湾或峡江。挪威海岸有一个峡湾长达峭拔、谷底宽阔、深度很大的海湾，称为峡湾或峡江。挪威海岸有一个峡湾长达220220千米，南美巴塔哥尼亚海岸的峡湾深度达千米，南美巴塔哥尼亚海岸的峡湾深度达12881288米

10、。米。2.2.冰蚀地貌冰蚀地貌羊背石是冰床上坚硬的基岩，冰蚀后仍能部分保留下来，羊背石是冰床上坚硬的基岩，冰蚀后仍能部分保留下来，成为微微突起的石质小丘，形如伏在地上的小羊，故称成为微微突起的石质小丘，形如伏在地上的小羊，故称羊背石。平面呈椭圆形，长轴与冰流方向一致。纵剖面羊背石。平面呈椭圆形，长轴与冰流方向一致。纵剖面两坡不对称，迎冰面坡缓，以磨蚀作用为主，岩面上常两坡不对称，迎冰面坡缓，以磨蚀作用为主，岩面上常有磨光面、刻槽或擦痕；背冰面挖蚀作用较强，坡度急有磨光面、刻槽或擦痕；背冰面挖蚀作用较强，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冰水堆积地貌冰水堆积

11、地貌冰水堆积是冰碛物经过冰融水的再搬运和堆积而成。因此，它除了保留有冰碛特冰水堆积是冰碛物经过冰融水的再搬运和堆积而成。因此，它除了保留有冰碛特点之外，更多的是具有流水作用的特征。按冰水堆积的位置不同，分为冰下冰水点之外，更多的是具有流水作用的特征。按冰水堆积的位置不同，分为冰下冰水堆积和冰外冰水堆积二种。堆积和冰外冰水堆积二种。 （1 1）蛇形丘）蛇形丘 主要分布于大陆冰川之下的冰水堆积地貌，为形态狭长而又弯曲主要分布于大陆冰川之下的冰水堆积地貌，为形态狭长而又弯曲的一种低丘陵。因它蜿蜒如蛇形，有的在平地，有的匍匐于高地上，故得名。高的一种低丘陵。因它蜿蜒如蛇形，有的在平地，有的匍匐于高地上

12、，故得名。高度一般为度一般为10103030m m，丘顶狭窄，宽仅数米，长数公里至数十公里。延伸方向大致丘顶狭窄，宽仅数米，长数公里至数十公里。延伸方向大致与冰流方向一致。组成蛇形丘的物质较粗，主要是沙砾质，透水性强，具有流水与冰流方向一致。组成蛇形丘的物质较粗，主要是沙砾质，透水性强，具有流水的分选性和沉积层理，如水平层理、斜层理和交错层理等。表面常覆盖一层冰碛的分选性和沉积层理，如水平层理、斜层理和交错层理等。表面常覆盖一层冰碛物。物。 蛇形丘的成因有二种：一是冰下隧洞沉积说。在冰川消融期，冰水沿着冰裂隙蛇形丘的成因有二种：一是冰下隧洞沉积说。在冰川消融期，冰水沿着冰裂隙下透，形成冰下隧道

13、，由冰水带来的冰碛物不断将隧道填充，甚至堵塞，当冰川下透，形成冰下隧道，由冰水带来的冰碛物不断将隧道填充，甚至堵塞，当冰川全部消融时，堆积物便露出地面，成为蛇形丘。二是冰水三角洲沉积说。由此造全部消融时，堆积物便露出地面，成为蛇形丘。二是冰水三角洲沉积说。由此造成的蛇形丘宽窄相间，宽段为隧道口外的陆上三角洲沉积，组成物质较细；窄段成的蛇形丘宽窄相间，宽段为隧道口外的陆上三角洲沉积，组成物质较细；窄段为冰下隧道的沉积，组成物质较粗。随着冰川节节后退，隧道口也逐步后移，从为冰下隧道的沉积，组成物质较粗。随着冰川节节后退，隧道口也逐步后移，从而出现了这种绳结状蛇形丘而出现了这种绳结状蛇形丘。 (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过终碛垄后，由它所挟和冰面融水在冰川舌前穿过终碛垄后，由它所挟带的泥沙也逐渐沉积下来，形成扇形地，由多个扇形地的联合，便组成了冰水平原。组带的泥沙也逐渐沉积下来，形成扇形地，由多个扇形地的联合，便组成了冰水平原。组成冰水平原的物质较粗，以沙砾为主，向下游颗粒逐渐变细成冰水平原的物质较粗，以沙砾为主，向下游颗粒逐渐变细 蛇形丘是冰下河道堆积物组成的，冰川融化后出露蛇形丘是冰下河道堆积物组成的，冰川融化后出露的丘岗，特点是组成物质为有分选的成层砂砾。的丘岗，特点是组成物质为有分选的成层砂砾。 “冰缘冰

