第四纪地质与环境：第六章 第四纪冰川与环境-2

1、第四节 冰川地貌一、冰川剥蚀地貌二、冰川堆积物及堆积地貌三、冰水沉积物及冰水堆积地貌冰川的剥蚀作用 冰川在流动过程中，以自身的动力及挟带的沙石对冰床岩石的破坏作用称为冰川的刨蚀作用。 其方式有挖掘作用和磨蚀作用两种，无论哪种方式，都是一种机械破坏过程。 一、冰川剥蚀（刨蚀）地貌 挖掘作用又称拔蚀作用，是指冰川在运动过程中，将冰床基岩破碎并拔起带走的作用。 磨蚀作用又称锉蚀作用，是指冰川以冻结在其中的岩石碎屑为工具进行刮削、磨蚀冰床的过程。冰川的剥蚀作用 (2) 冰川剥蚀地貌的基本特征第四纪冰川地貌 冰川侵蚀地貌简称“冰蚀地貌”，冰蚀地貌的主要类型有：冰斗：角峰：刃脊：冰槽谷（“U”形谷）：悬槽

2、谷：羊背石冰 斗 定义：冰川在雪线附近塑造的椭圆型基岩洼地。 组成：峻峭的后壁、深凹的斗底、冰坎。 与积水漏斗的区别：冰斗坎，具反向坡 与雪蚀洼地的区别：平坦指数（F=a/2c）小 研究意义：古雪线位置、古温度波动的重要标志。刃脊、角峰 刃脊 相邻的两个冰斗冰川或山谷冰川的后壁或侧壁发生节节后退，使两相邻冰斗或山谷之间的山脊变得越来越窄，形成两侧陡陵、顶部尖锐的山脊，又称鳍脊。 角峰 当3个或3个以上不同方向的冰斗，在冰川的刨蚀作用下，冰斗的后壁不断后退，它们之间的距离不断缩小，最终围成一个尖锐、似金字塔形的山峰。冰槽谷与悬谷冰槽谷: 山谷冰川塑造的线型谷地。A、纵剖面上：起伏较大，冰蚀湖盆，

3、串珠状湖泊B、横剖面上：呈“U”型C、平面上：较平直D、谷壁：光滑，形成三角或冰溜面，其上发育擦痕或刻痕。悬谷：支谷冰川谷底高悬于主冰槽谷的坡上，称为悬谷。第四纪冰川地貌冰蚀地貌实例 冰川营力刃脊角峰冰斗第四纪冰川地貌冰蚀地貌实例悬冰川：开始侵蚀刃脊冰斗U形谷 冰川作用形成的U型谷和悬谷(约塞米蒂国家公园)冰斗与刃脊青海巴颜喀拉山“U”型谷位于欧洲阿尔卑斯山“U”形谷中的小城加拿大Donjek 冰川羊背石 冰槽谷的底部和大陆冰川的冰床上，由于冰川的磨蚀作用与拔蚀作用形成的石质小丘。 长轴方向与冰川运动方向平行，不对称，迎冰面平缓，带有擦痕、刻痕及新月形的磨光面；背面较陡，由阶状小陡坎及裂隙组成

4、。二、冰川堆积物及堆积地貌(1) 冰川的搬运作用冰川的搬运作用是指冰川在运动的过程中，将冻结在冰川中的碎屑物质从一个地方搬运到另一个地方的过程。冰川主体、冰下、冰川末端均可搬运。多种搬运的结果使冰川不可能形成单一的搬运结构。二、冰川堆积物及堆积地貌(2)冰川的沉积作用冰川的沉积作用是指由于冰川的消融或载荷能力的降低，将携带的碎屑物质堆积下来的过程。形成的堆积物质称为冰碛物。二、冰川堆积物及堆积地貌(3) 冰碛物表碛与内碛：在重力的作用下从斜坡上滚落或坠落在冰川表面的碎屑物质，或冰川表面消融后而出露的冰碛物。侧碛与岸碛：冰川边缘的表碛和内碛以及斜坡上坠落的碎屑物质堆积在冰川两侧形成的侧碛。二、冰

5、川堆积物及堆积地貌(3) 冰碛物中碛与终碛：两条冰川汇合，相邻的两条侧碛汇合后在冰川中形成的堆积物称中碛。由冰川搬运来的沉积物在冰川消融后堆积在冰舌的前端位置上，形成终碛。底碛与基碛：在冰川的底部，部分冰川融化释放出一部分冰碛物堆积在冰床上，或因冰床的磨擦阻力而滞留在冰床上的冰碛物。 (4) 冰川堆积地貌的基本特征第四纪冰川地貌 冰川堆积地貌也称“冰碛地貌”，冰碛地貌的主要类型有：终碛垅和侧碛垅：中碛垄：冰碛丘陵：是冰川消融过程中，表碛、中碛、内碛等坠落在底碛之上形成基碛，在地形上形成高低起伏的小山丘。侧碛垅终碛垅冲积扇Alaska复式冰川中碛侧碛冰川湾冰碛地貌实例侧碛垅中碛 （Medial

6、moraine ）侧碛垅表碛（Supraglacial moraine ）冰中碛（Englacial moraine ）（续）鼓丘：分布在终碛堤的内侧，一般是由含粘土较高的底碛堆积而成的椭圆形或流线型岗丘，但有些鼓丘的中心部位保存有基岩。第四纪冰川地貌冰碛地貌实例冰川堰塞湖终碛垅漂 砾美国威斯康新东北部的冰川漂砾四、冰水沉积物及冰水堆积地貌冰水沉积作用指经冰水搬运的物质，由于水动力的减弱而发生堆积的过程，与冰川的沉积作用明显不同，而与流水的沉积作用有些相似，形成的沉积物称为冰水沉积物。冰川接触沉积：冰阜阶地、冰砾阜、锅穴、蛇形丘等。冰前沉积：冰水扇、冰水冲积平原、冰水阶地等。冰阜阶地：分布在冰