15、缘”有冰体周围或冰川活动区外有冰体周围或冰川活动区外围地带之意，但更重要的是其气候围地带之意，但更重要的是其气候特征，一是寒冷，尤其冬季特别寒特征，一是寒冷，尤其冬季特别寒冷，气温低达摄氏零下几十度；二冷，气温低达摄氏零下几十度；二是降水少，地表无积雪成冰；三是是降水少，地表无积雪成冰；三是风力强盛，大部分时间为反气旋风风力强盛，大部分时间为反气旋风系所控制。系所控制。 在在“冰缘冰缘”气候条件下，地表浅土层气候条件下，地表浅土层常随季节性变化甚至昼夜变化而发常随季节性变化甚至昼夜变化而发生周期性的冻结与融化，称生周期性的冻结与融化，称季节性季节性冻土冻土，而下部土层则长期处于冻结，而下部土层

16、则长期处于冻结状态，称状态，称多年冻土多年冻土。多年冻土层的。多年冻土层的厚度自高纬向低纬逐渐减薄，以至厚度自高纬向低纬逐渐减薄，以至完全消失。完全消失。 唐古拉山冰缘唐古拉山冰缘在极地高纬及高山高原的地下，当地温终年处于在极地高纬及高山高原的地下，当地温终年处于00以下时，被冻以下时，被冻结的岩结的岩( (土土) )层称为冻土。在这里由融冻作用所产生的地貌，称为冻层称为冻土。在这里由融冻作用所产生的地貌，称为冻土地貌。全世界冻土面积为土地貌。全世界冻土面积为35003500万万kmkm2 2，占陆地面积的占陆地面积的2323。在我。在我国冻土面积为国冻土面积为215215万万kmkm2 2，

17、占我国面积的占我国面积的22.322.3，主要分布于北纬，主要分布于北纬4848以北的黑龙江省北部和我国西部海拔以北的黑龙江省北部和我国西部海拔35003500m m以上的高原以上的高原( (青藏、青藏、帕米尔帕米尔) )和高山地区。冻土地貌对于公路、铁路、厂房等的工程建和高山地区。冻土地貌对于公路、铁路、厂房等的工程建设有着重大影响。设有着重大影响。冻土地貌冻土地貌几种冻融扰动构造几种冻融扰动构造 （R.J.R.J.ChorleyChorley et al et al，19841984） A.A.沙粘土舌侵入上覆沙砾层沙粘土舌侵入上覆沙砾层 B.B.冰冻囊状构造冰冻囊状构造 C.C.不规则冰

18、卷泥不规则冰卷泥 D.D.与冻裂风化上升柱有关的花彩弧与冻裂风化上升柱有关的花彩弧 由于季节性冻结自地表向下发展，导致它与多年冻由于季节性冻结自地表向下发展，导致它与多年冻土层之间的融层承受冻胀挤压作用而发生塑性变形，土层之间的融层承受冻胀挤压作用而发生塑性变形，产生多种奇特的冻融扰动构造或称冰卷泥。产生多种奇特的冻融扰动构造或称冰卷泥。 石海石海是在平坦的山顶或缓坡上，平铺着大片是在平坦的山顶或缓坡上，平铺着大片由融冻风化而崩解的大块砾石，这种由砾石组成由融冻风化而崩解的大块砾石，这种由砾石组成的地面，称为石海。的地面，称为石海。 石海的生成条件，首先是组成地面的岩石要石海的生成条件，首先是

19、组成地面的岩石要坚硬，如花岗岩、玄武岩和石英岩等，而且节理坚硬，如花岗岩、玄武岩和石英岩等，而且节理发育，容易进行融冻风化。砾石产生后，由于透发育，容易进行融冻风化。砾石产生后，由于透水性能好，所以很难再进一步分解，加上地面平水性能好，所以很难再进一步分解，加上地面平缓，故不易被搬走，能长期保存下来。如山西五缓，故不易被搬走，能长期保存下来。如山西五台山台山30003000m m的山顶上，仍然保留着晚更新世的石的山顶上，仍然保留着晚更新世的石海。软弱岩石如页岩、片麻岩等，融冻风化后，海。软弱岩石如页岩、片麻岩等，融冻风化后，容易形成细粒碎屑物被融水移走，不能产生石海容易形成细粒碎屑物被融水移走

20、，不能产生石海。其次要有严寒而温差大的多年冻土气候。这样。其次要有严寒而温差大的多年冻土气候。这样融冻风化作用才能深入地下，产生大块的砾石。融冻风化作用才能深入地下，产生大块的砾石。 石海是强烈寒冻风化、岩石海是强烈寒冻风化、岩石就地崩裂的产物。发育石就地崩裂的产物。发育石海的必要条件即地形比石海的必要条件即地形比较平坦，出露坚硬而多节较平坦，出露坚硬而多节理裂隙的岩石，温度在理裂隙的岩石，温度在00上下大幅度升降变化。硬上下大幅度升降变化。硬度小、节理不发育的岩石，度小、节理不发育的岩石，如页岩、粘土岩等，经寒如页岩、粘土岩等，经寒冻风化一层层地崩解为细冻风化一层层地崩解为细块岩屑，就不利于

21、在原地块岩屑，就不利于在原地保存下来。中国昆仑山冰保存下来。中国昆仑山冰期古石海高度海拔期古石海高度海拔49004900m m左左右，比同时雪线低约右，比同时雪线低约200200300300m m，有的低有的低500500m m。石海（内华达）石海（内华达） （A.Strahler，1999） 多边形构造土系多边形构造土系冻土区地表因冻冻土区地表因冻胀而呈多边形破胀而呈多边形破裂并被砂土充填裂并被砂土充填的产物。多边形的产物。多边形破裂与中心部位破裂与中心部位地下冻胀地面微地下冻胀地面微隆有关。单个多隆有关。单个多边形土的直径自边形土的直径自数十厘米到百米数十厘米到百米以上不等，通常以上不等，

22、通常是气候越干冷凛是气候越干冷凛冽，规模也越大。冽，规模也越大。 多边形构造土多边形构造土 （D.D.ElsomElsom,1992,1992） 石环是石块集中分布在一片石环是石块集中分布在一片细砂土周围。石环的直径细砂土周围。石环的直径0.5-2.00.5-2.0m m不等。极区的石环不等。极区的石环直径可达十余米，常见一个直径可达十余米，常见一个个石环交错排布。石环的形个石环交错排布。石环的形成，首先是融冻分选作用使成，首先是融冻分选作用使岩块被抬举到表面，其后是岩块被抬举到表面，其后是冻胀和冻融作用使顶面的岩冻胀和冻融作用使顶面的岩块向四周侧向移动，并汇集块向四周侧向移动，并汇集成环边。在祁连山某平顶冰成环边。在祁连山某平顶冰川边缘冰退不到川边缘冰退不到2 2年，在冰碛年，在冰碛物中就发育了大量的石环，物中就发育了大量的石环，大者直径大者直径4 45 5m m，中心部分比中心部分比边缘高约边缘高约4040cmcm。又在大雪山又在大雪山地区试验，埋入地下地区试验，埋入地下2 2cmcm深的深的石块，一个月后就被冻融分石块，一个月后就被冻融分选托到地面，并侧向移动了选托到地面，并侧向移动了2 25 5cmcm。石环（石环（Sorted c