7、蚀谷两侧由冰水沉积物构成的台阶状地形。冰砾阜：是冰川消融后，冰面溪沉积物坠落冰床上形成的丘状地形。锅穴：在冰川后退后，一些没有融化的冰块被埋藏在冰水沉积物中形成死冰。当气温变暖时，死冰完全融化，在冰水沉积物中出现空洞而致使上面的沉积物发生塌陷，形成下凹的坑。蛇形丘：是冰底溪沉积形成的蜿蜒曲折、高低起伏的垄岗状地形。冰碛阜蛇形丘锅穴冰水堆积地貌：冰水扇和冰水河谷沉积平原、季候泥、冰砾阜与冰砾阜阶地、锅穴、蛇形丘等。冰水扇和冰水冲积平原在大陆冰川作用区，当冰水流出终碛堤后，由于地形变得开阔和坡度的变缓，冰水携带来的碎屑物质就在终碛堤的前缘部位开始沉积、并向前扩展，形成扇状地形，称冰水扇。若是多个冰

8、水扇侧向连接就形成了冰水冲积平原。侧碛垅终碛垅冲积扇Melville 半岛（加拿大 Nunavut）冰水冲积扇Tree River（加拿大 Nunavut）冰水冲积平原冰川里顿柱群冰川沉积物微观特征（磨光面、擦痕、颤痕、贝状断口等）携裹碎石的冰川才有侵蚀能力（凿蚀）冰川擦痕冰岩界面碎石 冰川流动方向磨光面冰川地貌的组合特征第四纪冰川地貌 冰川侵蚀与堆积总是相辅相成的，也就是说，有冰川侵蚀作用就必然有冰川堆积地貌。 典型组合：冰川上源角峰冰斗“U”形谷 末端终碛垅 地貌类型取决于冰川本身的类型性质及当地的地质地貌条件： 海洋性冰川作用区：冰川地貌多样，侵蚀和堆积形态发育明显高耸的角峰、宏大的“U

9、”形谷、典型的冰斗、悬槽谷和羊背岩、高大的侧碛、终碛、冰砾阜丘、鼓丘； 大陆性冰川作用区：往往不如前述典型； 遗迹被保存的完整程度取决于后期破坏程度。由于一个地区通常经过了多期冰川作用，历次塑造的冰川地貌复合、重叠，早期的冰川遗迹常被后期冰川等作用破坏，地貌组合变复杂。冰川地貌的组合特征(续)第四纪冰川地貌第五节 冻土地貌冰缘（periglacial）： 狭义：冰川作用的外围地带，年均温度0 左右，但地面上不结冰，永久冻土层发育。 广义：凡是年均温度0 左右，永久冻土层发育的气候条件，并不一定在冰川的外缘 。冻土区：指广义的冰缘环境（一）冻土与冻融作用1、冻土在极地高纬及高山高原的地下，当地温

10、终年处于零温或负温，被冻结的岩（土）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。季节冻土：每年冬季冻结，夏季融解。多年冻土：长期处于冻结状态。隔年冻土：一两年之内不融化的土层。多年冻土：上层夏融冬冻的活动层。冬季冻结时，能和下部的多年冻结层连接起来的为衔接多年冻土，此活动层亦称季节融化层。不能衔接，中间隔着一层融土的，则称为不衔结多年冻土，此活动层亦称季节冻结层。 下层多年冻结层（一）冻土与冻融作用2、冻融作用是指在气温周期性变化影响下，土层中的水反复冻结和融化，造成土层的膨胀、开裂、变形、扰动、流动等复杂变化，形成一系列的冻土地貌和次生构造的过程。（二）冻土地貌1、石河、石海2、

11、冰楔3、构造土（冰冻结构土）4、冻融褶皱5、冻胀丘6、热融地貌1、石海与石河基岩经过剧烈的冻融崩解产生一大片巨石角砾，就地堆积在平坦地面上，称为石海。当山坡上冻融崩解产生的大量碎屑充填凹槽或沟谷，而岩块在重力作用下顺着湿润的碎屑垫面或多年冻土层顶面发生整体运动时，就形成石河。2、冰楔形成条件：持续严寒，年均温-6 -9 裂隙发育，形成冰脉逐年冻融，不断扩大规模古冰楔 ：地层中的冰楔遗迹。古冰楔 野外鉴别标志：“V”形楔体、砾石定向、直立层理、围岩挤压变形，成群分布。研究意义：研究古冰缘环境的定性、定量标志。冰楔黄河源黑河乡大桥二级阶地上古冰楔黄河源鄂棱湖湖口湖积堤中古冰楔3、构造土（冰冻结构土）定义：在河滩、湖滩、坡脚等地下水丰富的地方，一些砾石层的上部，由于冻融的分选作用，使冻土层中的砾石被推到地表并排列成几何性状的次生构造，称为构造土3、构造土（冰冻结构土）形成条件：水分充足、含砾石、反复冻融形成机理：垂直分选作用、水平分选作用种类：石多边形、石环、石圈规模：直径一般12m。4、冻融褶皱气候：形成的气候条件与冰楔近似。动力：活动层冻结产生的下压力、永冻层产生的顶托力。形态：极其复杂。黄河源黄河第一桥附近洪积物中的冻融褶皱5、冻胀丘（冰核丘）冻胀丘：粒度和水分含量的不均匀，形成局部隆起。冰核丘：土层中不断